基于Creo电梯缓冲器支架设计

摘 要：缓冲器作为最后一种安全保护的电梯安全装置，作为缓冲器的支撑部件-缓冲器支架-它的强度和刚度设计关系到电梯的安全。本文基于Creo平台，对缓冲器支架进行强度和刚度进行分析，并进行相互验证，证实了此方法的可靠性。

关键词：Creo；缓冲器支架；有限元分析

引言

近年来，随着房地产业快速发展，电梯产业也空前繁荣，人们日常生活中接触电梯的机会越来越多。在电梯调试、日常使用中，轿厢冲顶、蹲底的情况时有发生，缓冲器作为最后一种安全保护的电梯安全装置，就显得尤为重要。缓冲器支架作为缓冲器的支撑部件，强度和刚度均要得到充分保证。

随着CAD和CAE软件发展和普及，设计人员使用这些软件可以从繁杂的设计计算中解脱出来，将时间和精力投入到产品创新中去，提升产品的竞争力。本文以Creo为平台，简述电梯轿厢侧缓冲器支架的设计分析过程。

1 技术条件介绍

文中所述缓冲器支架如图1所示。所用槽钢：型号10（GB/T 706-2008）。图中六角螺母为焊接螺母，安装缓冲器之用。缓冲器支架缓冲器支架所用材料均为Q235A。Q235A钢弹性模量、泊松比、密度、许用应力分别为210GPa、0.3、7850kg/m3、235MPa.

本文针对某型客梯，该型电梯相关参数如下：

载重（Q）：1000kg

轿厢自重（P）：1200kg

速度（V）：1m/s

底坑深度（S）： ≥1400mm

图1 缓冲器支架

2 计算及有限元分析

缓冲器支架受力如图2所示，其中F=（P+1.25*Q）*K*9.81=（1200+1.25*1000）*2*9.81=48069N（此处K为载荷系数，考虑到冲击载荷，取值为2）。

忽略缓冲器和缓冲器支架重量影响，因槽钢处截面积最小，所受应力应最大，计算值为：F/A=48069/（2*12.748*100）=18.85MPa。

安全系数：235/18.85≈12.47

下面利用Creo2.0建立缓冲器支架模型，如图1右部所示，进入Simulate环境，设置材料、约束、载荷（如图3所示），进行静态分析。

图2缓冲器支架受力图 图3缓冲器支架受力图

图4所示为缓冲器支架受力应力云图，图5为槽钢边线应力曲线。我们发现：槽钢中间处应力与理论计算基本相符，在槽钢两端处局部有应力集中，最大值为38.8MPa， 安全系数为235/38.8=6。

压稳计算（Q235A材料计算数据见表1）

截面积：2.5496×105mm2

长度系数μ：2

缓冲器支架对中性轴的惯性矩I：I1=3.6×106mm4，I2=4×106mm4（因I1

缓冲器支架长度l（底坑深度S=1400）：608mm

柔度i：i=■=32.4A

缓冲器支架细长比λ：λ=■=32.4

当底坑深度S=1400mm时，细长比λ<λs，因此缓冲器支架可以理解短粗杆，不需要考虑压稳的问题；当底坑深度S≥i×λp/？滋+792=1950mm时，细长比λs≤λ<λp，缓冲器支架是中长杆；当底坑深度S≥i×λp/？滋+792=2670mm，细长比λ≥λp，缓冲器支架是细长杆。

表1 Q235A计算数据

下以底坑深度S=1950mm时，计算压杆稳定。

临界应力σcr=a-bλ=304-1.12×61.6=235MPa

临界压力Pcr=σcr×A=235×2×12.748×100=599078N

安全系数n=Pcr/F=12.5。

下面进行压杆稳定分析。先将模型中槽钢的长度改为1158mm，然后进入Simulate环境，利用之前的材料、约束、载荷的设置，重新开始静态分析，再进行失稳分析。结果如图6所示，其临界压力Pcr=12.1×48069=581635N，与理论计算基本一致。

图6 失稳分析结果

3 结束语

本文利用Creo建模、有限元分析模块对缓冲器支架进行了设计分析及验证。因Creo集建模、有限元模块与一身，减少了不同软件系统数据转换错误，为机械设计提供了强大的支持。另外还可以根据设计要求，对缓冲器支架进行优化设计，做到物尽其用。

参考文献

[1]刑艳玲.工程力学[M].北京.北京交通大学出版社，2011.

[2]海天.Creo2.0辅助设计从入门到精通[M].北京.人民邮电出版社，2013.

[3]杨红霞.基于有限元的电梯主机承重梁设计计算[J].CAD/CAM与制造业信息化，2012（4）：55-57.

[4]槐创锋.Creo Parametric 2.0动力学与有限元分析从入门到精通[M].北京.机械工业出版社，2013.

[5]GB7588-2003.电梯制造与安装安全规范[S].

作者简介：王勤思（1978-），男，江苏省淮安市人，工程师，工学学士，从事电梯设计及制造工作。

摘 要：缓冲器作为最后一种安全保护的电梯安全装置，作为缓冲器的支撑部件-缓冲器支架-它的强度和刚度设计关系到电梯的安全。本文基于Creo平台，对缓冲器支架进行强度和刚度进行分析，并进行相互验证，证实了此方法的可靠性。

关键词：Creo；缓冲器支架；有限元分析

引言

近年来，随着房地产业快速发展，电梯产业也空前繁荣，人们日常生活中接触电梯的机会越来越多。在电梯调试、日常使用中，轿厢冲顶、蹲底的情况时有发生，缓冲器作为最后一种安全保护的电梯安全装置，就显得尤为重要。缓冲器支架作为缓冲器的支撑部件，强度和刚度均要得到充分保证。

随着CAD和CAE软件发展和普及，设计人员使用这些软件可以从繁杂的设计计算中解脱出来，将时间和精力投入到产品创新中去，提升产品的竞争力。本文以Creo为平台，简述电梯轿厢侧缓冲器支架的设计分析过程。

1 技术条件介绍

文中所述缓冲器支架如图1所示。所用槽钢：型号10（GB/T 706-2008）。图中六角螺母为焊接螺母，安装缓冲器之用。缓冲器支架缓冲器支架所用材料均为Q235A。Q235A钢弹性模量、泊松比、密度、许用应力分别为210GPa、0.3、7850kg/m3、235MPa.

本文针对某型客梯，该型电梯相关参数如下：

载重（Q）：1000kg

轿厢自重（P）：1200kg

速度（V）：1m/s

底坑深度（S）： ≥1400mm

图1 缓冲器支架

2 计算及有限元分析

缓冲器支架受力如图2所示，其中F=（P+1.25*Q）*K*9.81=（1200+1.25*1000）*2*9.81=48069N（此处K为载荷系数，考虑到冲击载荷，取值为2）。

忽略缓冲器和缓冲器支架重量影响，因槽钢处截面积最小，所受应力应最大，计算值为：F/A=48069/（2*12.748*100）=18.85MPa。

安全系数：235/18.85≈12.47

下面利用Creo2.0建立缓冲器支架模型，如图1右部所示，进入Simulate环境，设置材料、约束、载荷（如图3所示），进行静态分析。

图2缓冲器支架受力图 图3缓冲器支架受力图

图4所示为缓冲器支架受力应力云图，图5为槽钢边线应力曲线。我们发现：槽钢中间处应力与理论计算基本相符，在槽钢两端处局部有应力集中，最大值为38.8MPa， 安全系数为235/38.8=6。

压稳计算（Q235A材料计算数据见表1）

截面积：2.5496×105mm2

长度系数μ：2

缓冲器支架对中性轴的惯性矩I：I1=3.6×106mm4，I2=4×106mm4（因I1

缓冲器支架长度l（底坑深度S=1400）：608mm

柔度i：i=■=32.4A

缓冲器支架细长比λ：λ=■=32.4

当底坑深度S=1400mm时，细长比λ<λs，因此缓冲器支架可以理解短粗杆，不需要考虑压稳的问题；当底坑深度S≥i×λp/？滋+792=1950mm时，细长比λs≤λ<λp，缓冲器支架是中长杆；当底坑深度S≥i×λp/？滋+792=2670mm，细长比λ≥λp，缓冲器支架是细长杆。

表1 Q235A计算数据

下以底坑深度S=1950mm时，计算压杆稳定。

临界应力σcr=a-bλ=304-1.12×61.6=235MPa

临界压力Pcr=σcr×A=235×2×12.748×100=599078N

安全系数n=Pcr/F=12.5。

下面进行压杆稳定分析。先将模型中槽钢的长度改为1158mm，然后进入Simulate环境，利用之前的材料、约束、载荷的设置，重新开始静态分析，再进行失稳分析。结果如图6所示，其临界压力Pcr=12.1×48069=581635N，与理论计算基本一致。

图6 失稳分析结果

3 结束语

本文利用Creo建模、有限元分析模块对缓冲器支架进行了设计分析及验证。因Creo集建模、有限元模块与一身，减少了不同软件系统数据转换错误，为机械设计提供了强大的支持。另外还可以根据设计要求，对缓冲器支架进行优化设计，做到物尽其用。

参考文献

[1]刑艳玲.工程力学[M].北京.北京交通大学出版社，2011.

[2]海天.Creo2.0辅助设计从入门到精通[M].北京.人民邮电出版社，2013.

[3]杨红霞.基于有限元的电梯主机承重梁设计计算[J].CAD/CAM与制造业信息化，2012（4）：55-57.

[4]槐创锋.Creo Parametric 2.0动力学与有限元分析从入门到精通[M].北京.机械工业出版社，2013.

[5]GB7588-2003.电梯制造与安装安全规范[S].

作者简介：王勤思（1978-），男，江苏省淮安市人，工程师，工学学士，从事电梯设计及制造工作。

摘 要：缓冲器作为最后一种安全保护的电梯安全装置，作为缓冲器的支撑部件-缓冲器支架-它的强度和刚度设计关系到电梯的安全。本文基于Creo平台，对缓冲器支架进行强度和刚度进行分析，并进行相互验证，证实了此方法的可靠性。

关键词：Creo；缓冲器支架；有限元分析

引言

近年来，随着房地产业快速发展，电梯产业也空前繁荣，人们日常生活中接触电梯的机会越来越多。在电梯调试、日常使用中，轿厢冲顶、蹲底的情况时有发生，缓冲器作为最后一种安全保护的电梯安全装置，就显得尤为重要。缓冲器支架作为缓冲器的支撑部件，强度和刚度均要得到充分保证。

随着CAD和CAE软件发展和普及，设计人员使用这些软件可以从繁杂的设计计算中解脱出来，将时间和精力投入到产品创新中去，提升产品的竞争力。本文以Creo为平台，简述电梯轿厢侧缓冲器支架的设计分析过程。

1 技术条件介绍

文中所述缓冲器支架如图1所示。所用槽钢：型号10（GB/T 706-2008）。图中六角螺母为焊接螺母，安装缓冲器之用。缓冲器支架缓冲器支架所用材料均为Q235A。Q235A钢弹性模量、泊松比、密度、许用应力分别为210GPa、0.3、7850kg/m3、235MPa.

本文针对某型客梯，该型电梯相关参数如下：

载重（Q）：1000kg

轿厢自重（P）：1200kg

速度（V）：1m/s

底坑深度（S）： ≥1400mm

图1 缓冲器支架

2 计算及有限元分析

缓冲器支架受力如图2所示，其中F=（P+1.25*Q）*K*9.81=（1200+1.25*1000）*2*9.81=48069N（此处K为载荷系数，考虑到冲击载荷，取值为2）。

忽略缓冲器和缓冲器支架重量影响，因槽钢处截面积最小，所受应力应最大，计算值为：F/A=48069/（2*12.748*100）=18.85MPa。

安全系数：235/18.85≈12.47

下面利用Creo2.0建立缓冲器支架模型，如图1右部所示，进入Simulate环境，设置材料、约束、载荷（如图3所示），进行静态分析。

图2缓冲器支架受力图 图3缓冲器支架受力图

图4所示为缓冲器支架受力应力云图，图5为槽钢边线应力曲线。我们发现：槽钢中间处应力与理论计算基本相符，在槽钢两端处局部有应力集中，最大值为38.8MPa， 安全系数为235/38.8=6。

压稳计算（Q235A材料计算数据见表1）

截面积：2.5496×105mm2

长度系数μ：2

缓冲器支架对中性轴的惯性矩I：I1=3.6×106mm4，I2=4×106mm4（因I1

缓冲器支架长度l（底坑深度S=1400）：608mm

柔度i：i=■=32.4A

缓冲器支架细长比λ：λ=■=32.4

当底坑深度S=1400mm时，细长比λ<λs，因此缓冲器支架可以理解短粗杆，不需要考虑压稳的问题；当底坑深度S≥i×λp/？滋+792=1950mm时，细长比λs≤λ<λp，缓冲器支架是中长杆；当底坑深度S≥i×λp/？滋+792=2670mm，细长比λ≥λp，缓冲器支架是细长杆。

表1 Q235A计算数据

下以底坑深度S=1950mm时，计算压杆稳定。

临界应力σcr=a-bλ=304-1.12×61.6=235MPa

临界压力Pcr=σcr×A=235×2×12.748×100=599078N

安全系数n=Pcr/F=12.5。

下面进行压杆稳定分析。先将模型中槽钢的长度改为1158mm，然后进入Simulate环境，利用之前的材料、约束、载荷的设置，重新开始静态分析，再进行失稳分析。结果如图6所示，其临界压力Pcr=12.1×48069=581635N，与理论计算基本一致。

图6 失稳分析结果

3 结束语

本文利用Creo建模、有限元分析模块对缓冲器支架进行了设计分析及验证。因Creo集建模、有限元模块与一身，减少了不同软件系统数据转换错误，为机械设计提供了强大的支持。另外还可以根据设计要求，对缓冲器支架进行优化设计，做到物尽其用。

参考文献

[1]刑艳玲.工程力学[M].北京.北京交通大学出版社，2011.

[2]海天.Creo2.0辅助设计从入门到精通[M].北京.人民邮电出版社，2013.

[3]杨红霞.基于有限元的电梯主机承重梁设计计算[J].CAD/CAM与制造业信息化，2012（4）：55-57.

[4]槐创锋.Creo Parametric 2.0动力学与有限元分析从入门到精通[M].北京.机械工业出版社，2013.

[5]GB7588-2003.电梯制造与安装安全规范[S].

作者简介：王勤思（1978-），男，江苏省淮安市人，工程师，工学学士，从事电梯设计及制造工作。