电梯的受拉构件制造技术

本发明专利技术涉及一种用于电梯或其它人员输送系统（１２）的混合式材料的受拉构件（２２），其中采用有机纤维（３０）和钢材（２８），以隔开的或组合的形式作为荷重部件。本发明专利技术还公开了几个实施方案。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电梯系统，更具体而言，涉及这类电梯系统的受拉构件。
技术介绍
常规的牵引式电梯系统包括吊舱、配重块、二根或多根连接吊舱和配重块的缆绳、移动缆绳的牵引滑轮、和使牵引滑轮转动的机械。缆绳是由绞合或捻合的钢丝制成的，滑轮是由铸铁制造的。机械可以是齿轮传动的，也可以是非齿轮传动的。齿轮传动的机械允许使用速度较高的马达，这种马达比较紧凑，而且价格较低，但需要额外的维护和空间。虽然已经证明常规的圆形钢缆绳和铸铁滑轮是非常可靠的，而且是成本有效的，但对它们的使用有一些限制。这些限制之一是缆绳和滑轮之间的牵引力。增加缆绳的包角或在滑轮上开一些槽，可以提高这些牵引力。然而由于增加磨损(包角)或增加缆绳压力(开槽)的结果，这两种技术都降低了缆绳的耐用性。提高牵引力的另一种方法，是在滑轮的凹槽中使用由合成材料制成的衬里。衬里能增加缆绳和滑轮之间的摩擦系数，并同时将缆绳和滑轮的磨损减少到最小。对使用圆形钢缆绳的另一个限制是圆形钢丝绳的挠性和疲劳特性。现今电梯的安全规范要求每根钢丝绳具有最小直径d(对CEN(欧洲标准化协作委员会)，d最小＝8mm，对ANSI(美国国家标准研究所)，d最小＝9.5mm(3/8″))，和牵引式电梯的D/d比例大于或等于40(D/d≥40)，其中D是滑轮的直径。这使滑轮直径D为至少320mm(对ANSI为380mm)。滑轮直径D越大，所需驱动电梯系统机械的力矩也越大。常规圆形缆绳的另一个缺点是缆绳的压力越大，缆绳的寿命就越短。当缆绳在滑轮上通过时产生缆绳的压力(P缆绳)，缆绳的压力与缆绳中的张力(F)成正比，与滑轮直径D和缆绳直径d成反比(P缆绳≈ F/(D/d)。此外，滑轮凹槽的形状，其中包括在滑轮上开槽之类增加牵引力的技术也能提高缆绳承受的最大缆绳压力。尽管已有上述技术，但科学家和工程师们，却仍在申请人的受让人的指导下进行工作，开发驱动电梯系统的更有效和更耐用的方法和设备。本专利技术的公开内容根据本专利技术，电梯受拉构件的宽厚比(aspect ratio)大于1，这里的宽厚比被定义为受拉构件的宽度w与厚度t的比例(宽厚比＝w/t)。本专利技术的主要特性是受拉构件具有扁平性。宽厚比的增加会使受拉构件具有由宽度尺寸限定的啮合表面，使缆绳压力的分布最佳化。因此，使受拉构件内的最大压力最小。此外，增加圆形缆绳的宽厚比，使圆形缆绳的宽厚比等于1，可以在保持受拉构件横截面面积不变的同时，降低受拉构件的厚度。根据本专利技术，受拉构件还包括装在公共包覆层内的多根单独的荷重绳、股线和/或钢丝。包覆层将各个绳、股线、和/或钢丝隔开，并界限定了啮合牵引滑轮的啮合表面。由于受拉构件的结构，缆绳的压力可在整个受拉构件上更均匀地分布。因此，与具有同样荷重能力的常规缆绳式电梯相比，明显地降低了缆绳的最大压力。而且，对于相同的荷重能力，降低了缆绳的有效直径‘d’(在弯曲方向上测定)。因此，在不降低D/d比例的情况下，可以获得较小的滑轮直径‘D’值。此外，将滑轮直径D降低到最小能在不需要齿轮箱的情况下使用价格较低、更加紧凑的高速马达作为驱动机械。本专利技术受拉构件中的绳、股线和/或钢丝，优选采用钢和有机纤维的多种组合形式。这两种材料可以分别维护，并在公共外壳中包含特种钢绳和有机纤维绳；可将这两种材料组合成一根绳，有许多根这绳分散在公共外壳中；在公共外壳中，可使这些材料中的一种依次排列包围在另一种的周围；有机纤维可无规则地分散在公共外壳中，钢绳也可分散在公共外壳中。每一种提到的组合，都形成一种混合式挠性扁平受拉构件，该构件具有在钢绳的扁平受拉构件或有机纤维的扁平受拉构件中所没有的强度和优点。每种材料都具有各自的优点，钢的优点包括具有非破坏性检验性能；耐热性能高；和拉伸性能低。有机纤维的优点包括重量轻，强度高；对腐蚀不敏感。在实际采用钢和有机纤维制造受拉构件时，在这两种材料分担荷重的情况下，能制成性能显著提高的受拉构件。本专利技术提供了几个实施方案，每个实施方案都由这两种材料分担荷重，分担荷重时需要考虑每种材料的荷重能力；每种材料长期耐弯曲疲劳性；每种材料的拉伸性能，和达到这种协同效果时的皮带轨迹的稳定性。从下面对本专利技术附图所示典型实施方案的详细说明中，可以明显地看出本专利技术前述的和其它的目的、特性和优点。附图简述现在参见附图，在几个附图中，相同部件的编号是相同的附图说明图1是具有牵引传动装置的电梯系统的透视图，在传动装置中包括本专利技术的受拉构件；图2是本专利技术的混合式挠性扁平受拉构件的第一个实施方案的横截面示意图；图3是本专利技术的混合式挠性扁平受拉构件的第二个实施方案的横截面示意图；图4是本专利技术的混合式挠性扁平受拉构件的第三个实施方案的横截面示意图；图5是本专利技术的混合式挠性扁平受拉构件的第四个实施方案的横截面示意图；图6是本专利技术受拉构件的弹性模量曲线；和图7是本专利技术受拉构件的强度曲线。实现本专利技术的最佳方式图1所示的是牵引式电梯系统12。该电梯系统12包括吊舱14、配重块16、牵引传动装置18、和机械20。牵引传动装置18包括连接吊舱14和配重块16的受拉构件22和牵引滑轮24。受拉构件22与滑轮24啮合，以使滑轮24的旋转能够移动受拉构件22，从而移动吊舱14和配重块16。机械20与滑轮24啮合，使滑轮24转动。虽然机械20以齿轮传动的的形式示出，但应该注意，这种配置只是为了说明的目的，在本专利技术中可以使用齿轮传动或非齿轮传动的机械。本专利技术提供混合式材料的挠性扁平受拉构件，该构件比单一材料的挠性扁平受拉构件具有更优良的性能。应当注意，荷重材料的所有可能的混合物，都不能在制造的受拉构件中形成协同效果。相反地，却要仔细地分析构件的荷重能力，均衡在各类荷重材料之间施加的荷重，以获得优良的性能以及优良的受拉构件的轨迹稳定性。参见图2，以横截面示出本专利技术的混合式挠性扁平受拉构件的第一个实施方案。受拉构件22包括公共的尿烷或其它聚合材料的外壳26。钢荷重材料位于用28注出的区域，而有机荷重材料则以30标出。本领域的技术人员应当理解，这些荷重材料在受拉构件22的宽度范围内被相当均匀地隔开。优选在受拉构件22的中央位置制成二根并列的钢绳28，使并列均衡轨迹。在受拉构件纵向中心线的两侧，对称是很重要的，以确保受拉构件在滑轮上具有稳定的轨迹。所示的有机纤维30具有比钢绳28更大的横截面，但并不要求如此。相反地，问题在于需要多大的额定重量，和需要什么样的耐热性能，以及类似的参数。因此，需要进行在本领域普通技术人员技术水平内能够进行的数学计算，以便确定采用的有机纤维量和采用的钢绳量。采用这些计算是为了确保扁平受拉构件中的各种绳所分担的荷重，以利用每种绳的优点和性能。重要的是在施加的任何给定荷重下，受拉构件的轴向刚性能使这两种类型的绳都在受拉构件的弹性响应曲线内分担荷重。可以选择这两种类型绳的绞合和结构，以便能够分担这种荷重。为了能够获得这一效果，这些绳本身在尺寸、数目、和分布(不是对轨迹)方面不受限制，也不要求采用相同数目的有机纤维绳和钢绳。重要的是，要针对受拉构件所需的性能，均衡这两种类型绳的特性，以便可以达到这些所需的性能。对于所要求的每一种效果，都可采用一种以上设计绳和尺寸等的方法。注意，为了有利于受拉构件的轨迹，分布是很重要的，一种比较容易实现的适宜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种为电梯系统的吊舱提供提升力的受拉构件，其中包括： 多个钢的和有机纤维的荷重构件；和 基本上包覆所述多个荷重构件的包覆层，其宽厚比大于１，该宽厚比被定义为受拉构件的横截面宽度与厚度的比例。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：KM普雷沃，MS汤普森，PS巴兰达，DC亚蒙，
申请(专利权)人：奥蒂斯电梯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]