【摘要】根据行业标准的要求，针对穿墙螺栓固定导轨支架进行了受力计算，并对导轨支架与压墙板的焊缝强度、穿墙螺栓与穿墙螺栓压板的焊缝强度进行了校核。
【关键词】穿墙螺栓；固定方式；强度校核
电梯导轨支架的固定方式和间距是影响曳引式驱动电梯的重要性能指标。目前有些省份要求导轨支架必须采用膨胀螺栓固定到混凝土圈梁上，而我司除了采用膨胀螺栓固定外，还采用了穿墙螺栓固定。TSGT7001—2009《电梯监督检验和定期检验规则-曳引与强制驱动电梯》中附件A《曳引与强制驱动电梯监督检验和定期检验内容、要求与方法》中第3.6项导轨c（2）的描述如下：支架应当安装牢固，焊接支架的焊缝满足设计要求，锚栓（如膨胀螺栓）固定只能在井道壁的混凝土构件上使用。下面笔者以3000kg载货电梯采用穿墙螺栓固定导轨支架为例，来进行强度校核。
1 导轨支架受力计算
计算用参数如下：额定载重Q=3000kg，轿厢自重P=2400kg，轿厢净深Dx=2700mm，轿厢净宽Dy=2140mm，轿厢导轨根数n=2，轿厢架上、下导靴之间的距离h=3950mm，GB7588—2003《电梯制造与安装安全规范》附录G 描述的3种工况中，安全钳动作工况为最不利工况，此时轿厢承受的载荷为额定载荷，且偏载。附录G7，该载货电梯轿厢属于导轨中心导向和悬挂，偏载轿厢作用于导轨的最大弯曲应力发生在安全钳动作工况，此时导向力在y轴和x上的作用力分别为：
式中：k1-冲击系数，查GB7588-2003表G2，取k1=5；
xQ、yQ-额定载荷Q相对导轨直角坐标系的坐标：取
xP、yP-轿厢重心P相对导轨直角坐标系的坐标：取xP=0、yP=0；gn-重力加速度，gn=9.8m/s2；则：Fx=6280.04N；Fy=9955.04N
2 采用穿墙螺栓固定的强度校核
要对穿墙螺栓固定导轨支架进行强度校核，首先要计算导轨支架与压墙板连接焊缝是否满足要求。3000kg载货电梯轿厢对重侧导轨支架的设计长度为700mm，而轿厢主轨侧支架的设计长度仅为200mm，则对重侧导轨支架的受力最为不利。因此，仅需计算对重侧导轨支架竖档的焊缝即可。
2.1 对重侧导轨支架竖档焊缝强度计算
2.1.1 对重侧导轨支架竖档受力计算 取对重侧导轨支架整体为研究对象，受力简图如图1所示：ΣMB=0
2.1.2 对重侧导轨支架竖档焊缝强度计算
图1 对重侧导轨支架、穿墙螺栓安装及受力简图
导轨支架竖档与井道壁的固定如图1所示。穿墙螺栓将压墙板固定在井道壁上，然后将导轨支架竖档焊接（周边焊）在压墙板上，查《机械设计手册》表1-4-35，其焊缝的剪切强度为：
式中：P-导轨支架竖档焊缝承受的拉力，P=RAy=3052.80N；
a-角焊缝的计算厚度，一般取a=0.7K；
K-角焊缝高度，K=8mm；
l-角焊缝长度，70×7角钢截面边长l=249mm
τ'p-角焊缝的许用剪切应力，查《机械设计手册》表1-4-40，Q235A材料角焊缝的τ'p=118MPa
故：导轨支架竖档焊缝强度满足要求。
2.2 压墙板与井道壁之间用穿墙螺栓连接的强度校核
穿墙螺栓固定压墙板如图1所示，穿墙螺栓承受的拉力是轿厢偏载安全钳动作时产生的Fx力而产生的。由前面计算知轿厢对重侧导轨支架的受力最为不利，已计算导轨支架与压强板的焊缝强度满足要求。
2.2.1 穿墙螺栓承受的拉力 以压墙板和对重导轨支架焊接后的整体为研究对象，受力简图如图2所示。
图2 穿墙螺栓受力简图
图3 穿墙螺栓与压板连接图
2.2.2 穿墙螺栓抗拉强度计算 将穿墙螺栓与穿墙螺栓压板连接后整体为研究对象：
式中：A-穿墙螺栓的横截面面积：
穿墙螺栓材料为碳素结构钢，查《机械设计手册》表3-1-6，其屈服强度σs=235MPa，则σ＜σs，故穿墙螺栓的抗拉强度满足要求。
2.2.3 穿墙螺栓与穿墙螺栓压板连接的焊缝强度计算
穿墙螺栓与穿墙螺栓压板连接的结构简图如图3所示。由于其板焊缝为手工电弧焊连接，查《机械设计手册》表1-4-35，其焊缝的剪切强度为：
式中：P-穿墙螺栓承受的拉力，P=F=15700.10N；
a-角焊缝的计算厚度，一般取a=0.7K；
K-角焊缝高度，K=8mm；
l-角焊缝长度，l=πd=π×14mm
τ'p-角焊缝的许用剪切应力，查《机械设计手册》表1-4-40，Q235A材料角焊缝的：τ'p=118Mpa
故：穿墙螺栓与穿墙螺栓压板连接的焊缝强度满足要求。
综上所述，载货电梯导轨支架采用Φ14的穿墙螺栓固定强度是满足要求的。
3 结语
虽然标准中只规定导轨支架应安装牢固，但我们选择的固定方式发生改变时，需提供计算说明。以上是笔者关于使用穿墙固定导轨支架的一些肤浅的认识，如有不妥敬请指正。
