CN103803383B - 一种电梯曳引系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电梯曳引系统。解决现有技术中曳引轮直径很难进一步减小的问题。系统包括曳引机、导向轮，曳引机轴上连接有曳引轮，曳引轮和导向轮上绕置曳引绳，曳引绳两端分别与轿厢和对重连接，所述导向轮具有两个，分别为轿厢导向轮和对重导向轮，轿厢导向轮和对重导向轮对称设置在曳引轮两侧下方位置，所述曳引绳为带状结构，曳引绳由若干排钢芯和包裹在这些钢芯外的非金属包裹材料构成。本发明的优点是减小了曳引轮，更小的扭矩使得曳引机、制动装置更小，减小了尺寸、降低了成本、节约了能源、提高了使用寿命。

Description

一种电梯曳引系统

技术领域

本发明涉及一种电梯技术领域，尤其是涉及一种尺寸小，结构紧凑，成本低的电梯曳引系统。

背景技术

曳引式电梯是靠曳引绳曳引作业，其直接曳引装置主要有曳引绳、曳引机、导向轮等部件组成。曳引装置的布置方式不仅会直接影响曳引绳的受力情况、寿命以及轿厢运行的稳定性，也会影响曳引机的受力情况、结构设计及使用寿命等等。

目前的电梯曳引绕绳常用的布置方式有两类，一类采用导向轮，如图1所示，包括轿厢1＇、轿顶轮2＇、悬挂绳3＇、主机附件4＇、轿厢绳头5＇、曳引机6＇、导向轮7＇、对重绳头8＇、对重轮9＇、对重装置10＇。悬挂绳3＇贯穿整个曳引系统，一端连接对重装置10＇，然后绕过导向轮7＇，继续上行绕过曳引轮6＇，然后垂直下行绕过轿顶轮2＇，轿顶轮2＇固定在轿厢1＇顶部，最后上行通过轿厢绳头5＇固定在主机附件4＇上。其中导向轮7＇的作用是导向，调整轿厢和对重的间距，防止轿厢1＇与对重10＇相干涉。整个曳引系统靠曳引轮6＇与悬挂绳3＇之间的摩擦力驱动。

另一类，在曳引绕绳系统中没有导向轮，如图2所示，两者的区别是，图2所示曳引绕绳布置方式取消了导向轮后，节约了机房部件的空间，使得机房附件的结构更加紧凑。该布置主要的特点是，当轿厢1＇＇在下行至电梯井道底部位置时，轿顶轮两侧悬挂绳4＇＇与轿顶轮中心所在轴线的角度将接近于0度，当轿厢1＇＇上行至电梯井道的最高顶部位置时，该角度将达到最大。

现有技术的悬挂绳主要有两种，最普遍的一种是钢丝绳，其次是较为特殊的扁平钢带结构的悬挂绳，针对采用钢丝绳的现有曳引布置图1、图2的曳引系统，其存在一些缺陷，这些技术缺陷在于：

1）由于受到钢丝绳疲劳磨损的技术限制，国标要求曳引钢丝绳最小直径不能小于8mm，曳引钢丝绳与电机曳引轮的直径比不能小于40，这使得目前的曳引机、导向轮及其附件的结构尺寸很大，造成曳引机及相关机房部件设计上的材料浪费。

2） 曳引机、导向轮及其附件结构的庞大尺寸也导致机房空间不能有效的减小，造成机房土建的资源浪费。

3）无论是导向轮在单边或者无导向轮的布置，如果想通过减少包角来降低轴负荷时，曳引机都会受到一个水平方向的分力，从而影响曳引机的设计及系统的运行性能，同时，如果包角过小，会导致曳引力不足，产生溜车现象。

4）无导向轮的布置，使轿厢在运行时，悬挂绳呈V型的状态（或者其它任何可能产生类似悬挂绳呈V型运行状态的布置方式），且V型的角度会随轿厢的升降而变化，这就导致悬挂绳在穿过机房楼板时，需要大很多的机房地面留孔，存在一定的安全隐患；同时，悬挂绳在轿顶轮位置的V型角度变化，也使得轿顶维修人员存在一定的安全风险（除非增加复杂的防护措施）。

针对现有的钢带曳引布置图1和图2中系统，由于钢芯直径相对现有最小的钢丝绳8mm直径来说大大减小，曳引轮、反绳轮直径可以做得较小，因此，已经很好地避免了上述前两个缺陷，曳引机及其机房空间亦变得相对的紧凑，但是仍然无法排除上面3）和4）两个缺陷，同时，仍然存在以下的技术瓶颈，即无论是导向轮在单边或者无导向轮的布置，其中至少有一侧（对重或者轿厢）的悬挂绳受力是垂直向下，并且直接作用在曳引轮上，因此，曳引轮的直径由于受到一定轴负荷的限制，很难再进一步减小，从而也就很难进一步降低曳引工作扭矩。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中曳引轮直径很难进一步减小，系统组件尺寸大，安装需要较大空间，以及系统成本大的问题，提供了一种尺寸小，结构紧凑，成本低的电梯曳引系统。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种电梯曳引系统，包括曳引机、导向轮，曳引机轴上连接有曳引轮，曳引轮和导向轮上绕置曳引绳，曳引绳两端分别与轿厢和对重连接，所述导向轮具有两个，分别为轿厢导向轮和对重导向轮，轿厢导向轮和对重导向轮对称设置在曳引轮两侧下方位置，曳引绳绕在轿厢导向轮、曳引轮和对重导向轮上，所述曳引绳为带状结构，曳引绳包括若干排钢芯和包裹在这些钢芯外的非金属包裹材料。本发明中为了使得曳引机受力均匀，采用了两个导向轮，两个导向轮分别设置在曳引轮两侧下方，并采用对称布置方式，这样曳引机在水平方向上受力平衡，同时由于这种结构，减小了曳引轮曳引包角，降低了对曳引轮的负荷，使得可以采用较小直径曳引轮，由于直径小的曳引轮所需扭矩更小，进而可以采用更小扭矩电机，节约了曳引轮和电机的材料，降低了成本，另外也降低了曳引轮和曳引机的外形尺寸，节省了安装空间，更方便于安装，实现了更优化的曳引机成本及满足更紧凑的机房土建空间。而且更小扭矩的曳引机使得制动部件也可以变得更小，节约了制动部件设计材料，还使得结构更加紧凑。为了在减小曳引包角同时保证曳引绳的摩擦力，将曳引绳采用带状结构，且由于曳引绳外部采用非金属包裹材料，可以获得很高的摩擦动力，使得曳引包角可以做得很小。曳引绳内钢芯采用多排钢芯相互排列，增加钢芯数量，减小每股钢芯的直径，使得钢芯更易折弯，减少了曳引绳在绕过曳引轮的折弯疲劳程度，适用在直径小的曳引轮上，从而进一步降低了对曳引轮直径的要求，使得曳引轮可以做到更小。

另外本系统通过减小曳引机负荷，可以增加曳引机轴承寿命或选用更小的曳引机轴承，曳引机轴承是曳引机内的关键部件，曳引机轴承寿命直接关系到曳引机的寿命，轴承的寿命与两个关键参数有关，a）曳引轮转速；b）轴承当量动载荷。本发明方案与现有技术相比，曳引轮直径减小了，因此曳引轮转速增加，同时，曳引机轴负荷降低了，轴承当量动载荷也相应降低。根据现有轴承寿命计算理论，速度增加1倍，寿命减小1倍，而轴承负荷减小1倍，寿命可以增加7倍（滚珠轴承），因此，本发明有效提高了轴承的寿命。

作为一种优选方案，所述每排钢芯由若干钢芯组成，各排钢芯相平行排布，相邻排钢芯之间相对齐或交叉布置。曳引绳内钢芯采用多排钢芯相互排列，增加钢芯数量，减小每股钢芯的直径，使得钢芯更易折弯，减少了曳引绳在绕过曳引轮的折弯疲劳程度，适用在直径小的曳引轮上，从而进一步降低了对曳引轮直径的要求，使得曳引轮可以做到更小。

作为一种优选方案，所述曳引绳绕过轿厢导向轮、曳引轮和对重导向轮后，曳引绳在曳引轮上的包角角度为30°—160°。调整轿厢导向轮和对重导向轮相对曳引轮的距离，使得曳引绳在曳引轮上的包角保持在较小的角度，一般较合适的角度为80度，这样有效降低了曳引轮所受的轴负荷，使得可以采用较小直径的导向轮设计。非金属包裹材料曳引绳能提供较大摩擦力，保证曳引轮不会打滑，同时也解决了非金属包裹材料曳引绳与铁质曳引轮摩擦力过大时，导致曳引力过剩的问题。

作为一种优选方案，所述位于曳引轮轿厢侧的曳引绳绕过轿厢导向轮后向下，绕过轿厢顶部的滑轮，然后向上固定在井道顶部，所述位于曳引轮对重侧的曳引绳绕过对重导向轮后向下，绕过对重顶部的滑轮，然后向上固定在井道顶部。设置轿厢导向轮和对重导向轮两个导向轮，使得轿厢和对重侧的曳引绳可以垂直或接近垂直下行，确保了曳引机在水平方向受力平衡或受力足够小。

作为一种优选方案，所述非金属包裹材料为聚氨酯材料、橡胶材料、塑料或碳纤维材料。钢带采用非金属材料包裹，由于非金属材料与曳引轮铁质材料接触时，可以有高很多的摩擦系数，因此，可以获得很高的摩擦动力，使得曳引包角可以做得很小，当曳引包角大大减小后，曳引机受到的垂直向下的轴负荷大大降低。

作为一种优选方案，所述曳引轮直径为40mm—120mm。本发明中能将曳引轮做得更小，进而使得曳引机以及抱闸装置做的更小，降低了成本。

作为一种优选方案，所述曳引绳的厚度为2mm—4mm。曳引绳为带状结构。

作为一种优选方案，所述钢芯的直径为0.5mm—3mm。通过减小钢芯直径，增加钢芯数量，然后将钢芯在曳引绳的厚度范围内进行排列设置，形成多排多钢芯的曳引绳结构。

因此，本发明的优点是：1.减小了曳引轮，更小的扭矩使得曳引机可以变得更小，节约了电机设计材料，降低了成本，并且使得结构更紧凑，更小的扭矩还使得制动部件可以变得更小，节约了制动部件的设计材料，降低了成本。2.减小了曳引机、曳引轮、制动部件的尺寸，使得结构更紧凑，降低了对安装空间的要求，安装更加方便。3.更小的曳引机转动惯量，降低起制动力矩，节约能源。4.提高了曳引机轴承使用寿命。5.较小、可变的包角设计，可以更灵活地配置较大的、不同的摩擦系数的曳引绳，解决非金属包裹材料与铁质曳引轮摩擦力过大时，导致曳引力过剩的问题。

附图说明

附图1是现有技术中一种电梯曳引系统；

附图2是现有技术中另一种电梯曳引系统；

附图3是本发明的一种结构示意图；

附图4是本发明中曳引绳的一种截面剖视图。

1-轿厢 2-对重 3-曳引轮 4-轿厢导向轮 5-对重导向轮 6-钢芯 7-非金属包裹材料 8-曳引绳。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

本实施例一种电梯曳引系统，如图3所示，包括轿厢1、对重2、曳引机、曳引轮3、导向轮和曳引绳8，曳引轮安装在曳引机轴上，曳引机安装在井道顶部上。

导向轮具有两个，分别为轿厢导向轮4和对重导向轮5，轿厢导向轮和对重导向轮分别对称设置在曳引轮两侧靠下的位置。曳引绳绕在曳引轮上，曳引绳一端绕过轿厢导向轮后向下绕过轿厢顶部的滑轮，然后向上固定在井道顶部。曳引绳另一端绕过对重导向轮后向下绕过对重顶部的滑轮，然后向上固定在井道顶部。该曳引绳绕过轿厢导向轮、曳引轮和对重导向轮后，曳引绳在曳引轮上的包角角度为80°。该曳引轮直径为60mm。

曳引绳为带状结构，如图4所述，曳引绳包括若干排钢芯6和包裹在这些钢芯外的非金属包裹材料7，本实施例中采用两排钢芯、每排钢芯具有15根，两排钢芯对齐排列，外面包裹着非金属包裹材料，该非金属包裹材料为聚氨酯。当然钢芯的数量、排列并不仅限于本实施例的方案，可以根据情况调整钢芯直径，钢芯排列数。曳引钢带的厚度为4mm，钢芯的直径为1mm。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了轿厢、对重、曳引轮、轿厢导向轮、对重导向轮等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (6)

1.一种电梯曳引系统，包括曳引机、导向轮，曳引机轴上连接有曳引轮，曳引轮和导向轮上绕置曳引绳，曳引绳两端分别与轿厢和对重连接，其特征在于：所述导向轮具有两个，分别为轿厢导向轮（4）和对重导向轮（5），轿厢导向轮和对重导向轮对称设置在曳引轮（3）两侧下方位置，曳引绳（8）绕在轿厢导向轮、曳引轮和对重导向轮上，所述曳引绳（8）为带状结构，曳引绳包括若干排钢芯（6）和包裹在这些钢芯外的非金属包裹材料（7），所述位于曳引轮轿厢侧的曳引绳（8）绕过轿厢导向轮（4）后向下，绕过轿厢顶部的滑轮，然后向上固定在井道顶部，所述位于曳引轮对重侧的曳引绳（8）绕过对重导向轮（4）后向下，绕过对重顶部的滑轮，然后向上固定在井道顶部，所述曳引绳（8）绕过轿厢导向轮、曳引轮和对重导向轮后，曳引绳在曳引轮上的包角角度为30°—160°。

2.根据权利要求1所述的一种电梯曳引系统，其特征是每排钢芯包括若干钢芯，各排钢芯（6）相平行排布，相邻排钢芯之间相对齐或交叉布置。

3.根据权利要求1或2所述的一种电梯曳引系统，其特征是所述非金属包裹材料（8）为聚氨酯材料、橡胶材料、塑料或碳纤维材料。

4.根据权利要求1或2所述的一种电梯曳引系统，其特征是所述曳引轮（3）直径为40mm—120mm。

5.根据权利要求1或2所述的一种电梯曳引系统，其特征是所述曳引绳（8）的厚度为2mm—4mm。

6.根据权利要求5所述的一种电梯曳引系统，其特征是所述钢芯（6）的直径为0.5mm—3mm。