CN106904507A - 一种张紧力恒定的弹簧式限速器张紧装置 - Google Patents
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Abstract
一种张紧力恒定的弹簧式限速器张紧装置，包括底座、固定在底座上的导向组件、以及张紧轮组件，所述张紧轮组件包括张紧轮、绳轮安装座和主压缩弹簧组件，其特征在于：所述底座上位于绳轮安装座的两侧分别对称设有两个副压缩弹簧组件，所述每个副压缩弹簧组件均包括副压缩弹簧和用于在钢丝绳伸长时调节副压缩弹簧受力方向和大小的调整机构，所述两个副压缩弹簧组件分别与绳轮安装座的两侧相连用于补偿主压缩弹簧组件随钢丝绳伸长而衰减的竖直方向上的张紧力。该张紧力恒定的弹簧式限速器张紧装置在钢丝绳伸长范围内能补偿张紧力衰减。
Description
技术领域
本发明涉及电梯技术领域，具体涉及一种张紧力恒定的弹簧式限速器张紧装置。
背景技术
现有的弹簧式限速器张紧装置，其结构如图1所示，包括张紧轮1a、用于安装张紧轮1a的绳轮安装座2a、导向组件3a和压缩弹簧4a，所述绳轮安装座2a安装在导向组件3a上且沿导向组件3a上下滑动，所述压缩弹簧4a的一端固定在导向组件3a上，另一端与绳轮安装座2a相抵用于为绳轮安装座2a提供竖直方向的张紧力。
但是现有的弹簧式限速器张紧装置存在以下技术问题：由于安装在绳轮安装座2a上的张紧轮1a上的钢丝绳受外力、湿度等因素影响后会逐渐伸长，钢丝绳一旦伸长，压缩弹簧4a就会损失一定的压缩量，必然导致张紧力的衰减，从而易引起张紧力不足导致的钢丝绳打滑，不仅严重影响钢丝绳本身的寿命，而且可能无法触发安全钳，使乘客的最后一道安全屏障丧失。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种在钢丝绳伸长范围内能补偿张紧力衰减的张紧力恒定的弹簧式限速器张紧装置。
本发明的技术解决方案是：一种张紧力恒定的弹簧式限速器张紧装置，包括底座、固定在底座上的导向组件、以及安装在导向组件上且沿导向组件上下滑动的张紧轮组件，所述张紧轮组件包括张紧轮、绳轮安装座、用于为张紧轮提供竖直方向的张紧力的主压缩弹簧组件，其特征在于：所述底座上位于绳轮安装座的两侧分别对称设有两个副压缩弹簧组件，所述每个副压缩弹簧组件均包括副压缩弹簧和用于在钢丝绳伸长时调节副压缩弹簧受力方向和大小的调整机构，所述两个副压缩弹簧组件分别与绳轮安装座的两侧相连用于补偿主压缩弹簧组件随钢丝绳伸长而衰减的竖直方向上的张紧力。
采用上述结构后，本发明具有以下优点：
本发明张紧力恒定的弹簧式限速器张紧装置通过在绳轮安装座的两侧分别设置副压缩弹簧组件，该副压缩弹簧组件在钢丝绳向下伸长时，利用调整机构改变副压缩弹簧的受力方向和大小，从而可以补偿主压缩弹簧组件随钢丝绳伸长而衰减的竖直方向上的张紧力，这样就可以保证在钢丝绳伸长范围内维持张紧轮所受的竖直方向上的张紧力恒定，保证了电梯的安全使用。
作为优选，所述调整机构包括支撑架，所述支撑架固定在底座上，所述副压缩弹簧夹设在支撑架与绳轮安装座的侧面之间，所述副压缩弹簧的一端与绳轮安装座的侧面相铰接，另一端与支撑架相铰接，用于在钢丝绳向下伸长时使副压缩弹簧旋转而改变其受力方向和大小。该调整机构结构简单，在钢丝绳伸长时，利用副压缩弹簧两端分别与支撑架和绳轮安装座相铰接而使副压缩弹簧旋转，从而改变副压缩弹簧的受力方向和大小，受力方向和大小的改变较为稳定。
作为优选，在初始位置时，所述副压缩弹簧与绳轮安装座相铰接的一端与中间位置的距离为绳轮自由沉降距离D的一半，所述副压缩弹簧与支撑架相铰接的一端与中间位置在同一水平线上，所述两个副压缩弹簧组件的总刚度K1′等于主压缩弹簧组件的总刚度K2′。上述初始位置是指张紧装置刚刚装上时的位置，中间位置为绳轮自由沉降距离D一半时的位置，另外绳轮自由沉降距离达到最大值时的位置为极限位置，当副压缩弹簧与绳轮安装座和支撑架的铰接点位置满足上述设置时，只要设置两个副压缩弹簧组件的总刚度K2′等于主压缩弹簧组件的总刚度K1′时，即可利用副压缩弹簧的竖直分力来补偿主压缩弹簧组件随钢丝绳伸长而衰减的竖直方向上的张紧力，整体结构和参数设计简单、易于实施。
作为优选，所述导向组件包括前后左右对称设置在底座上的四根导向杆，所述主压缩弹簧组件包括套在各导向杆外的四根主压缩弹簧，所述各主压缩弹簧的一端与导向杆固定，另一端与绳轮安装座相抵，所述两根副压缩弹簧的总刚度2K2等于所述四根主压缩弹簧的总刚度4K1。采用四根主压缩弹簧使得张紧力更加稳定。
作为优选，所述绳轮安装座包括下固定板和两个竖直安装在下固定板中间位置处的侧板，所述四根导向杆上下活动穿设在下固定板的四个角处，所述各主压缩弹簧的上端与导向杆固定，下端与下固定板相抵，所述张紧轮通过第一枢轴连接在两个侧板之间，所述副压缩弹簧的一端与绳轮安装座的侧板的上部相铰接，所述两个副压缩弹簧的水平分力大小相等、方向相反。所述绳轮安装座的下部通过下固定板与导向杆之间的导向配合，上部通过两个副压缩弹簧施加的大小相等、方向相反的水平分力，而使绳轮安装座能在导向杆上稳定滑动不偏移；而且绳轮安装座的上部通过两个副压缩弹簧的水平分力得到稳定，无须在上部增加与导向杆上下活动连接的上固定座，从而可使绳轮安装座的整体高度较小。
作为优选，所述导向杆的顶部低于侧板的顶部。由于侧板的高度是与张紧轮的高度相匹配的，该设置使得垂直干涉部件的高度只考虑张紧轮的直径加绳轮自由沉降的距离，这样垂直干涉部件的高度降低了，使得张紧装置对底坑的高度需求也降低了。
作为优选，所述侧板为U型槽钢，所述两个U型槽钢左右相对设置且开口均朝外，所述张紧轮通过第一枢轴连接在两个U型槽钢之间，所述各U型槽钢的上部在开口处设有与副压缩弹簧相垂直的第二枢轴，所述副压缩弹簧的一端与第二枢轴相铰接。采用U型槽钢不仅方便安装张紧轮，而且方便与副压缩弹簧相铰接。
作为优选，所述第二枢轴的轴线与相应侧的导向杆的轴线垂直相交。该设置使得整体结构更加优化，受力更加合理。
作为优选，所述支撑架为角铁，所述角铁包括与副压缩弹簧平行设置的第一直角板和与副压缩弹簧垂直设置的第二直角板，所述副压缩弹簧夹设在第二直角板与绳轮安装座的侧面之间，所述副压缩弹簧靠近第二直角板的一端穿过第二直角板后与垂直设置在第一直角板上的第三枢轴相铰接。该设置可方便将副压缩弹簧压紧并与支撑架相铰接。
作为优选，所述第二直角板上还设有用于引导副压缩弹簧运动方向的导向长孔。该设置不仅可引导副压缩弹簧的受力方向，而且还可以限制副压缩弹簧运动的极限位置。
附图说明：
图1为现有弹簧式限速器张紧装置的结构示意图；
图2为本发明张紧力恒定的弹簧式限速器张紧装置的主视图；
图3为本发明张紧力恒定的弹簧式限速器张紧装置的俯视图；
图4为本发明张紧力恒定的弹簧式限速器张紧装置的左视图；
图5为本发明张紧装置在初始位置和位置变化后的前后对比模型图；
图6为本发明张紧装置在初始位置处的结构示意图；
图7为本发明张紧装置在中间位置处的结构示意图；
图8为本发明张紧装置在极限位置处的结构示意图；
现有技术图中：1a-张紧轮，2a-绳轮安装座，3a-导向组件，4a-压缩弹簧；
本发明图中：1-底座，2-导向组件，3-张紧轮，4-绳轮安装座，5-主压缩弹簧，6-副压缩弹簧，8-支撑架，9-导向杆，10-下固定板，11-侧板，12-第一枢轴，13-U型槽钢的开口处，14-第二枢轴，15-第三枢轴，16-第一直角板，17-第二直角板，18-导向长孔。
具体实施方式
下面结合附图，并结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例：
如图2至图4所示，一种张紧力恒定的弹簧式限速器张紧装置，包括底座1、固定在底座1上的导向组件2、以及安装在导向组件2上且沿导向组件2上下滑动的张紧轮组件，所述张紧轮组件包括张紧轮3、绳轮安装座4、用于为张紧轮3提供竖直方向的张紧力的主压缩弹簧组件，所述底座1上位于绳轮安装座4的两侧分别对称设有两个副压缩弹簧组件，所述每个副压缩弹簧组件均包括副压缩弹簧6和用于在钢丝绳伸长时调节副压缩弹簧6受力方向和大小的调整机构，所述两个副压缩弹簧组件分别与绳轮安装座4的两侧相连用于补偿主压缩弹簧组件随钢丝绳伸长而衰减的竖直方向上的张紧力。
本发明张紧力恒定的弹簧式限速器张紧装置通过在绳轮安装座4的两侧分别设置副压缩弹簧组件，该副压缩弹簧组件在钢丝绳向下伸长时，利用调整机构改变副压缩弹簧6的受力方向和大小，从而可以补偿主压缩弹簧组件随钢丝绳伸长而衰减的竖直方向上的张紧力，这样就可以保证在钢丝绳伸长范围内维持张紧轮3所受的竖直方向上的张紧力恒定，保证了电梯的安全使用。
作为优选，所述调整机构包括支撑架8，所述支撑架8固定在底座1上，所述副压缩弹簧6夹设在支撑架8与绳轮安装座4的侧面之间，所述副压缩弹簧6的一端与绳轮安装座4的侧面相铰接，另一端与支撑架8相铰接，用于在钢丝绳向下伸长时使副压缩弹簧6旋转而改变其受力方向和大小。该调整机构结构简单，在钢丝绳伸长时，利用副压缩弹簧6两端分别与支撑架8和绳轮安装座4相铰接而使副压缩弹簧6旋转，从而改变副压缩弹簧6的受力方向和大小，受力方向和大小的改变较为稳定。
作为优选，在初始位置时，所述副压缩弹簧6与绳轮安装座4相铰接的一端与中间位置的距离为绳轮自由沉降距离D的一半，所述副压缩弹簧6与支撑架8相铰接的一端与中间位置在同一水平线上，所述两个副压缩弹簧组件的总刚度K1′等于主压缩弹簧组件的总刚度K2′。上述初始位置是指张紧装置刚刚装上时的位置，中间位置为绳轮自由沉降距离D一半时的位置，另外绳轮自由沉降距离达到最大值时的位置为极限位置，当副压缩弹簧6与绳轮安装座4和支撑架8的铰接点位置满足上述设置时，只要设置两个副压缩弹簧组件的总刚度K2′等于主压缩弹簧组件的总刚度K1′时，即可利用副压缩弹簧6的竖直分力来补偿主压缩弹簧组件随钢丝绳伸长而衰减的竖直方向上的张紧力，整体结构和参数设计简单、易于实施。
作为优选，所述导向组件2包括前后左右对称设置在底座1上的四根导向杆9，所述主压缩弹簧组件包括套在各导向杆9外的四根主压缩弹簧5，所述各主压缩弹簧5的一端与导向杆9固定，另一端与绳轮安装座4相抵，所述两根副压缩弹簧6的总刚度2K2等于所述四根主压缩弹簧5的总刚度4K1。采用四根主压缩弹簧5使得张紧力更加稳定。
作为优选，所述绳轮安装座4包括下固定板10和两个竖直安装在下固定板10中间位置处的侧板11，所述四根导向杆9上下活动穿设在下固定板10的四个角处，所述各主压缩弹簧5的上端与导向杆9固定，下端与下固定板10相抵，所述张紧轮3通过第一枢轴12连接在两个侧板11之间，所述副压缩弹簧6的一端与绳轮安装座4的侧板11的上部相铰接，所述两个副压缩弹簧6的水平分力大小相等、方向相反。所述绳轮安装座4的下部通过下固定板10与导向杆9之间的导向配合，上部通过两个副压缩弹簧6施加的大小相等、方向相反的水平分力，而使绳轮安装座4能在导向杆9上稳定滑动不偏移；而且绳轮安装座4的上部通过两个副压缩弹簧6的水平分力得到稳定，无须在上部增加与导向杆9上下活动连接的上固定座，从而可使绳轮安装座4的整体高度较小。
作为优选，所述导向杆9的顶部低于侧板11的顶部。由于侧板11的高度是与张紧轮3的高度相匹配的，该设置使得垂直干涉部件的高度只考虑张紧轮3的直径加绳轮自由沉降距离D，这样垂直干涉部件的高度降低了，使得张紧装置对底坑的高度需求也降低了。
作为优选，所述侧板11为U型槽钢，所述两个U型槽钢左右相对设置且开口均朝外，所述张紧轮3通过第一枢轴12连接在两个U型槽钢之间，所述各U型槽钢的上部在开口处13设有与副压缩弹簧6相垂直的第二枢轴14，所述副压缩弹簧6的一端与第二枢轴14相铰接。采用U型槽钢不仅方便安装张紧轮3，而且方便与副压缩弹簧6相铰接。
作为优选，所述第二枢轴14的轴线与相应侧的导向杆9的轴线垂直相交。该设置使得整体结构更加优化，受力更加合理。
作为优选，所述支撑架8为角铁，所述角铁包括与副压缩弹簧6平行设置的第一直角板16和与副压缩弹簧6垂直设置的第二直角板17，所述副压缩弹簧6夹设在第二直角板17与绳轮安装座4的侧面之间，所述副压缩弹簧6靠近第二直角板17的一端穿过第二直角板17后与垂直设置在第一直角板16上的第三枢轴15相铰接。该设置可方便将副压缩弹簧6压紧并与支撑架8相铰接。
作为优选，所述第二直角板17上还设有用于引导副压缩弹簧6运动方向的导向长孔18。该设置不仅可引导副压缩弹簧6的受力方向，而且还可以限制副压缩弹簧6运动的极限位置。
上述当满足两个副压缩弹簧组件的总刚度K2′等于主压缩弹簧组件的总刚度K1′时，即可利用两个副压缩弹簧组件的竖直分力来补偿主压缩弹簧组件随钢丝绳伸长而衰减的竖直方向上的张紧力，以主压缩弹簧组件具有4根主压缩弹簧5为例，推导过程如下：
如图5所示，假设每根主压缩弹簧5的刚度为K1，每根副压缩弹簧6的刚度为K2，第三枢轴15与主压缩弹簧5之间的水平距离为T，绳轮自由沉降距离为D；初始位置时，副压缩弹簧7与水平方向的夹角为θ1，当钢丝绳伸长X时，第二枢轴14与中间位置的距离为X2，副压缩弹簧7与水平方向的夹角变为θ2，此时4根主压缩弹簧5的弹簧力变化值ΔF1＝4k1X，两个副压缩弹簧6的弹簧力变化值两个副压缩弹簧6沿竖直方向上的分力变化值当ΔF1＝ΔFs2时，4k1＝2k2，即满足两个副压缩弹簧组件的总刚度K2′等于主压缩弹簧组件的总刚度K1′，即可利用两个副压缩弹簧6沿竖直方向上的分力来补偿4个主压缩弹簧5随钢丝绳伸长而衰减的竖直方向上的张紧力。
下面再以初始位置、中间位置和极限位置处的受力分析来验证副压缩弹簧6如何补偿主压缩弹簧5的张紧力衰减，假设张紧装置所需的张紧力为F0，分析过程如下：
如图6所示，在初始位置时，副压缩弹簧7与水平方向的夹角为θ1，假设将4根主压缩弹簧5压紧后得到的弹簧力F1＝1.5F0，为使4根主压缩弹簧5的弹簧力F1与两个副压缩弹簧6沿竖直方向上的分力Fs2这两者的合力为F0，那么两个副压缩弹簧6沿竖直方向上的分力Fs2为0.5F0，大小与主压缩弹簧5的弹簧力F1方向相反，从而可以得到副压缩弹簧6的弹簧力F2的大小为因此在初始位置时，4根主压缩弹簧5的弹簧力F1大小为1.5F0，2根副压缩弹簧6的弹簧力大小F2为主压缩弹簧5的弹簧力方向与副压缩弹簧6的弹簧力方向相反，张紧轮3竖直方向上所受的张紧力为F0。
如图7所示，在中间位置时，主压缩弹簧5伸长的长度为副压缩弹簧7与水平方向的夹角为0°，那么副压缩弹簧6沿竖直方向上的分力为0，为使4根主压缩弹簧5的弹簧力F1与两个副压缩弹簧6沿竖直方向上的分力Fs2这两者的合力为F0，那么此时4根主压缩弹簧5的弹簧力F1衰减至F0，即4根主压缩弹簧5的弹簧力的衰减量为0.5F0，从而可以得到4根主压缩弹簧5的总刚度各主压缩弹簧5的刚度为副压缩弹簧6的总刚度 各副压缩弹簧6的刚度
如图8所示，在极限位置时，主压缩弹簧5继续伸长副压缩弹簧7与水平方向的夹角为-θ1，此时4根主压缩弹簧5的弹簧力F1再衰减0.5F0后变为0.5F0，而两根副压缩弹簧6受力方向发生偏转，其竖直方向上的分力Fs2与主压缩弹簧5的弹簧力F1方向一致，此时两个副压缩弹簧6沿竖直方向上的分力大小为从而使得4根主压缩弹簧5的弹簧力F1与2根副压缩弹簧6沿竖直方向上的分力Fs2这两者的合力仍然为F0。
因此，只要根据张紧装置所需的张紧力F0，设置好主压缩弹簧5的预紧力F1，再确定好第三枢轴15与主压缩弹簧5之间的水平距离T以及绳轮自由沉降距离D，就可以得到副压缩弹簧6所需的预紧力以及主副压缩弹簧6所需的刚度，上述参数设置好之后就可以在钢丝绳伸长过程中，利用两个副压缩弹簧6沿竖直方向上的分力来补偿主压缩弹簧5随钢丝绳伸长而衰减的竖直方向上的张紧力。
Claims (10)
1.一种张紧力恒定的弹簧式限速器张紧装置，包括底座(1)、固定在底座(1)上的导向组件(2)、以及安装在导向组件(2)上且沿导向组件(2)上下滑动的张紧轮组件，所述张紧轮组件包括张紧轮(3)、绳轮安装座(4)、用于为张紧轮(3)提供竖直方向的张紧力的主压缩弹簧组件，其特征在于：所述底座(1)上位于绳轮安装座(4)的两侧分别对称设有两个副压缩弹簧组件，所述每个副压缩弹簧组件均包括副压缩弹簧(6)和用于在钢丝绳伸长时调节副压缩弹簧(6)受力方向和大小的调整机构，所述两个副压缩弹簧组件分别与绳轮安装座(4)的两侧相连用于补偿主压缩弹簧组件随钢丝绳伸长而衰减的竖直方向上的张紧力。
2.根据权利要求1所述的一种张紧力恒定的弹簧式限速器张紧装置，其特征在于：所述调整机构包括支撑架(8)，所述支撑架(8)固定在底座(1)上，所述副压缩弹簧(6)夹设在支撑架(8)与绳轮安装座(4)的侧面之间，所述副压缩弹簧(6)的一端与绳轮安装座(4)的侧面相铰接，另一端与支撑架(8)相铰接，用于在钢丝绳向下伸长时使副压缩弹簧(6)旋转而改变其受力方向和大小。
3.根据权利要求2所述的一种张紧力恒定的弹簧式限速器张紧装置，其特征在于：在初始位置时，所述副压缩弹簧(6)与绳轮安装座(4)相铰接的一端与中间位置的距离为绳轮自由沉降距离D的一半，所述副压缩弹簧(6)与支撑架(8)相铰接的一端与中间位置在同一水平线上，所述两个副压缩弹簧组件的总刚度K1′等于主压缩弹簧组件的总刚度K2′。
4.根据权利要求3所述的一种张紧力恒定的弹簧式限速器张紧装置，其特征在于：所述导向组件(2)包括前后左右对称设置在底座(1)上的四根导向杆(9)，所述主压缩弹簧组件包括套在各导向杆(9)外的四根主压缩弹簧(5)，所述各主压缩弹簧(5)的一端与导向杆(9)固定，另一端与绳轮安装座(4)相抵，所述两根副压缩弹簧(6)的总刚度2K2等于所述四根主压缩弹簧(5)的总刚度4K1。
5.根据权利要求4所述的一种张紧力恒定的弹簧式限速器张紧装置，其特征在于：所述绳轮安装座(4)包括下固定板(10)和两个竖直安装在下固定板(10)中间位置处的侧板(11)，所述四根导向杆(9)上下活动穿设在下固定板(10)的四个角处，所述各主压缩弹簧(5)的上端与导向杆(9)固定，下端与下固定板(10)相抵，所述张紧轮(3)通过第一枢轴(12)连接在两个侧板(11)之间，所述副压缩弹簧(6)的一端与绳轮安装座(4)的侧板(11)的上部相铰接，所述两个副压缩弹簧(6)的水平分力大小相等、方向相反。
6.根据权利要求5所述的一种张紧力恒定的弹簧式限速器张紧装置，其特征在于：所述导向杆(9)的顶部低于侧板(11)的顶部。
7.根据权利要求5所述的一种张紧力恒定的弹簧式限速器张紧装置，其特征在于：所述侧板(11)为U型槽钢，所述两个U型槽钢左右相对设置且开口均朝外，所述张紧轮(3)通过第一枢轴(12)连接在两个U型槽钢之间，所述各U型槽钢的上部在开口处(13)设有与副压缩弹簧(6)相垂直的第二枢轴(14)，所述副压缩弹簧(6)的一端与第二枢轴(14)相铰接。
8.根据权利要求7所述的一种张紧力恒定的弹簧式限速器张紧装置，其特征在于：所述第二枢轴(14)的轴线与相应侧的导向杆(9)的轴线垂直相交。
9.根据权利要求2所述的一种张紧力恒定的弹簧式限速器张紧装置，其特征在于：所述支撑架(8)为角铁，所述角铁包括与副压缩弹簧(6)平行设置的第一直角板(16)和与副压缩弹簧(6)垂直设置的第二直角板(17)，所述副压缩弹簧(6)夹设在第二直角板(17)与绳轮安装座(4)的侧面之间，所述副压缩弹簧(6)靠近第二直角板(17)的一端穿过第二直角板(17)后与垂直设置在第一直角板(16)上的第三枢轴(15)相铰接。
10.根据权利要求9所述的一种张紧力恒定的弹簧式限速器张紧装置，其特征在于：所述第二直角板(17)上还设有用于引导副压缩弹簧(6)运动方向的导向长孔(18)。
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