CN112960521B - 一种电梯包覆带牵引轮及制作方法 - Google Patents

一种电梯包覆带牵引轮及制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电梯包覆带牵引轮及制作方法，所述牵引轮包括用于接合和驱动所述包覆带的牵引表面，所述牵引表面具有微小的凹坑和凸起，并覆盖有保护层；所述牵引表面圆周方向算术平均粗糙度为3μm‑8μm。该制作方法包括：牵引轮成型、对牵引轮的牵引表面进行喷砂处理和通过QPQ盐浴软氮化处理形成保护层；本发明提供的牵引轮具有摩擦系数稳定，防腐性能和耐磨性能优越的特点。

Description

一种电梯包覆带牵引轮及制作方法
技术领域
本发明涉及牵引轮技术领域，尤其涉及一种电梯包覆带牵引轮及制作方法。
背景技术
电梯构件中，会通过牵引轮驱动包覆带运行，从而驱动电梯轿厢和对重上下运行，以及保持轿厢和对重不坠落；当牵引轮表面意外沾上油、水、灰尘等污染物后，牵引轮与包覆带的摩擦系数将会变小，牵引轮和包覆带之间的曳引力将会降低，可能会造成曳引力不足以驱动轿厢运行或不能保持轿厢静止的风险。因此为保证牵引轮表面污染后的曳引力，通常需要在牵引轮表面形成一定的圆周方向粗糙度；如公开号为CN1178849C的中国专利所披露的，这个粗糙度范围为1.0μm-3.0μm。在这个粗糙度范围内，当牵引轮与包覆带接触表面洁净时，曳引力通常会很大，电梯在第三工况时易提升空载轿厢。但当牵引轮与包覆带接触表面被油脂污染时，曳引力降低幅度较大，曳引力不稳定。
由于正常使用状况下，包覆带牵引轮表面不能涂防锈油，因此牵引轮表面须有足够的防锈性能，防止牵引轮在空气中生锈。同时牵引轮表面需要具备足够的耐磨性，以防止牵引轮表面的细小凸起被磨损后，圆周方向粗糙度降低，导致当牵引轮表面被污染后曳引性能大幅下降。而为达到牵引轮表面防锈和耐磨的要求，通常会在牵引轮表面施加涂层，如公开号为CN1178849C的中国专利所披露的，在牵引轮表面施加一层硬而薄的涂层，厚度在1μm-2μm。现有的技术中，此涂层通常为镀铬层。铬镀层通常存在孔隙和裂纹，且铬层的脆性较大，当局部处受到压缩或冲击时，镀层极容易发生裂纹或者脱落，防护效果降低。通过在牵引轮表面施加涂层的方式进行防护，涂层会将填充牵引轮表面的微小凹坑和覆盖牵引轮表面的微小凸起，使牵引轮表面的粗糙度降低，继而使牵引轮表面在被油污染时保持曳引性能的能力降低。且以镀铬的方式施加涂层，对环境污染大，不环保。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于至少在一定程度上解决上述技术问题之一，一方面提供一种包覆带牵引轮，降低了当牵引轮与包覆带接触表面洁净时，电梯第三工况中电梯轿厢被提起的风险，解决了当牵引轮与包覆带的接触面被油脂污染时，曳引性能下降幅度大的问题；另一方面提供一种包覆带牵引轮的制作方法，解决施加涂层时易使牵引轮表面的粗糙度降低导致曳引性能降低的问题。
本发明一方面的技术方案如下：
一种电梯包覆带牵引轮，所述牵引轮包括用于接合和驱动所述包覆带的牵引表面，所述牵引表面具有微小的凹坑和凸起，并覆盖有保护层；所述牵引表面圆周方向算术平均粗糙度为3μm-8μm。
作为所述电梯包覆带牵引轮的进一步可选方案，所述保护层由渗层和氧化膜形成。
作为所述电梯包覆带牵引轮的进一步可选方案，所述凹坑和凸起通过喷砂处理而形成。
作为所述电梯包覆带牵引轮的进一步可选方案，所述渗层的成分为铁氮化合物，或所述渗层成分为铁氮化合物和铁碳化合物；所述氧化膜为铁的氧化物。
作为所述电梯包覆带牵引轮的进一步可选方案，所述铁氮化合物为ε-Fe2-3N和γ′-Fe4N，所述铁碳化合物为Fe3C，所述氧化膜为Fe3O4。
作为所述电梯包覆带牵引轮的进一步可选方案，所述保护层的厚度为12μm-25μm。
作为所述电梯包覆带牵引轮的进一步可选方案，所述保护层的硬度大于600HV(0.1)。
该电梯包覆带牵引轮的有益效果有：由于包覆带表层通常为热塑性聚氨酯，当包覆带与牵引轮接触时，两者间的摩擦力主要为粘附力Fa和滞后阻力Fh之和。而当包覆层和牵引轮之间的接触面干净时，摩擦力主要表现为粘附力Fa，当接触面被油污染后，会使粘附力Fa的成分显著减少；滞后阻力Fh的成分则是依赖于由表面粗糙度、面压等因素所决定的包覆带表面的变形速度、变形量，几乎不受润滑剂的影响。因此增大牵引轮的牵引表面的粗糙度，可降低摩擦力中粘附力Fa的成分，使包覆带和牵引轮的接触面受到污染时摩擦系数保持稳定。将牵引轮的牵引表面圆周方向算术平均粗糙度设置在3μm-8μm的范围内，即可降低牵引轮和包覆带接触面洁净时的摩擦系数，降低电梯第三工况时轿厢被提起的风险；同时也减少牵引轮与包覆带接触面被油脂污染时摩擦系数的下降幅度，保持曳引性能稳定。
本发明另一方面的技术方案如下：
一种用于上述电梯包覆带牵引轮的制作方法，包括如下步骤：
(a)、牵引轮成型；
(b)、对牵引轮的牵引表面进行喷砂处理；
(c)、进行QPQ盐浴软氮化处理以在所述牵引表面上形成保护层。
其中，步骤(a)中牵引轮成型包含以下步骤：
(a1)、准备规格直径大于产品规格直径的45#钢或40Cr棒材或其他中碳钢棒材；
(a2)、将原料进行车削加工成图纸要求尺寸，完成初步成型。
其中，步骤(b)中的喷砂处理的参数如下：砂料为铸钢丸，转速为30HZ，时间为10min，使得轮槽表面圆周方向算术平均粗糙度为3.0μm-8.0μm。
其中，步骤(c)中QPQ盐浴软氮化处理包括如下步骤：
(c1)清洗去油；
(c2)预热；
(c3)盐浴渗氮；
(c4)盐浴氧化；
(c5)空气冷却；
(c6)水冷；
(c7)清洗；
(c8)烘干；
(c9)喷砂；
(c10)吹净；
(c11)预热；
(c12)盐浴氧化；
(c13)空气冷却；
(c14)水冷；
(c15)清洗；
(c16)烘干；
(c17)喷砂；
(c18)吹净；
(c19)检验。
该制作方法的有益效果有：相比通过涂层的方式实施保护层，通过此方法施加的保护层不改变牵引轮的表面粗糙度，保护层的厚度不受表面粗糙度的限制，厚度可远远大于用涂覆方法所施加的涂层；同时，通过渗透和氧化的方式获得保护层，结合力更好，在重压力的作用下不开裂和脱落。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述牵引轮和所述包覆带的示意图；
图2为本发明所述保护层的示意图。
图中：10、牵引轮；101、牵引表面；102、凸台；103、法兰；20、包覆带；30、保护层；301、氧化膜；302、渗层；303、疏松孔。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，一种电梯包覆带牵引轮，所述牵引轮10包括用于接合和驱动所述包覆带20的牵引表面101，所述牵引表面101具有一个或多个，所述牵引表面101可为凸形接触面或平形接触面；多个牵引表面101之间可通过凸台102进行间隔；牵引轮10的两端由法兰103限位。所述牵引表面101具有微小的凹坑和凸起，并覆盖有保护层30；所述牵引表面101圆周方向算术平均粗糙度为3μm-8μm。其中，牵引表面圆周方向算术平均粗糙度优选为4.0μm-5.0μm。
其中，由于包覆带表层通常为热塑性聚氨酯，当包覆带与牵引轮接触时，两者间的摩擦力主要为粘附力Fa和滞后阻力Fh之和。而当包覆层和牵引轮之间的接触面干净时，摩擦力主要表现为粘附力Fa，当接触面被油污染后，会使粘附力Fa的成分显著减少；滞后阻力Fh的成分则是依赖于由表面粗糙度、面压等因素所决定的包覆带表面的变形速度、变形量，几乎不受润滑剂的影响。因此增大牵引轮的牵引表面的粗糙度，可降低摩擦力中粘附力Fa的成分，使包覆带和牵引轮的接触面受到污染时摩擦系数保持稳定。将牵引轮的牵引表面圆周方向算术平均粗糙度设置在3μm-8μm的范围内，即可降低牵引轮和包覆带接触面洁净时的摩擦系数，降低电梯第三工况时轿厢被提起的风险；同时也减少牵引轮与包覆带接触面被油脂污染时摩擦系数的下降幅度，保持曳引性能稳定。
进一步的，所述保护层30由渗层302和氧化膜301形成。具体的，所述渗层包括铁氮化合物，主要由致密的ε-Fe2-3N相和γ′-Fe4N相组成，同时还可包含少量的Fe3C；氧化膜主要成分为Fe3O4；所述保护层通过QPQ盐浴软氮化工艺实施(行业内也称QPQ盐浴复合处理技术)，或者通过气体渗氮、离子渗氮、氮碳共渗与氧化工艺结合实施。相比通过涂层的方式实施保护层，通过此方法施加的保护层不改变牵引轮的表面粗糙度，保护层的厚度不受表面粗糙度的限制，厚度可远远大于用涂覆方法所施加的涂层，所述保护层的厚度可达12μm-25μm；同时，通过渗透和氧化的方式获得保护层，结合力更好，在重压力的作用下不开裂和脱落；使保护层硬度达到600HV(0.1)以上，耐磨性能是镀硬铬的两倍左右。氧化膜和化合物形成的保护层致密，防腐性能优异，盐雾试验不生锈时间在100小时以上，远远优于镀铬等现有技术。
上述电梯包覆带牵引轮的制作方法，包括如下步骤：
(a)、牵引轮成型；
(b)、对牵引轮的牵引表面进行喷砂处理；
(c)、进行QPQ盐浴软氮化处理以在所述牵引表面上形成保护层。
其中，步骤(a)中牵引轮成型包含以下步骤：
(a1)、准备规格直径大于产品规格直径的45#钢或40Cr棒材或其他中碳钢棒材；
(a2)、将原料进行车削加工成图纸要求尺寸，完成初步成型。
其中，步骤(b)中的喷砂处理的参数如下：砂料为铸钢丸，转速为30HZ，时间为10min，使得牵引表面圆周方向算术平均粗糙度为3.0μm-8.0μm。其中，牵引表面圆周方向算术平均粗糙度优选为4.0μm-5.0μm。
其中，步骤(c)中QPQ盐浴软氮化处理包括如下步骤：
(c1)清洗去油；防止污染物影响渗氮；
(c2)预热；温度420±10℃，时间30～60min；
(c3)盐浴渗氮；温度580±10℃，时间30-90min；渗氮时间越长，渗层302表面的疏松孔303的数量越多。
(c4)盐浴氧化；温度420±5℃，时间30-40min；氧化时间越长，氧化膜越厚和越致密。
(c5)空气冷却；置于空冷槽空冷，时间10min；
(c6)水冷；置于水冷槽水冷，温度5-40℃，上下抖动5次以上；
(c7)清洗；温度60±10℃，时间10-20min；
(c8)烘干；利用烘干炉烘干，温度200℃以下，要求无水分残留；
(c9)喷砂；采用180#SiO2砂料，时间3-6min；喷砂时间越长，越能充分去除渗层302表面的疏松孔303及杂质；减少疏松孔303，从而增强保护层30的防腐性能。
(c10)吹净；采用压缩空气吹净，要求无SiO2残留；
(c11)预热；温度350±10℃，时间取决于装炉量，时间30～60min；
(c12)盐浴氧化；温度420±5℃，时间30min；
(c13)空气冷却；置于空冷槽空冷，时间10min；
(c14)水冷；置于水冷槽水冷，温度5-40℃，上下抖动5次以上；
(c15)清洗；温度60±10℃，时间10-20min；
(c16)烘干；利用烘干炉烘干，温度200℃以下，要求无水分残留；
(c17)喷砂；采用180#SiO2砂料，时间3min；
(c18)吹净；采用压缩空气吹净，要求无SiO2残留；
(c19)检验；要求保护层的硬度600HV(0.1)以上,保护层的厚度达10μm以上。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电梯包覆带牵引轮，所述牵引轮包括用于接合和驱动所述包覆带的牵引表面，其特征在于，所述牵引表面具有微小的凹坑和凸起，并覆盖有保护层；所述牵引表面圆周方向算术平均粗糙度为3μm-8μm；所述保护层由渗层和氧化膜形成。
2.根据权利要求1所述的一种电梯包覆带牵引轮，其特征在于，所述凹坑和凸起通过喷砂处理而形成。
3.根据权利要求1所述的一种电梯包覆带牵引轮，其特征在于，所述渗层的成分为铁氮化合物和铁碳化合物；所述氧化膜为铁的氧化物。
4.根据权利要求3所述的一种电梯包覆带牵引轮，其特征在于，所述铁氮化合物为ε-Fe2-3N和γ′-Fe4N，所述铁碳化合物为Fe3C，所述氧化膜为Fe3O4。
5.根据权利要求1所述的一种电梯包覆带牵引轮，其特征在于，所述保护层的厚度为12μm-25μm。
6.根据权利要求1所述的一种电梯包覆带牵引轮，其特征在于，所述保护层的硬度大于600HV(0.1)。
7.一种用于权利要求1-6任一的电梯包覆带牵引轮的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)、牵引轮成型；
(b)、对牵引轮的牵引表面进行喷砂处理；
(c)、进行QPQ盐浴软氮化处理以在所述牵引表面上形成保护层。
8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，步骤(b)中的喷砂处理的参数如下：砂料为铸钢丸，转速为30HZ，时间为10min。
9.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述步骤(c)的QPQ盐浴软氮化处理包括如下步骤：
(c1)清洗去油；
(c2)预热；
(c3)盐浴渗氮；
(c4)盐浴氧化；
(c5)空气冷却；
(c6)水冷；
(c7)清洗；
(c8)烘干；
(c9)喷砂；
(c10)吹净；
(c11)预热；
(c12)盐浴氧化；
(c13)空气冷却；
(c14)水冷；
(c15)清洗；
(c16)烘干；
(c17)喷砂；
(c18)吹净；
(c19)检验。
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