Каркас кабины должен обладать достаточной прочностью и жесткостью, гарантируя безопасную работу лифта в рабочих, испытательных и аварийных режимах.

Конструкция каркаса собирается из стального проката или, в последнее время, из специально изготовленных гнутых профилей. Применяются сварные и болтовые соединения.

В нижней части каркаса предусматриваются опорные поверхности для взаимодействия с буферами в приямке шахты. С боковых сторон каркаса, в верхней и нижней его части, устанавливаются башмаки.

Наиболее нагруженной частью каркаса кабины является вертикальная рама. К ней крепятся тяговые и уравновешивающие канаты. На ней устанавливается горизонтальная рама с подвижным полом и купе. Вертикальная рама воспринимает динамические нагрузки при посадке кабины на буфер и ловители.

Верхняя и нижняя балка каркаса обычно имеют одинаковую конструкцию, и собирается из швеллеров или гнутого стального профиля.

Стойки вертикальной рамы крепятся к балкам посредством болтов и выполняются из прокатного или гнутого стального профиля. С целью увеличения жесткости болтовых соединений используются косынки из стального листа.

Момент сопротивления изгибу стоек обычно в 8 – 12 раз меньше соответствующего момента сопротивления балок. В связи с этим, при рабочих деформациях вертикальной рамы, изгибающие моменты заделки стоек имеют незначительную величину, что позволяет производить прочностной расчет балок и стоек независимо, по упрощенной методике.

Конструкция горизонтальной рамы каркаса кабины непосредственно воспринимает действие сил тяжести купе, груза и инерционных сил в рабочих и аварийных режимах.

Характер работы металлоконструкций горизонтальной рамы существенно связан с наличием и конструкцией взвешивающего устройства. Так, при применении взвешивающего устройства с подвижным полом, нагрузка на раму передается через опоры осей рычажной подвески пола, а при отсутствии взвешивающего устройства - непосредственно щитовой конструкцией пола.

Схема каркаса кабины представлена на рис. 2.1.

Задаемся размерами кабины:

– высота Н=2100 мм;

– глубина L=1400 мм;

– ширина В=1200 мм.

Рис. 2.1. Схема каркаса кабины: 1 – верхняя балка; 2 – стойка;

3 – нижняя балка; 4 – горизонтальная рама

Вертикальная рама каркаса представляет собой статически неопределимую конструкцию, которая может рассчитываться традиционными методами строительной механики или упрощенным способом на основе независимого рассмотрения работы горизонтальных балок и стоек [3].

Расчетная схема каркаса представлена на рис. 2.2. На схеме приняты

Рис. 2.2. Расчетная схема противовеса.

Приняты следующие обозначения: P_ис – расчетная нагрузка

в режиме статических испытаний; I₁, I₂ – моменты инерции

поперечных сечений стойки и балки вертикальной рамы;

h, l – основные размеры рамы

Расчетная нагрузка кабины определяется двукратным значением величины номинальной грузоподъемности.

При статических испытаниях груз равномерно распределяется по всей площади пола кабины.

Расчетная нагрузка, приложенная в середине пролета верхней балки составляет

, кН (2.1)

= 18,05 кН

Используя стандартные методы строительной механики можно определить изгибающие моменты в характерных точках рамы с учетом симметрии ее конструкции:

– моменты в местах крепления стоек к нижней балке (точки А, D)

               (2.2)

- моменты в местах крепления стоек к верхней балки (точки В, С)

               (2.3)

,

где  – коэффициент, учитывающий соотношение жесткости сопряженных элементов и размеры рамы.

- изгибающий момент в среднем сечении верхней балки

                (2.4)

Для оценки влияния жесткости стоек на характер и величину деформации верхней балки определим вспомогательный коэффициент соотношения момента в заделке (точка В) и момента в точке приложения нагрузки от канатной подвески (точка Е)

                           (2.5)

В реальных конструкциях лифтов величина К_м ≥ 10, поэтому доля влияния моментов в узлах соединения балок со стойками очень мала, что делает вполне оправданным упрощенный расчет балок и стоек каркаса.