CN104071675A - 电梯尼龙绳轮装置 - Google Patents

Abstract

本发明的尼龙绳轮是依靠尼龙单体与增塑剂、轻质活性碳酸钙、重质碳酸钙、短切玻璃纤维和长玻璃纤维的复合作用，利用增塑剂增加尼龙绳轮的耐热耐久性能；利用轻质活性碳酸钙与重质碳酸钙作为改性补充以改变尼龙绳轮的加工性能；利用长、短切玻璃纤维的高强度来更好的承受应力，以提高尼龙绳轮的各项性能和指标，尤其是拉伸强度有了明显提高。本发明还公开了一种尼龙绳轮装置及装配方法和含绳轮装置的电梯。本发明的尼龙绳轮装置运行更加平稳、可靠，并能传递大扭矩。降低了尼龙绳轮与专用轴承压配的要求，降低成本，提升了品质。该尼龙绳轮装置可用作轿厢系统、对重系统或曳引系统中的任意一种或多种系统中的导向轮，结构科学合理，节约空间。

Description

电梯尼龙绳轮装置

技术领域

本发明涉及的是一种尼龙绳轮、尼龙绳轮装置及装配方法和含绳轮装置的电梯。

背景技术

电梯传统的绳轮一般为铸钢或铸铁材质，通过轮与轴承常温压配或轮加热后压配，经过轮装配内孔公差的设计，能保证压配后轮与轴承外圈是过盈配合，以保证使用的精度。然后轴承再与轴装配。由于轮与轴承使用的材料的线形热膨胀系数相同，即保证了在以后的使用中，两者装配关系不会因为使用环境的温度变化而产生变化。然后轮外圈的绳槽中须安装曳引绳，由于轮属于金属滑轮，而电梯用曳引绳依国标规定使用钢丝绳，金属滑轮与钢丝绳磨损非常厉害，严重影响价格昂贵的钢丝绳的使用寿命，并对设备的安全使用构成威胁。

在现有的技术下，目前已经开发出用MC尼龙材料直接浇铸的尼龙轮替代目前的铸钢、铸铁质绳轮，在一般情况下坚硬的钢质滑轮与钢丝绳是刚性的点接触，局部有很高的接触压力而使钢丝绳容易磨损，甚至在初期使用时就有可能切断钢丝绳，尼龙轮比钢质滑轮软，容易滑动，与钢丝绳接触时有一定的变形，因而与钢丝绳是弹性的面接触。这使最大接触压力下降，磨损减少，钢丝绳使用寿命延长。该种尼龙轮直接与轴承压配，通过尼龙轮与轴承的过盈配合来保证安装的精度和使用。

但是MC尼龙的线膨胀系数是6.0~8.3×10^-5，而轴承钢的线膨胀系数是1.12×10^-5。两者相差5.35~7.4倍左右。而电梯的使用环境非常复杂，电梯使用的环境温度可能在-30℃~50℃范围间，MC尼龙轮与轴承之间由于温度的变化将会引起两者之间配合过松（温度升高时）或过紧（温度降低时）：当配合过松且产生的间隙的量大于装配时轴承与尼龙轮的过盈量时，尼龙轮将与轴承之间产生过度配合导致两者摩擦升温，同时由于轴承与尼龙轮内孔间的空隙较小，摩擦产生的热量不易耗散将直接加速轴承与尼龙轮的磨损，最终导致两者不再匹配。这种不匹配的结果可能是轴承在运行中产生噪音并使电梯在运行中产生振动或晃动，影响电梯的品质；当温度降低配合过紧时，尼龙轮的变形量大于轴承，从而使尼龙轮与轴承的配合随着温度的降低越来越紧，减少了两者之间的正常游隙，久而久之将损坏轴承，使得电梯在运行中产生噪音和振动，影响电梯的品质。

经过对现有技术的检索发现，中国专利号为200620075985.5，名称为“复合型电梯反绳轮和导向轮”，该项技术自述：复合型电梯反绳轮和导向轮设有铸铁芯轮和尼龙工程塑料外轮，尼龙工程塑料外轮固定设置在铸铁芯轮上，铸铁芯轮上设有轴承孔，尼龙工程塑料外轮上设有曳引绳槽，铸铁芯轮和尼龙工程塑料外轮之间设有相互匹配啮合的凹凸结构，铸铁芯轮上设有散热孔。但是该项现有技术在导向轮工作温度变化时并不能动态调整导向轮与轴承之间的游隙，因此难以确保轴承正常工作，影响了电梯的品质和使用寿命。而且该项现有技术并不能回避铸铁芯轮与尼龙工程塑料在整体浇铸时两种不同材质的不兼容型性问题，即这两种材质本身就难于配合到一起。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供尼龙绳轮、尼龙绳轮装置及装配方法和含绳轮装置的电梯，能够减少装配环节，提升运行品质。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：

一种尼龙绳轮，所述的尼龙绳轮是由以下重量份的原料经聚合得到，以尼龙单体的重量份为基准，其中：

尼龙单体1000份、增塑剂5~10份、轻质活性碳酸钙6~10份、重质碳酸钙3~5份、短切玻璃纤维7~11份、长玻璃纤维3~7份、碱性催化剂1~3份和活化剂2~7份。

进一步地，所述的增塑剂为邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯中的任意一种。

增塑剂具有挥发性低，迁移性小，耐油和耐肥皂水抽出，具有高性能的耐热性和耐久性。

进一步地，所述的碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、乙醇钠和乙醇钾中的一种或几种。

进一步地，所述的活化剂选自对苯2,4-二异氰酸酯、己二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、三苯甲烷三异氰酸酯和碳酸二苯酯中的一种或几种。

与现有技术相比，本发明的尼龙绳轮是依靠尼龙单体与增塑剂、轻质活性碳酸钙、重质碳酸钙、短切玻璃纤维和长玻璃纤维的复合作用，利用增塑剂增加尼龙绳轮的耐热耐久性能；利用轻质活性碳酸钙与重质碳酸钙作为改性补充以改变尼龙绳轮的加工性能；利用长、短切玻璃纤维的高强度来更好的承受应力，以提高尼龙绳轮的各项性能和指标，尤其是拉伸强度有了明显提高。

本发明还提供了一种尼龙绳轮装置，包括绳轮轴、专用轴承、权利要求1所述的尼龙绳轮和钢丝绳，所述绳轮轴与专用轴承配合，所述专用轴承与尼龙绳轮同轴套接，所述尼龙绳轮上设置有用于安装所述钢丝绳的线槽，还包括与尼龙绳轮和专用轴承形成转动副的扭力销。

进一步地，所述第一切槽和第二切槽的横截面为鼓形、方形或圆形。

进一步地，所述扭力销的形状为鼓形、方形或圆形，所述扭力销由金属或非金属制成。

与现有技术相比，本发明的尼龙绳轮装置运行更加平稳、可靠，并能传递大扭矩。降低了尼龙绳轮与专用轴承压配的要求，减少了装配误差，降低了成本，提升了品质。

本发明还提供了该尼龙绳轮装置的装配方法，先将扭力销安装于专用轴承外侧壁上，再将尼龙绳轮与专用轴承采用小过盈配合安装，最后将绳轮轴与专用轴承配合。

如果温度降低，由于尼龙绳轮的变形量大于轴承，则尼龙绳轮与专用轴承的配合将随着温度的降低越来越紧，尼龙绳轮与专用轴承的配合关系是越来越好，且由于装配时尼龙绳轮与专用轴承采用的小过盈配合，在-30℃的环境温度下，专用轴承的游隙减少量将非常小，既保护了专用轴承，又保证了电梯的品质。

本发明进一步提供了一种电梯，所述电梯包括权利要求5所述的尼龙绳轮装置，所述尼龙绳轮装置应用于所述电梯的轿厢系统、对重系统或曳引系统中的任意一种或多种系统。

尼龙绳轮装置可用作轿厢系统、对重系统或曳引系统中的任意一种或多种系统中的导向轮，结构更科学合理，节约空间。

附图说明

图1为本发明尼龙绳轮装置结构图；

图2为本发明尼龙绳轮结构图；

图3为本发明专用轴承的结构图；

图4为本发明一体式轴承轮装置工作原理图；

图5为本扭力销、第一切槽或第二切槽的断面形状图。

图中附图标记说明如下：1、绳轮轴；2、专用轴承；3、尼龙绳轮；4、钢丝绳；5、线槽；6、扭力销；7、第一切槽，8、第二切槽。

 

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围包括但不仅限于下述的实施例。

本发明的尼龙绳轮，由以下重量份的原料经聚合得到，以尼龙单体的重量份为基准，其中：尼龙单体1000份、增塑剂5~10份、轻质活性碳酸钙6~10份、重质碳酸钙3~5份、短切玻璃纤维7~11份、长玻璃纤维3~7份、碱性催化剂1~3份和活化剂2~7份。

增塑剂为邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯中的任意一种。增塑剂由于分子量大，挥发性低，迁移性小，耐油和耐肥皂水抽出，是性能很好的耐热性和耐久性增塑剂，广泛应用于耐油、耐高温特殊制品。

活性轻质碳酸钙为白色细腻粉末，颗粒表面被活性物质覆盖，所以在聚合物机体中分散性良好。在塑料中作为改性填充剂，提高制品的物化性能，在橡胶中作为补强剂，改善加工性能，降低成本。

“重钙”就是方解石粉，是“重质碳酸钙”的简称，主要成分是重质碳酸钙，重质碳酸钙也简称为“重钙”，通常用作填料。

短切玻璃纤维和长切玻璃纤维作为填充料，可增加尼龙绳轮的承力和强度，提高其使用寿命。

该尼龙绳轮的制造方法如下：

1）将1000 重量份的尼龙单体加入到容器内，加热容器至130℃使尼龙单体受热熔融，待尼龙单体完全熔融后，依次加入增塑剂5~10份、轻质活性碳酸钙6~10份、重质碳酸钙3~5份、短切玻璃纤维7~11份、长玻璃纤维3~7份，以得到复合尼龙单体的工作体系；

（2）将步骤（1）得到的复合尼龙单体的工作体系降温到110℃，在真空状态下边搅拌边脱水；当容器中的压强<100Pa 时，向容器中通入氮气以解除真空；

（3）向步骤（2）得到的复合尼龙单体的工作体系中加入碱性催化剂1~3份，抽真空，并将温度升温至140℃，边搅拌边脱水至容器中的压强为50-60Pa 后，维持10-15 分钟后解除真空；在搅拌的状态下，再加入活化剂2~7份，得到含待聚单体的前聚体；

（4）将模具加热至温度为170℃，将步骤（3）得到的含待聚单体的前聚体倒入模具中，保温；然后自然冷却至室温，脱模，得到尼龙绳轮。

实施例一：

本实施例的尼龙绳轮，由以下重量份的原料经聚合得到，以尼龙单体的重量份为基准，其中：尼龙单体1000份、邻苯二甲酸二环己酯5份、轻质活性碳酸钙6份、重质碳酸钙3份、短切玻璃纤维7份、长玻璃纤维3份、乙醇钠1份和对苯2,4-二异氰酸酯2份。

实施例二：

本实施例的尼龙绳轮，由以下重量份的原料经聚合得到，以尼龙单体的重量份为基准，其中：尼龙单体1000份、邻苯二甲酸二仲辛酯7份、轻质活性碳酸钙8份、重质碳酸钙4份、短切玻璃纤维9份、长玻璃纤维6份、氢氧化钠2份和己二异氰酸酯5份。

实施例三：

本实施例的尼龙绳轮，由以下重量份的原料经聚合得到，以尼龙单体的重量份为基准，其中：尼龙单体1000份、邻苯二甲酸二丁酯10份、轻质活性碳酸钙10份、重质碳酸钙5份、短切玻璃纤维11份、长玻璃纤维7份、氢氧化镁3份和二苯甲烷二异氰酸酯7份。

如图1所示，本发明的尼龙绳轮装置，包括绳轮轴1、专用轴承2、尼龙绳轮3、钢丝绳4和扭力销6。

绳轮轴1与专用轴承2之间、专用轴承2与尼龙绳轮3之间均为过盈配合。尼龙绳轮3上设置有用于安装钢丝绳4的线槽5。此为本行业内技术人员公知技术，故在此不再赘述。

其中，尼龙绳轮3、专用轴承2和扭力销6组成了转动副。

具体地说，如图2和3所示，在尼龙绳轮3内侧壁上均布有至少1个第一切槽7，在专用轴承2外侧壁上与尼龙绳轮3的第一切槽7对应处也均布有至少1个第二切槽8，在第一切槽7和第二切槽8形成的腔体内设置有扭力销6。

如图5所示，每个第一切槽7和第二切槽8的开口对应合并后可形成完整的腔体。其中，第一切槽7和第二切槽8的横截面可以为鼓形、方形或圆形，扭力销6的形状为鼓形、方形或圆形。需要注意的是，第一切槽7、第二切槽8和扭力销6的形状优选为一致。

举例一：第一切槽7的横截面形状为鼓形，第二切槽8的横截面形状也为鼓形，那么，优选的，内置于第一切槽7和第二切槽8形成的腔体的扭力销6也最好为鼓形。

举例二：第一切槽7的横截面形状为方形，第二切槽8的横截面形状也为方形，那么，优选的，内置于第一切槽7和第二切槽8形成的腔体的扭力销6也最好为方形。

举例三：第一切槽7的横截面形状为圆形，第二切槽8的横截面形状也为圆形，那么，优选的，内置于第一切槽7和第二切槽8形成的腔体的扭力销6也最好为圆形。

另外，尼龙绳轮3和专用轴承2的形状均为圆环状，在本发明中，圆环状的尼龙绳轮3和专用轴承2上设置第一切槽7和第二切槽8的个数为至少1个，也就是可以有1个或1个以上。

比如：在尼龙绳轮3的内侧壁上均布有3个第一切槽7，相对应的，与3个第一切槽7对应的专用轴承2外侧壁上设置有3个第二切槽8，当尼龙绳轮3和专用轴承2过盈配合后，形成三个腔体，在每个腔体内设置一个扭力销6。

如图4所示，尼龙绳轮3外圈线槽5中装配电梯钢丝绳4，钢丝绳4在上下运动过程中， 与尼龙绳轮3外圈线槽5线槽55产生摩擦力，此摩擦力带动尼龙绳轮3转动，尼龙绳轮3分别通过内圈与专用轴承2外圈紧配合产生的装配力，及扭力销6传递尼龙绳轮3转动的扭矩，即尼龙绳轮3与绳轮轴1产生相对转动，从而实现将钢丝绳4的上、下直线运动转换成钢丝绳4与绳轮轴1的相对转动。

本发明还提出一种电梯，包括该尼龙绳轮3装置，绳轮轴1可以安装在轿厢系统、对重系统或曳引系统中，从而此一体式轴承轮可以使用在电梯轿厢系统、对重系统上做反绳轮用或者使用在曳引系统中做导向轮用。

本发明还提出了一种尼龙绳轮的装配方法，先将扭力销6安装于专用轴承2外侧壁上，再将尼龙绳轮3与专用轴承2采用小过盈配合安装，最后将绳轮轴1与专用轴承2配合。具体地说，采用外圈的线槽5与曳引绳配导向或滑轮的结构，具有尼龙绳轮3的所有优点，当产生配合过松且产生的间隙的量大于装配时专用轴承2与尼龙绳轮3的过盈量时，尼龙绳轮3与专用轴承2外圈产生过度配合，此时由尼龙绳轮3与专用轴承2间的扭力销6承担传递扭距的作用，并保证尼龙绳轮3与专用轴承2不产生滑动摩擦。如果温度降低，由于尼龙绳轮3的变形量大于专用轴承2，则尼龙绳轮3与专用轴承2的配合将随着温度的降低越来越紧，尼龙绳轮3与专用轴承2的配合关系是越来越好，但由于装配时尼龙绳轮3与专用轴承2采用的小过盈配合，在-30℃的环境温度下，专用轴承2的游隙减少量将非常小，保护了专用轴承2，也保证了电梯的品质。

Claims (10)

1.一种尼龙绳轮，其特征在于，所述的尼龙绳轮是由以下重量份的原料经聚合得到，以尼龙单体的重量份为基准，其中：

尼龙单体1000份、增塑剂5~10份、轻质活性碳酸钙6~10份、重质碳酸钙3~5份、短切玻璃纤维7~11份、长玻璃纤维3~7份、碱性催化剂1~3份和活化剂2~7份。

2.根据权利要求1所述的尼龙绳轮，其特征在于，所述的增塑剂为邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的尼龙绳轮，其特征在于，所述的碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、乙醇钠和乙醇钾中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的尼龙绳轮，其特征在于，所述的活化剂选自对苯2,4-二异氰酸酯、己二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、三苯甲烷三异氰酸酯和碳酸二苯酯中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的尼龙绳轮，其特征在于，所述的该尼龙绳轮的制造方法如下：

1）将1000 重量份的尼龙单体加入到容器内，加热容器至130℃使尼龙单体受热熔融，待尼龙单体完全熔融后，依次加入增塑剂5~10份、轻质活性碳酸钙6~10份、重质碳酸钙3~5份、短切玻璃纤维7~11份、长玻璃纤维3~7份，以得到复合尼龙单体的工作体系；

（2）将步骤（1）得到的复合尼龙单体的工作体系降温到110℃，在真空状态下边搅拌边脱水；当容器中的压强<100Pa 时，向容器中通入氮气以解除真空；

（3）向步骤（2）得到的复合尼龙单体的工作体系中加入碱性催化剂1~3份，抽真空，并将温度升温至140℃，边搅拌边脱水至容器中的压强为50-60Pa 后，维持10-15 分钟后解除真空；在搅拌的状态下，再加入活化剂2~7份，得到含待聚单体的前聚体；

（4）将模具加热至温度为170℃，将步骤（3）得到的含待聚单体的前聚体倒入模具中，保温；然后自然冷却至室温，脱模，得到尼龙绳轮。

6. 一种尼龙绳轮装置，其特征在于，包括绳轮轴、专用轴承、权利要求1所述的尼龙绳轮和钢丝绳，所述绳轮轴与专用轴承配合，所述专用轴承与尼龙绳轮同轴套接，所述尼龙绳轮上设置有用于安装所述钢丝绳的线槽，其特征在于，还包括与尼龙绳轮和专用轴承形成转动副的扭力销，所述尼龙绳轮内侧壁上均布有至少1个第一切槽，所述专用轴承外侧壁上与所述尼龙绳轮的第一切槽对应处也均布有至少1个第二切槽，所述第一切槽和第二切槽形成的腔体内设置有扭力销。

7.根据权利要求6所述的尼龙绳轮装置，其特征在于，所述第一切槽和第二切槽的横截面为鼓形、方形或圆形。

8.根据权利要求6所述的尼龙绳轮装置，其特征在于，所述扭力销的形状为鼓形、方形或圆形，所述扭力销由金属或非金属制成。

9.一种尼龙绳轮装置的装配方法，应用于权利要求6所述的尼龙绳轮装置，所述尼龙绳轮装置包括绳轮轴、专用轴承、权利要求1所述的尼龙绳轮、钢丝绳和扭力销，其特征在于，先将扭力销安装于专用轴承外侧壁上，再将尼龙绳轮与专用轴承采用小过盈配合安装，最后将绳轮轴与专用轴承配合。

10.一种电梯，其特征在于，所述电梯包括权利要求6所述的尼龙绳轮装置，所述尼龙绳轮装置应用于所述电梯的轿厢系统、对重系统或曳引系统中的任意一种或多种系统。