CN106670471B - 一种用于电梯门锁的轴承的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电梯门锁和用于电梯门锁的轴承及其制备方法，其中该制备方法包括以下步骤：(1)将石墨粉、混合金属粉和石蜡按照配比一并投入混料机中混合，并充入惰性气体制取原料粉；(2)将原料粉充入模具中，在15～600MPa压力下，压制成型；(3)取出模具中压制成型的半成品，在1000～1400摄氏度的条件下进行至少30分钟的烧结处理；(4)对烧结后的半成品进行油浸、熔渗和打磨，并进行清洁和干燥得到轴承成品。本发明还提供了通过该方法制成的轴承和包括该轴承的电梯门锁，成本低，硬度高且润滑效果好和使用寿命长等优点。
Description
技术领域
本发明涉及电梯锁紧装置的技术领域，尤其涉及一种电梯门锁和用于电梯门锁的轴承及其制备方法。
背景技术
电梯门锁，就是轿门、层门的锁紧装置(一般指层门)。正常情况下，不使用开锁装置无法打开门，保护人被剪切或坠落，是电梯的重要安全装置。电梯门锁配合安装在轿门上方的门刀以实现厅门和轿门的同时开启和闭合，其中电梯门锁主要有滚轮、锁勾、锁挡、轴承、施力元件、开锁门轮、电气安全触电和三角锁组成。轴承是在机械传动过程中起固定和减小载荷摩擦系数的部件。也可以说，当其它机件在轴上彼此产生相对运动时，用来降低动力传递过程中的摩擦系数和保持轴中心位置固定的机件。轴承是当代机械设备中一种举足轻重的零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，用以降低设备在传动过程中的机械载荷摩擦系数。按运动元件摩擦性质的不同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两类，目前在电梯门锁上使用较多的为滚动轴承，如申请公布号为 CN102897639A的中国专利，申请公开了一种带限位衬套的电梯门锁，该电梯门锁上设置有两个轴承，该轴承包括轴承本体、环形的金属外圈和环形的橡胶外圈，其中轴承本体设置于金属外圈中并与金属外圈的内壁紧密接触，橡胶外圈套装于金属外圈的外壁上，该种轴承在组装完成后需要在轴承本体的外边缘进行铆合处理才能防止金属外圈脱离轴承本体，因此，存在组装繁琐的缺陷与问题。
又如申请号为：200520091904.6的中国专利公开了一种杂物电梯门锁机构：其特征是由轮底座、固定轮、摇动轮、转动轴、转动臂、轴承、轴承套、弹簧、弹簧顶丝、连接杆、门锁底座、轴、轴套、锁芯、锁卡构成；在轮底座上安装转动轴及固定轮，在转动轴上安装转动臂，在转动臂上安装摇动轮，在轮底座的背面的转动轴上安装轴承及轴承套，在转动臂与撞轮底座之间安装弹簧及弹簧顶丝，在门锁底座上安装一个轴，在轴上套装轴套，并安装锁芯，连接杆两端分别安装在转动臂与锁芯上，锁卡安装在杂物电梯的滑道上。连接杆制成两段，用螺栓、螺母连接，螺栓孔制成长条孔。该申请中轴承安装在转动轴上，使用时过程中润滑效果不佳，且增加润滑油比较困难，使用寿命比较短，存在安全隐患。
发明内容
为克服现有技术中存在的电梯门锁中的轴承组装困难，且电梯门锁使用不顺畅等问题，本发明提供了及一种电梯门锁和用于电梯门锁的轴承及其制备方法。
具体技术方案如下：一种用于电梯门锁的轴承的制备方法，包括以下步骤：
(1)将石墨粉、混合金属粉和石蜡按照配比一并投入混料机中混合，并充入惰性气体制取原料粉；
(2)将原料粉充入模具中，在15～600MPa压力下，压制成型；
(3)取出模具中压制成型的半成品，在1000～1400摄氏度的条件下进行至少 30分钟的烧结处理；
(4)对烧结后的半成品进行油浸、熔渗和打磨，并进行清洁和干燥得到轴承成品。
在此基础上，所述步骤1中石墨粉在原料粉中所占的重量百分比介于0.25％与1.5％间，石蜡在原料粉中所占的重量百分比介于0.2％与1.6％间，混合金属粉为余量。
在此基础上，所述混合金属粉包括铜、铁、镍、铬、锂和钨钢，其中铁在金属粉中所占的重量百分比为8～15％，镍在金属粉中所占的重量百分比为 5～10.5％，铬在金属粉中所占的重量百分比为4～10％，锂在金属粉中所占的重量百分比为2～8％，钨钢在金属粉中所占的重量百分比为2～5％，铜粉为余量。
在此基础上，所述步骤1中的惰性气体为氩气，且该氩气充入混料机中混合的时间为4-8小时。
在此基础上，所述步骤2中具体包括以下步骤：
S1：将部分原料粉充入第一模具，压制成第一半成品，将剩余原料粉充入第二模具，压制成第二半成品；
S2：在第一半成品表面均匀布置多个孔隙；
S3：在第一半成品内表面层压储油面，该储油面与孔隙相接触；
S4：将第二半成品套装在第一半成品内部并层压在储油面表面，制成轴承半成品。
在此基础上，所述步骤2中得到的轴承半成品的密度为6.5～7.2g/cm3。
在此基础上，所述步骤4还包括在轴承成品表面均匀涂覆铬。
本发明还提供了一种用于电梯门锁的轴承，包括内轴承和外轴承，所述内轴承与外轴承为同心柱，所述内轴承设置在外轴承内部，所述内轴承表面均匀设置有多个孔隙，且孔隙内设置有润滑油。
在此基础上，所述孔隙为圆锥状，且圆锥的底面设置在内轴承内部，所述孔隙螺旋分布在内轴承表面。
本发明还提供了一种电梯门锁，包括轮底座、固定轮、摇动轮、转动臂、轴承和门锁底座，所述固定轮安装在轮底座上，所述摇动轮设置在转动臂上，所述转动臂通过轴承与轮底座相连，所述门锁底座设置在转动臂的下方，所述轴承的外轴承通过螺母固定设置在转动臂的外表面，所述轴承的内轴承套装在外轴承内部并与轮底座相连。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过将石墨粉、混合金属粉和石蜡按照配比一并投入混料机中混合，并充入惰性气体制取原料粉，通过粉末冶金和层压的方法相配合，并经过精加工得到轴承成品，该轴承一体成型，密封性好，组装便捷且避免了轴承本体脱离电梯门锁的安全隐患，既节约了生产成本又能够大幅度提高轴承的机械性能，适宜于推广使用。另外本发明通过配合层压方法在轴承内部设置有储油面，可以在轴承运动的过程中自主进行润滑，无须另外添润滑剂，节约了成本，且能够延长使用寿命和保证电梯运行的安全性能。
附图说明
图1是本发明一种用于电梯门锁的轴承的制备方法的流程示意图；
图2是本发明一种用于电梯门锁的轴承的制备方法的步骤2的流程示意图；
图3是本发明一种用于电梯门锁的轴承的结构示意图；
图4是本发明一种用于电梯门锁的机构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明披露了一种用于电梯门锁的轴承的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
(1)将石墨粉、混合金属粉和石蜡按照配比一并投入混料机中混合，并充入惰性气体制取原料粉，优选地该惰性气体为氩气，且该氩气充入混料机中混合的时间为4-8小时。其中石墨粉在原料粉中所占的重量百分比介于0.25％与1.5％间，适量石墨粉可以用于增强原料粉的润滑性，例如0.5％、0.8％、1.2％的重量比例，都可以保证原料粉的润滑性，当然，如果重量百分比过多，会导致原料粉中其他元素发挥作用，使得产品性能削弱，导致产品质量不合格，且石墨粉尘，大量的石墨颗粒会在肺内沉淀，容易诱发机体免疫反应，导致生产人员尘肺的发生。相反，如果中量百分比过少，会影响原料粉的润滑性，影响轴承使用性能。石蜡在原料粉中所占的重量百分比介于0.2％与1.6％间，在原料粉中加入比例为0.4％、1％的石蜡用于增强原料粉的可塑性，剩余的重量百分比为混合金属粉，用于作为轴承的主要合成物。该混合金属粉包括铜、铁、镍、铬、锂和钨钢，其中铁在金属粉中所占的重量百分比为8～15％，镍在金属粉中所占的重量百分比为5～10.5％，优选地，镍的百分比可以为8％、10％，镍硬度中等且具有良好的可塑性，另外有良好的耐腐蚀性，铬在金属粉中所占的重量百分比为 4～10％，铬的硬度较强，在原料分钟加入定量的铬，可以有效保证轴承的机械性能，锂在金属粉中所占的重量百分比为2～8％，在原料粉中加入少量锂可以平衡原料粉的属性，增强其可塑性，另外锂质软且密度小，使得轴承的质量在可控范围内，钨钢在金属粉中所占的重量百分比为2～5％，剩余的重量百分比为铜粉，加入定量的铁、钨钢和铜粉以保证轴承的硬度和受力强度，保证轴承5的正常工作。混合金属粉中的各个元素粉均为已获得且无污染的元素，元素之间的有效融合使得轴承的机械性能得到进一步的提升和保证，试验数据如表1所示。
(2)将原料粉充入模具中，在15～600MPa压力下，压制成型；如图2所示，该步骤具体包括以下步骤：
S1：将部分原料粉充入第一模具，压制成第一半成品，将部分原料粉充入第二模具，压制成第二半成品；将步骤1中的原料粉分别用来制作第一半成品和第二半成品，优选地，用于制作第一半成品的原料粉多余第二半成品，第一模具即为轴承的外部轮廓模型，因此第一半成品即为轴承的轮廓模型，而第二模具与第一模具的形状一致，但是规格略小，第二模具可以套装在第一模具中，即第二半成品套装在第一半成品内部。
S2：在第一半成品表面均匀布置多个孔隙511，即通过打动孔在第一半成品表面设置孔隙511，优选地，本发明中的空隙为圆锥形，且该圆锥的圆形底面设置在第一半成品内部，进一步优选地，孔隙511螺旋设置在第一半成品的表面。
S3：在第一半成品内表面层压储油面，该储油面与孔隙511相接触，所述储油面优选为第一半成品和第二半成品的同种材料，用于保证和第一半成品和第二半成品的层压不脱离票，所述储油面的表面设置有多个凹孔，用于在轴承制作完毕后在油浸过程中的储油。
S4：将第二半成品套装在第一半成品内部并层压在储油面表面，制成轴承半成品。所述轴承半成品即从外之内分别为第一半成品、储油面和第二半成品，三者通过层压紧密连接在一起且不会脱离，且制成的轴承半成品的密度为 6.5～7.2g/cm3。在第一半成品的表面设置孔隙511，且孔隙511为圆锥形，在轴承5工作运行时，会产生热量，油温升高，会通过圆锥形的空隙流出，由于孔隙511是螺旋布置的可以对整个轴承进行全面的润滑，且圆锥的顶部面积较小可以逐步润滑，当轴承停止工作时，逐渐冷却，润滑油会回流至孔隙511中，以暂时储存仅供下次使用。在圆锥形中的润滑油使用完毕时，可以通过储油面中的润滑油进行补充，无须人工进行添加，省时省力，方便快捷。当储油面中的润滑油使用完毕时，可以将轴承拆卸进行维护。
(3)取出模具中压制成型的半成品，在1000～1400摄氏度的条件下进行至少 30分钟的烧结处理；
(4)对烧结后的半成品进行油浸、熔渗和打磨，并进行清洁和干燥得到轴承成品。在此基础上，所述步骤4还包括在轴承成品表面均匀涂覆铬，在轴承成品表面涂覆铬，可以有效防止轴承被腐蚀，大大提高了轴承的使用寿命。另外还可以通过蒸汽处理，即在工件表面形成一层致密的四氧化三铁薄膜，能很好的起到防锈作用，而且硬度，强度都能得到一定的提高。
本发明还披露了一种用于电梯门锁的轴承，如图所示，该轴承为上述通过粉末冶金的方法所制成，且包括内轴承51和外轴承52，所述内轴承51与外轴承52为同心柱，所述内轴承51设置在外轴承52内部，所述外轴承52表面均匀设置有多个孔隙511，且孔隙511内设置有润滑油。所述孔隙511为圆锥状，且圆锥的底面设置在外轴承52内部，所述孔隙511螺旋分布在外轴承52表面。在轴承工作运行时，会产生热量，油温升高，会通过圆锥形的空隙流出，由于孔隙511是螺旋布置的可以对整个轴承进行全面的润滑，且圆锥的顶部面积较小可以逐步润滑，当轴承停止工作时，逐渐冷却，润滑油会回流至孔隙511中，可以多次使用，无须经常添加润滑剂。
本发明还披露了一种电梯门锁，如图2所示，包括轮底座1、固定轮2、摇动轮3、转动臂4、轴承5和门锁底座6，所述固定轮2安装在轮底座1上，所述摇动轮3设置在转动臂4上，所述转动臂4通过轴承5与轮底座1相连，所述门锁底座6设置在转动臂4的下方，所述轴承5的外轴承52通过螺母固定设置在转动臂4的外表面，所述轴承5的内轴承51套装在外轴承52内部并与轮底座1相连。该电梯门锁设置在层门的上方，当轿门到达该层门时，轿门上方的门刀带动摇动轮3和转动臂4在轴承5的作用下进行转动，打开层门，同理当轿门关闭时，门刀带动门刀带动摇动轮3和转动臂4在轴承5的作用下进行回复转动，关闭层门。
实施例1：
一种用于电梯门锁的轴承的制备方法，包括以下步骤：
(1)将石墨粉、混合金属粉和石蜡按照配比一并投入混料机中混合，并充入氩气，且混合的时间为5小时。其中石墨粉在原料粉中所占的重量百分比为 0.25％，石蜡在原料粉中所占的重量百分比为0.8％，剩余的重量百分比为混合金属粉，该混合金属粉包括铜、铁、镍、铬、锂和钨钢，其中铁在金属粉中所占的重量百分比为8％，镍在金属粉中所占的重量百分比为5％，铬在金属粉中所占的重量百分比为4％，锂在金属粉中所占的重量百分比为2％，钨钢在金属粉中所占的重量百分比为2％，剩余的重量百分比为铜粉。
(2)将原料粉充入模具中，在400MPa压力下，压制成型；该步骤具体包括以下步骤：
S1：将部分原料粉充入第一模具，压制成第一半成品，将部分原料粉充入第二模具，压制成第二半成品；
S2：在第一半成品表面均匀布置多个孔隙511，该空隙为圆锥形，且该圆锥的圆形底面设置在第一半成品内部孔隙511螺旋设置在第一半成品的表面。
S3：在第一半成品内表面层压储油面，该储油面与孔隙511相接触，
S4：将第二半成品套装在第一半成品内部并层压在储油面表面，制成轴承半成品。且制成的轴承半成品的密度为7g/cm3。
(3)取出模具中压制成型的半成品，在1000摄氏度的条件下进行至少30分钟的烧结处理；
(4)对烧结后的半成品进行油浸、熔渗和打磨，并对轴承5成品表面涂覆铬后进行清洁和干燥得到轴承成品。
实施例2：
一种用于电梯门锁的轴承的制备方法，包括以下步骤：
(1)将石墨粉、混合金属粉和石蜡按照配比一并投入混料机中混合，并充入氩气，且混合的时间为5小时。其中石墨粉在原料粉中所占的重量百分比为 0.3％，石蜡在原料粉中所占的重量百分比为1％，剩余的重量百分比为混合金属粉，该混合金属粉包括铜、铁、镍、铬、锂和钨钢，其中铁在金属粉中所占的重量百分比为10％，镍在金属粉中所占的重量百分比为10％，铬在金属粉中所占的重量百分比为5％，锂在金属粉中所占的重量百分比为3％，钨钢在金属粉中所占的重量百分比为4％，剩余的重量百分比为铜粉。
(2)将原料粉充入模具中，在400MPa压力下，压制成型；该步骤具体包括以下步骤：
S1：将部分原料粉充入第一模具，压制成第一半成品，将部分原料粉充入第二模具，压制成第二半成品；
S2：在第一半成品表面均匀布置多个孔隙511，该空隙为圆锥形，且该圆锥的圆形底面设置在第一半成品内部孔隙511螺旋设置在第一半成品的表面。
S3：在第一半成品内表面层压储油面，该储油面与孔隙511相接触，
S4：将第二半成品套装在第一半成品内部并层压在储油面表面，制成轴承半成品。且制成的轴承半成品的密度为6.8g/cm3。
(3)取出模具中压制成型的半成品，在1000摄氏度的条件下进行至少30分钟的烧结处理；
(4)对烧结后的半成品进行油浸、熔渗和打磨，并对轴承成品表面涂覆铬后进行清洁和干燥得到轴承成品。
实施例3：
一种用于电梯门锁的轴承的制备方法，包括以下步骤：
(1)将石墨粉、混合金属粉和石蜡按照配比一并投入混料机中混合，并充入氩气，且混合的时间为5小时。其中石墨粉在原料粉中所占的重量百分比为 1.5％，石蜡在原料粉中所占的重量百分比为1.6％，剩余的重量百分比为混合金属粉，该混合金属粉包括铜、铁、镍、铬、锂和钨钢，其中铁在金属粉中所占的重量百分比为15％，镍在金属粉中所占的重量百分比为10.5％，铬在金属粉中所占的重量百分比为10％，锂在金属粉中所占的重量百分比为8％，钨钢在金属粉中所占的重量百分比为5％，剩余的重量百分比为铜粉。
(2)将原料粉充入模具中，在400MPa压力下，压制成型；该步骤具体包括以下步骤：
S1：将部分原料粉充入第一模具，压制成第一半成品，将部分原料粉充入第二模具，压制成第二半成品；
S2：在第一半成品表面均匀布置多个孔隙511，该空隙为圆锥形，且该圆锥的圆形底面设置在第一半成品内部孔隙511螺旋设置在第一半成品的表面。
S3：在第一半成品内表面层压储油面，该储油面与孔隙511相接触，
S4：将第二半成品套装在第一半成品内部并层压在储油面表面，制成轴承半成品。且制成的轴承半成品的密度为6.7g/cm3。
(3)取出模具中压制成型的半成品，在1000摄氏度的条件下进行至少30分钟的烧结处理；
(4)对烧结后的半成品进行油浸、熔渗和打磨，并对轴承成品表面涂覆铬后进行清洁和干燥得到轴承成品。
表1
本发明通过将石墨粉、混合金属粉和石蜡按照配比一并投入混料机中混合，并充入惰性气体制取原料粉，通过粉末冶金和层压的方法相配合，并经过精加工得到轴承成品，该轴承一体成型，密封性好，组装便捷且避免了轴承本体脱离电梯门锁的安全隐患，既节约了生产成本又能够大幅度提高轴承的机械性能，适宜于推广使用。另外本发明通过配合层压方法在轴承内部设置有储油面，可以在轴承运动的过程中自主进行润滑，无须另外添润滑剂，节约了成本，且能够延长使用寿命和保证电梯运行的安全性能。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (4)
1.一种用于电梯门锁的轴承的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将石墨粉、混合金属粉和石蜡按照配比一并投入混料机中混合，并充入惰性气体制取原料粉；
(2)将原料粉充入模具中，在15～600MPa压力下，压制成型；
(3)取出模具中压制成型的半成品，在1000～1400摄氏度的条件下进行至少30分钟的烧结处理；
(4)对烧结后的半成品进行油浸、熔渗和打磨，并进行清洁和干燥得到轴承成品；
所述步骤1中石墨粉在原料粉中所占的重量百分比介于0.25％与1.5％间，石蜡在原料粉中所占的重量百分比介于0.2％与1.6％间，混合金属粉为余量；所述混合金属粉包括铜、铁、镍、铬、锂和钨钢，其中铁在金属粉中所占的重量百分比为8～15％，镍在金属粉中所占的重量百分比为5～10.5％，铬在金属粉中所占的重量百分比为4～10％，锂在金属粉中所占的重量百分比为2～8％，钨钢在金属粉中所占的重量百分比为2～5％，铜粉为余量；
所述步骤2中具体包括以下步骤：
S1：将部分原料粉充入第一模具，压制成第一半成品，将剩余原料粉充入第二模具，压制成第二半成品；
S2：在第一半成品表面均匀布置多个孔隙(511)；
S3：在第一半成品内表面层压储油面，该储油面与孔隙(511)相接触；
S4：将第二半成品套装在第一半成品内部并层压在储油面表面，制成轴承半成品；
所述第一半成品为轴承的轮廓模型，第二模具与第一模具的形状一致，但是规格略小，第二模具可以套装在第一模具中，即第二半成品套装在第一半成品内部；
由上述方法制成的轴承，包括内轴承(51)和外轴承(52)，所述内轴承(51)与外轴承(52)为同心柱，所述内轴承(51)设置在外轴承(52)内部，所述第一半成品对应外轴承(52)，所述第二半成品对应内轴承(51)，所述外轴承(52)表面均匀设置有多个孔隙(511)，且孔隙(511)内设置有润滑油，所述孔隙(511)为圆锥状，且圆锥的底面设置在外轴承(52)内部，所述孔隙(511)螺旋分布在外轴承(52)表面。
2.根据权利要求1所述的一种用于电梯门锁的轴承的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的惰性气体为氩气，且该氩气充入混料机中混合的时间为4-8小时。
3.根据权利要求2所述的一种用于电梯门锁的轴承的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中得到的轴承半成品的密度为6.5～7.2g/cm3。
4.根据权利要求1所述的一种用于电梯门锁的轴承的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)还包括在轴承成品表面均匀涂覆铬。
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