CN101387082B - 电梯的受力构件及电梯装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电梯的受力构件，包括多个相邻设置的承载体，每个承载体由一包裹体和承载芯线组成，所述承载芯线被包裹在所述包裹体内；所述包裹体沿纵向方向的上、下表面横向对应设置多个凹槽，在所述凹槽内设置包覆层，并与包裹体固定连接，将所述多个承载体连接在一起，包覆层的厚度尺寸与包裹体的上、下表面的凹槽深度尺寸大体相同；所述包覆层的宽度尺寸至少大于其厚度尺寸。本发明还公开了采用上述受力构件的电梯装置。本发明的受力构件具有更好的柔性和曳引能力，更长的使用寿命，同时加工简单，并且可以通过外观判别承载芯线的断裂状况。

Description

电梯的受力构件及电梯装置
技术领域
本发明涉及一种用于牵引电梯的受力构件。本发明还涉及一种采用所述的受力构件的电梯装置。
背景技术
传统牵引滑轮驱动的电梯装置中，受力构件为钢丝绳。钢丝绳的使用有一定的限制，如钢丝绳与牵引滑轮之间的牵引力限制，钢丝绳的弯曲性能和疲劳性能的要求。由于牵引力的限制，为了增加牵引力往往需要增大钢丝绳与牵引滑轮之间的包角，或者在牵引滑轮上开槽，这样将使钢丝绳的寿命降低。同时由于钢丝绳的弯曲性能和疲劳性能的要求，钢丝绳的最小使用直径为8mm(GB7588-2003标准规定)，且牵引滑轮的直径至少为钢丝绳直径的40倍。因此牵引滑轮的直径最小为320mm，这样也限定了电机的输出力矩要求。牵引滑轮的直径越大，要求电机的输出力矩也越大，电机的整体体积也将增大。这样会使电机在机房或井道内的布置产生困难，增加电机的制造成本和建筑成本。
为了解决上述问题，中国发明专利说明书CN1222656C(公告日2005年10月12日)公开了一种电梯的拉力构件。该电梯的拉力构件为一带状体。该带状体具有由非金属材料制成的包裹体；该包裹体包裹多个金属材料制成的承载芯线，其中承载芯线由49根细钢丝绞制而成。承载芯线的直径为1.6mm。由于承载芯线的直径比较小，因此牵引滑轮的直径可以控制在100mm。这样电动机的输出力矩要求较传统钢丝绳牵引电梯的电动机输出力矩要求大大降低；相应的电动机的体积也缩小；在电梯系统的土建布置中，电动机占据的空间也大为缩小。该发明的拉力构件，包裹体由一种硬度较硬的非金属材料(热塑聚氨酯)构成，其包裹体肖氏硬度为90～95A。为了使包裹体与牵引滑轮的摩擦系数不能太大，包裹体的材料硬度必须比较大。正是由于这个原因，使得该拉力构件的柔性大大降低。同时由于包裹体的材料硬度大，包裹体与牵引滑轮之间的摩擦系数也会降低，从而不能达到比较好的曳引能力。再者，由于包裹体一体化，因此拉力构件的布置只能是与牵引滑轮和导向轮平行布置，否则拉力构件的包裹体内将产生比较大的内应力，从而加速拉力构件的包裹体磨损，使拉力构件的寿命降低；另外由于包裹体一体化，相邻承载芯线的间距在加工过程中不能很好的保证，而且有可能相邻承载芯线会接触，这样当拉力构件受力时，相接触的承载芯线将相互磨损，从而导致承载芯线断裂，降低拉力构件的强度，并可能加速包裹体的磨损，影响拉力构件的使用寿命，同时设计不同强度的拉力构件比较困难。同时由于包裹体一体化，并且包裹体是橡胶材料，因而包裹体受力后将发热，其热量不能很好地散发，将会影响包裹体的寿命，降低拉力构件的寿命；更进一步，包裹体的一体化将导致承载芯线的断裂不容易辨别，只能通过特殊的设备才能检测出。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电梯的受力构件，它具有更好的柔性和曳引能力，更长的使用寿命；同时，加工简单，并且有利于通过外观判别承载芯线的断裂状况。为此，本发明还要提供一种采用所述受力构件的电梯装置。
为解决上述技术问题，本发明电梯的受力构件第一种技术方案是，所述受力构件包括多个相邻设置的承载体，每个承载体由一包裹体和承载芯线组成，所述承载芯线被包裹在所述包裹体内；所述包裹体沿纵向方向的上、下表面横向对应设置多个凹槽，在所述凹槽内设置包覆层，并与包裹体固定连接，将所述多个承载体连接在一起，包覆层的厚度尺寸与包裹体的上、下表面的凹槽深度尺寸大体相同；所述包覆层的宽度尺寸至少大于其厚度尺寸；所述包裹体、包覆层由非金属材料制成。
本发明电梯的受力构件第二种技术方案是，所述受力构件包括多个相邻设置的承载体，每个承载体由一包裹体和承载芯线组成，所述承载芯线被包裹在所述包裹体内；所述包裹体的上、下表面设置包覆层，并与包裹体固定连接，将所述多个承载体连接在一起；所述包覆层的宽度尺寸至少大于其厚度尺寸，所述包裹体、包覆层由非金属材料制成。
本发明电梯的受力构件第三种技术方案是，所述受力构件包括多个相邻设置的承载体，每个承载体由一包裹体和承载芯线组成，所述承载芯线被包裹在所述包裹体内；在相邻承载体之间沿纵向方向在相邻包裹体的侧面形成凹槽，并且贯通受力构件的全长；在所述凹槽内设置包覆层，并与包裹体固定连接，将所述多个承载体连接在一起，包覆层的厚度尺寸与凹槽的深度尺寸大体相同；所述包裹体、包覆层由非金属材料制成。
本发明电梯的受力构件第四种技术方案是，所述受力构件包括一承载体，该承载体由一包裹体和多根承载芯线组成，所述承载芯线被包裹在所述包裹体内；所述包裹体沿纵向方向的上、下表面横向对应设置多个凹槽，在所述凹槽内设置包覆层，并与包裹体固定连接，包覆层的厚度尺寸与包裹体的凹槽深度尺寸大体相同，包覆层的宽度尺寸至少大于其厚度尺寸；所述承载体的宽度尺寸大于其厚度尺寸；所述包裹体、包覆层由非金属材料制成。
本发明的电梯装置包括在升降通道内升降的轿厢、对重、带有牵引滑轮的驱动装置和用于牵引电梯的受力构件，其中，所述的受力构件为前述的电梯的受力构件。
由于采用上述结构，电梯的受力构件的承载体上下表面开槽，将会增加承载体的柔性；同时包裹体与包覆层的材料硬度不同，包覆层的材料硬度比包裹体的包裹体的材料硬度小，这样将能保证承载体的柔性。由于承载体是分别加工制作，并通过包覆层将承载体连接在一起，这样承载芯线之间的间距可以得到保证，从而承载芯线不会直接接触，保证承载体的使用寿命；同时受力构件具有更好的扭转柔性，这样受力构件的布置并不需要与牵引滑轮和导向轮严格平行布置，从而增加了电梯系统布置的灵活性和电梯系统安装的便利；另外，由于承载体分别加工制作，因此设计不同强度的受力构件非常容易，只需要将增加承载体的数量即可。由于包裹体、包覆层可以为不同的材料和材料硬度，这样可以根据实际曳引能力的需要，设计出不同材料硬度和不同材料的包裹体、包覆层，从而设计出不同的受力构件与牵引滑轮之间的摩擦系数，保证受力构件与牵引滑轮之间更好的曳引能力。由于承载体相邻配置，承载体之间的侧面不粘连或有间隙，这样能保证承载体有更好的散热能力，同时也保证受力构件有更长的使用寿命。再者，由于承载体的包裹体有没被包覆层包覆的部分，如果出现承载芯线的断裂，该部分包裹体将会鼓起，通过肉眼就可以判别承载芯线的断裂状况。
附图说明
下面结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明电梯的受力构件实施例一的结构图；
图2是本发明电梯的受力构件实施例二的结构图；
图3是本发明电梯的受力构件实施例三的结构图；
图4是本发明电梯的受力构件实施例四的结构图；
图5是本发明电梯的受力构件实施例五的结构图；
图6是本发明电梯的受力构件实施例六的结构图；
图7是本发明电梯的受力构件实施例七的结构图；
图8是本发明电梯的受力构件实施例八的结构图；
图9是本发明电梯的受力构件实施例九的结构图。
具体实施方式
实施例一
如图1所示，所述的受力构件包括4个承载体1，所述的4个承载体1相邻配置，且相邻两承载体1之间的侧端面不粘连。所述承载体的宽度尺寸与厚度尺寸比为≤1。每个承载体1由一包裹体3和一承载芯线2组成，承载芯线2被包裹在包裹体3的内部。每根承载芯线2的外围有9股股线，中央有一股股线。每根承载芯线2的各股股线是由多根金属芯线通过平行搓捻而成。这样各股股线的金属芯线之间的接触为线接触，使金属芯线之间的接触应力减小，并且承载芯线2能够保持很好的外形。为了提高承载芯线2的弯曲疲劳强度，金属芯线要求比较细，约为0.15～0.6mm。当要进一步增加承载芯线2的弯曲疲劳寿命时，应使承载芯线2的光学直径与其配合的牵引绳轮的直径比值为30或者更大。要保证承载芯线2具有较高的破断强度，金属芯线必须具有较高的拉伸强度。在本发明的实施方式中，金属芯线的拉伸强度大于2000N/mm2。
包裹体3的材料将承载芯线2的各股股线隔开，各股股线之间基本没有接触应力。这样承载芯线2的弯曲疲劳强度得到进一步的提高。包裹体3与承载芯线2紧密地连接在一起。包裹体3采用的材料为橡胶材料，优选为热塑型聚氨基甲酸乙酯树脂材料。当然包裹体3的材料不限于此，可以根据具体使用条件适当选择。
为了控制受力构件的厚度尺寸，承载芯线2的光学直径为2.5mm～5mm。这样牵引绳轮的直径可以控制在100mm或更小；整个电动机的力矩要求大大降低，使得电动机的尺寸大大缩小，并导致电梯系统的布置非常方便。
沿着承载体1的纵向方向上下表面横向分别对应设置多个凹槽5和凹槽7，相邻的凹槽5或凹槽7之间的距离约为牵引滑轮周长的1/6，凹槽5和凹槽7的宽度为牵引滑轮周长的1/6。在凹槽5和凹槽7内，分别对应设置包覆层4和包覆层6，并与包裹体固定连接，通过包覆层4、6将所述的四个承载体1牢固地连接在一起。包覆层4、6，分别位于凹槽5、7内后，其厚度分别与承载体1的凹槽5和凹槽7的深度尺寸大体相同。包覆层4和包覆层6的宽度尺寸为受力构件的宽度，即为4个相邻设置的承载体1的宽度之和。包裹体3、包覆层4和包覆层6的材料为树脂材料，使受力构件与牵引绳轮之间的摩擦系数控制在0.2～0.5之间。
所述包覆层4、6的宽度尺寸至少大于其厚度尺寸；所述包裹体3、包覆层4、6由非金属材料制成，例如采用橡胶材料、热塑型聚氨基甲酸乙脂树脂。所述包覆层沿受力构件的纵向方向的尺寸大体上等于凹槽宽度尺寸。
包裹体3的材料硬度与包覆层4、6的硬度不同，可以根据实际曳引能力的需要，配置不同硬度的材料和不同摩擦系数，从而可以提高承载体1的曳引能力。如在本实施例中，包裹体3的硬度为肖氏硬度85～90A，包覆层4、6的硬度为肖氏硬度70～80A。这样一方面因包裹体3的上、下表面分布多个凹槽5和凹槽7，增加了承载体1的柔性，同时由于包覆层4和包覆层6比包裹体3柔软，因此承载体1的柔性得到保证，从而提高受力构件的整体柔性；另一方面，由于包覆层4和包覆层6相对于包裹体3，与牵引滑轮之间的摩擦系数更大，这样能保证承载体1与牵引滑轮之间有更高的摩擦系数，从而提高承载体1的曳引能力。另外由于凹槽5和凹槽7的槽宽为牵引滑轮的1/6，所以可以保证在整个牵引过程中，至少有一个包覆层4或包覆层6与牵引滑轮接触，从而可以保证承载体1与牵引滑轮之间的摩擦系数，即提高承载体1的曳引能力。
由于构成受力构件的承载体1分别加工，并且多个承载体1通过包覆层4、6连接在一起，这样承载芯线之间的间距可以得到保证，从而承载芯线不会直接接触，保证承载体1的使用寿命；同时受力构件具有更好的扭转柔性，这样受力构件的布置并不需要与牵引滑轮和导向轮严格平行布置，从而增加了电梯系统布置的灵活性和电梯系统安装的便利；另外，由于承载体1分别加工制作，因此设计不同强度的受力构件非常容易，只需要将增加承载体1的数量即可。
相邻承载体1之间不粘连，承载体1在没有被包覆层4和包覆层6覆盖的部分，相邻承载体1之间可以相对运动。这样承载体1因承受外力伸长而产生的热量可以通过相邻承载体1之间的间隙从侧面排出，有利于延长承载体1的使用寿命，即保证了受力构件的使用寿命。另外，当承载体1的承载芯线2发生断裂时，承载体1没有被包覆层4和包覆层6覆盖的部分，将有可能鼓起，通过肉眼就可以判别承载芯线2的断裂状况。
承载芯线2也可以由非金属材料制成，例如聚丙烯树脂、聚乙烯树脂或乙烯等的热塑型树脂、或者高强度的芳族聚酰氨纤或聚丙烯纤维等的合成纤维高密度材料；还可以既有金属芯线形成的承载芯线，也有非金属芯线形成的承载芯线。
为了增加受力构件的阻燃性能，在包裹体3、包覆层4和包覆层6内添加阻燃性材料。
尽管在本实施例中，说明受力构件由4个承载体1构成，但是这仅仅是为了举例说明受力构件的组成，实际上承载体1的数量并不受此限制，可以选用大于4个的承载体1组成受力构件，例如采用10个承载体1；同时承载体所包裹的承载芯线也可以是多个。
实施例二
如图2所示。该实施例与实施例一的不同之处是相邻承载体1之间具有一定间隙。这样做的好处是，承载体1因承受外力伸长而产生的热量能更快地通过相邻承载体1之间的间隙排出，将能有效提高受力构件的使用寿命。
实施例三
如图3所示。该实施例与实施例一的不同之处是，所述的凹槽5、7相互贯通。在凹槽5、7处，包覆层4或包覆层6与承载芯线2及包裹体3牢固地连接在一起。相邻承载体1之间不粘连。
实施例四
如图4所示。该实施例与实施例三的不同之处在于相邻承载体1之间具有一定的间隙。该间隙更有利于承载体1承受外力伸长而产生的热量的排出。从而保证承载体1的使用寿命及提高受力构件的使用寿命。
实施例五
如图5所示。该实施例与实施例一的不同之处在于，包覆层4和包覆层6覆盖包裹体3的上下表面，并与包裹体3牢固地连接在一起，将多个承载体1连接在一起。包覆层4和包覆层6的长、宽与受力构件相等。为了提高受力构件的柔性，将包裹体3的材料硬度设计的小一些，其硬度为肖氏硬度70～80A，包覆层4和包覆层6的材料硬度为肖氏硬度85～90A。
实施例六
如图6所示。该实施例与实施例一不同之处在于，在相邻承载体1的侧面形成凹槽5、7，并且贯通受力构件的全长，包覆层4、6分别设置在凹槽5和凹槽7内，并与包裹体3之间牢固的连接，将承载体1连接在一起。包覆层4、6的硬度比包裹体3的硬度低，包裹体3的材料硬度为肖氏硬度85～90A，包覆层4、6的材料硬度为肖氏硬度70～80A。包覆层4、6相对于包裹体3，与牵引滑轮之间的摩擦系数更大，这样能保证承载体1与牵引滑轮之间有更高的摩擦系数，从而提高承载体1的曳引能力。
实施例七
如图7所示。该实施例与实施例一的不同之处在于，承载体1包括多个承载芯线2和一个包裹体3，多个承载芯线2被包裹在一个包裹体3。
实施例八
如图8所示。该实施例与实施例七的不同之处是，所述凹槽5、7相互贯通，在凹槽5、7内，包覆层4或包覆层6与承载芯线2及包裹体3牢固地连接在一起。
实施例九
如图9所示。该实施例与实施例一的不同之处是，所述承载体1的上下表面形成具有一梯形的轮廓，同时包覆层4和包覆层6与牵引滑轮接触的轮廓为一梯形的轮廓。这些轮廓与牵引滑轮的轮廓互补。这样的结构一方面可以对承载体1进行导向，另一方面可以提高承载体1与牵引滑轮之间的牵引能力。当然，承载体1的上下表面的轮廓可以是其它的轮廓形式，如圆形，椭圆形，或其它的轮廓形式。

Claims (28)

1.一种电梯的受力构件，其特征在于：包括多个相邻设置的承载体，每个承载体由一包裹体和承载芯线组成，所述承载芯线被包裹在所述包裹体内；所述包裹体沿纵向方向的上、下表面横向对应设置多个凹槽，在所述凹槽内设置包覆层，并与包裹体固定连接，将所述多个承载体连接在一起，包覆层的厚度尺寸与包裹体的上、下表面的凹槽深度尺寸大体相同；所述包覆层的宽度尺寸至少大于其厚度尺寸；所述包裹体、包覆层由非金属材料制成。
2.一种电梯的受力构件，其特征在于：包括多个相邻设置的承载体，每个承载体由一包裹体和承载芯线组成，所述承载芯线被包裹在所述包裹体内；在相邻承载体之间沿纵向方向在相邻包裹体的侧面形成凹槽，并且贯通受力构件的全长；在所述凹槽内设置包覆层，并与包裹体固定连接，将所述多个承载体连接在一起，包覆层的厚度尺寸与凹槽的深度尺寸大体相同；所述包裹体、包覆层由非金属材料制成。
3.一种电梯的受力构件，其特征在于：包括一承载体，该承载体由一包裹体和多根承载芯线组成，所述承载芯线被包裹在所述包裹体内；所述包裹体沿纵向方向的上、下表面横向对应设置多个凹槽，在所述凹槽内设置包覆层，并与包裹体固定连接，包覆层的厚度尺寸与包裹体的凹槽深度尺寸大体相同，包覆层的宽度尺寸至少大于其厚度尺寸；所述承载体的宽度尺寸大于其厚度尺寸；所述包裹体、包覆层由非金属材料制成。
4.如权利要求1至3所述的任一电梯的受力构件，其特征在于：所述承载芯线是金属芯线。
5.如权利要求1至3所述的任一电梯的受力构件，其特征在于：所述承载芯线是非金属芯线。
6.如权利要求4所述的电梯的受力构件，其特征在于：所述承载芯线的直径为0.15～0.6mm之间，强度大于2000N/mm2。
7.如权利要求5所述的电梯的受力构件，其特征在于：所述承载芯线的材料为合成树脂。
8.如权利要求1至3所述的任一电梯的受力构件，其特征在于：所述承载芯线采用多根芯线平行搓捻而成。
9.如权利要求1至3所述的任一电梯的受力构件，其特征在于：所述承载体的包裹体材料为橡胶材料。
10.如权利要求1至3所述的任一电梯的受力构件，其特征在于：所述承载体的包裹体材料为热塑型聚氨基甲酸乙酯树脂。
11.如权利要求1至3所述的任一电梯的受力构件，其特征在于：所述承载体与牵引滑轮之间的摩擦系数为0.2～0.5。
12.如权利要求1至3所述的任一电梯的受力构件，其特征在于：所述承载体的承载芯线既有金属芯线形成的承载芯线，也有非金属芯线形成的承载芯线。
13.如权利要求1至3所述的任一电梯的受力构件，其特征在于：所述受力构件配合的牵引滑轮直径与承载体的承载芯线光学直径比值≥30。
14.如权利要求1至3所述的任一电梯的受力构件，其特征在于：所述承载体的承载芯线光学直径为2.5～5mm。
15.如权利要求1至3所述的任一电梯的受力构件，其特征在于：所述包裹体含有阻燃性材料。
16.如权利要求1至3所述的任一电梯的受力构件，其特征在于：所述包覆层含有阻燃性材料。
17.如权利要求1至3所述的任一电梯的受力构件，其特征在于：所述包覆层与牵引滑轮之间的摩擦系数为0.2～0.5。
18.如权利要求1至3所述的任一电梯的受力构件，其特征在于：所述凹槽相邻之间的距离大体上为牵引滑轮周长的1/6。
19.如权利要求1至3所述的任一电梯的受力构件，其特征在于：所述凹槽的宽度大体上为牵引滑轮周长的1/6。
20.如权利要求1至3所述的任一电梯的受力构件，其特征在于：所述包覆层沿受力构件的纵向方向的尺寸大体上等于凹槽宽度尺寸。
21.如权利要求1至3所述的任一电梯的受力构件，其特征在于：相邻承载体之间的侧端面不粘连或有间隙。
22.如权利要求1至3所述的任一电梯的受力构件，其特征在于：所述包裹体的材料硬度大于包覆层的材料硬度。
23.如权利要求1至3所述的任一电梯的受力构件，其特征在于：所述承载体的宽度尺寸与厚度尺寸比为≤1。
24.如权利要求1至3所述的任一电梯的受力构件，其特征在于：所述的凹槽前后贯通。
25.如权利要求1至3所述的任一电梯的受力构件，其特征在于：所述承载体包含多个承载芯线。
26.如权利要求1所述的电梯的受力构件，其特征在于：所述承载体与牵引滑轮的接触面轮廓互补，所述包覆层与牵引滑轮的接触面轮廓互补。
27.一种电梯装置，包括在升降通道内升降的轿厢、对重、带有牵引滑轮的驱动装置和用于牵引电梯的受力构件，其特征在于：所述的受力构件为权利要求1～3中任一项所述的电梯的受力构件。
28.如权利要求27所述的电梯装置，其特征在于：所述牵引滑轮的直径为100mm或更小。
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