浅谈载货电梯的发展趋势
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载货电梯的国标定义为：通常有人伴随，主要为运送货物而设计的电梯。其性质要求要结实耐用，承载能力强，使用寿命长。故货梯的轿架，轿底等结构件都是由型材焊接而成。但随着时代的发展，在市场经济化竞争日益激烈的今天，型材价格昂贵，电梯材料成本过高，更何况载货电梯结构庞大、笨重，对重架的设计高度较高，对重块的数量较多等缺点暴露无遗。如何改进货梯结构，整体轿架选用钣金结构来代替原有的型材结构，是一种具有竞争力的方案。下面我们就这个课题进行技术性探讨和验证性计算。
1 造价成本
以原有的二吨普通载货电梯为例：采用的材料：
上梁为18#槽钢，长度为1900mm，重量为23kg/m×1.9m×2=87.4kg.
下梁为16#槽钢，长度为1900mm，重量为19.752kg/m×1.9m×2=75.06kg.
立梁为16#槽钢，长度为3300mm，重量为19.752kg/m×3.3m×2=130.36kg.
上梁+下梁+立梁=292.82kg如果改为钣金折弯，那材料重量：
上梁改为t=8mm的钣金折弯， 重量为：36.5×2=73kg
下梁改为t=8mm的钣金折弯， 重量为：33.9×2=67.8kg-（6mm板材？）
立梁改为t=6mm的钣金折弯， 重量为：62.2×2=124.4kg
上梁+下梁+立梁=265.2kg
由此可见，采用钣金结构可以大大的降低材料成本，在市场竞争中占有优势。
2 强度核算
钣金结构的强度是否能满足载货电梯的正常工作强度的需求呢？现在分别对上梁，下梁，立梁进行强度受力分析
（1）上梁承受的载荷是轿厢架自重以及额定载重p+q
二吨普通载货电梯p+q=3350kg
上梁主要受到的是弯应力，故对其需进行抗弯应力分析。又因为上梁左右受力相同，故取其中一片进行受力分析：
L=（1900-880）/2=510mm=0.51m
MMAX=（p+q）/4×g×L =1/4×3350×9.8×0.51=4185.8N.m
单片上梁的横截面受力分析
单片上梁沿X-X方向的抗弯模量（近似认为折弯圆角为直角）
WX=（B1H13- B2H23- B3H33）/6H1=144.65cm3
最大弯曲应力δmax=Mmax/ WX=4185.8N.m/144.65cm3=28.94Mpa
上梁的材质为Q235的塑性材料，其δb=373～461 Mpa，
故取δb=400Mpa，
所以安全系数n=δb/δmax=400/28.94=13.82
符合国家标准。
（2）下梁承受轿底自重及额定载荷重量
对下梁进行受力分析：
1）轿底自重5/8均匀分别在下梁上
2）额定载荷的5/8均匀分别在下梁上
因为下梁左右受力相同，故取其中一片进行受力分析：
因为Q=2000kg.， P轿底=452kg， L=1.84m，q为单位长度受力
q=5（P+Q）×9.8/8L=8162N/m
q/=q/2=4081 N/m
Mmax= q/L2=3454N.m
单片下梁的横截面受力分析
单片上梁沿X-X方向的抗弯模量（近似认为折弯圆角为直角）
WX=（B1H13- B2H23- B3H33）/6H1=116.6cm3
下梁主要受弯，其最大弯曲应力
δmax=Mmax/ WX=3454N.m/116.6cm3=29.6Mpa
上梁的材质为Q235的塑性材料，其δb=373～461 Mpa，
故取δb=400Mpa，
所以安全系数n=δb/δmax=400/29.6=13.5
符合国家标准。
（3）对轿架立梁受力分析
立梁在工作中可能受到两种载荷：
1）拉伸载荷；
2）由于轿厢收到偏心载荷而使整个轿架有个偏心力矩 Mo ，导靴上的反力为Mo/H=R
将其受力进行详细的分解：
1）四个角受力相等的力矩= Mo/4，且作用于立柱的上下交点
2）立柱受到弯曲的自由长度为立柱端点连接板上的最高和最低连接点之间距离L
3）两根立柱刚度相同
故可知每根立柱受到的剪切力是R/2，带入Mo/H=R，则作用于立柱端点的反力F=Mo/2H
由立柱端点平衡可得：
M+M= MoL/2H
作用在每根立柱端点的力矩为M= MoL/4H
故立柱受到的拉伸应力δ拉=（P+Q）g/2A
弯曲应力δ弯=MoL/（4HWx）
L=2.8mH=3.3mP=轿底+轿架重量 Q=额定载荷2000kg
A=（160+65×2+30×2-8×4）×6=1908mm2
先固定形心，图沿Y轴方向对称，形心肯定在Y轴上，把图形截面圆角近似为直角，那截面就是大矩形减去2个小矩形。
A1=16×6.5=104cm2Z1=6.5/2=3.25cm2
A2=14.8×5.3=78.44cm2 Z2=6.5/2=3.25cm2
A3=0.6×10=6cm2 Z3=6.5+6.5-0.6/2=6.2cm2
X平均=A1Z1-A2Z2-A3Z3/Z1+Z2+Z3=338-254.93-37.2/6.5+6.2
=45.87/12.7=3.61cm
因为中性层过形心，故中性轴距下边为3.61cm，与X-X平行
故Xmax=6.5-3.61=3.89cm
Iy=16×6.53/12-14.8×5.33/12-10×0.63/12=2189/12=182.4cm4
Wx= Iy/ Xmax=182.4cm4/3.89 cm=46.9 cm3
根据载荷，取Mo=Qb×g/8=2000×1.7×9.8/8=4165N.m
b为轿厢净宽b=1.7m
立柱受到的组合应力为
δ=δ拉+δ弯=（P+Q）g/2A+ MoL/（4HWx）
=2520×9.8/2×1908+4165×2.8/4×3.3×46.9=6.47+18.84=25.31 Mpa，
立柱的材质为Q235的塑性材料，其δb=373～461 Mpa，
故取δb=400Mpa，
所以安全系数n=δb/δmax=400/25.314=15.8
符合国家标准。
由此可见，将载货电梯的结构由传统的型材结构转化为钣金结构，不仅仅满足原来的载货强度问题，优化了结构空间，更节省了制造的材料，降低了载货电梯的制造成本，所以钣金轿架结构必然是货梯未来的发展趋势。
参考文献：
[1]GB7588-2003电梯制造与安装安全规范[S].
[2]朱昌明，洪致育，张慧侨.电梯与自动扶梯.上海交通大学出版社，2007.
作者简介：
刘大柱，出生1982年1月，男，汉族，江苏省盐城市人.2005年毕业于淮阴工学院学校，材料成型及其控制工程专业。现职单位凯斯博电梯有限公司。学士学位，研究方向：机械设计。
蔡旭青，出生1984年9月。男，汉族，江苏省盐城市人。2007年毕业于盐城工学院学校专业机械设计制造及其自动化。现职单位凯斯博电梯有限公司。学位：学士， 研究方向：机械工艺。