[发明专利]一种电梯用拉伸绳索

说明书

技术领域

本发明涉及电梯用绳索技术领域，特别涉及电梯用拉伸绳索。

背景技术

曳引式电梯利用两条或多条钢丝绳连接电梯轿厢和配重，通过钢丝绳与曳引绳轮之间相互作用力，牵引轿厢上下运动，达到人员或货物的运输目的。钢丝绳的失效及寿命是电梯运行品质及安全中不可忽视的问题。考虑钢丝绳的寿命及电梯安全，GB7588中要求曳引轮与钢丝绳的直径比值不得低于40:1。传统钢丝绳直径通常≥8mm，因此对应的绳轮直径需要不小于320mm。如此之大的绳轮，不仅降低了井道空间的利用率，而且增加了安装强度和曳引机成本。此外，为了适应井道尺寸限制，电梯系统在井道内的布局通常要求钢丝绳通过两个或两个以上绳轮。绳轮数量的增加，严重降低了传统钢丝绳的使用寿命。由于钢丝绳的硬度往往远高于曳引轮（通常为QT600或QT700），容易造成曳引轮沟槽在较短的时间内则发生明显磨损，极大降低曳引轮的使用寿命。在愈加重视节能环保的今天，降低绳轮直径，增加钢丝绳及曳引轮寿命正逐渐成为提高电梯企业竞争力的重要手段之一。

钢丝绳的直径以及钢丝之间、绳股之间、钢丝绳与曳引轮之间的磨损是影响钢丝绳寿命的主要因素，只有有效的解决这几点，才能够同时达到提高钢丝绳寿命以及降低曳引轮直径的目的。目前，相应的解决方案主要体现在两个方面，即（1）降低作为独立承载体钢丝绳的直径，（2）通过涂覆弹性体的方法减少电梯运行中钢丝绳内部以及与外部金属之间的磨损。具体实施方案也主要有两种，即（1）覆盖有聚氨酯弹性体，包含并行排列多根独立承载钢丝绳的扁平钢带，相关专利有CN100564222、CN1902119B、CN101497413等（2）在传统钢丝绳基础上，涂塑树脂、聚氨酯等弹性体的涂塑钢丝绳，相关专利有CN1177100C、EP1426482等。

公告号为CN100564222的专利《电梯系统》中，公开了一种用于电梯轿厢牵引的扁平结构钢带。该钢带由多根独立的承载芯线以及聚氨酯弹性体包覆层组成，其宽度远大于厚度。由于选用直径为0.10mm到0.20mm的高强度钢丝，独立承载芯线的直径可控制在2mm左右，且减少了各条芯线之间以及芯线与曳引轮之间直接的金属接触。

拉伸绳索的柔性是影响其弯曲疲劳性能的重要因素，其大小可由惯性矩进行度量。由于承载体截面为圆形，因此惯性矩I＝πd⁴/64，其中d为独立承载体直径。显而易见，随着d的减小，惯性矩将急剧降低，曳引绳的柔性将显著增加。扁平钢带中，在保持承载体总截面积不变的情况下（保持相当的承载能力），将传统钢丝绳中绞制在一起的一个独立承载体分成多个截面积很小的独立承载体，进而导致曳引绳的柔性显著增加，极大的降低了对曳引轮直径的要求。经认证，使用扁平钢带，即使曳引轮直径减少到约100mm，钢带也具有很高的寿命。然而，这种扁平结构钢带具有一些难以避免的不足，如：（1）大的宽厚比，使扁平钢带的扭转刚度较低，而且由于电梯安装精度的问题，曳引绳很难避免的要产生扭转应力，因此钢带比钢丝绳更容易发生变形，容易导致异常磨损；（2）扁平钢带的导向较差，在曳引轮表面容易发生沿曳引轮轴向的相对运动，进而引起偏磨，降低寿命，削弱了其寿命长，免维保这一优势；（3）显著增加曳引轮轴向长度，进而提高对曳引轮用材料的要求。以上几点不足，在一定程度上限制了扁平钢带电梯运行品质与推广。

公告号为CN1902119B的专利《电梯设备》中，公开了一种具有楔形结构的扁平钢带。相比专利CN100564222，此专利增加了钢带的导向性，但并没有有效的避免大宽厚比对振动的不良影响，而且楔形结构根部在变形应力作用下容易产生较大的应力集中，进而导致钢带破裂失效。

公告号为CN1177100C的专利《缆索及采用这种缆索的电梯》中，在传统钢丝绳基础上，利用弹性体包覆层，润滑剂等手段，将各钢丝、各绳股以及钢丝绳与曳引轮之间有效的隔离开来，减少金属与金属之间的磨损，从而提高钢丝绳的寿命。此专利由于仍然采用绳股互捻结构，虽然能够在保证寿命的同时降低与曳引轮的绳径比，从而减小曳引轮直径，但是其承载体本身柔性没有变化，故其许用曳引轮直径的降低程度相比扁平钢带有显著差距。同时，由于圆形结构，在扭转应力作用下，曳引绳在曳引轮沟槽中容易发生扭转，导致异常磨损的发生，进而降低其使用寿命。

以上各种专利均匀一些难以避免的不足之处，而且两类方案在一定程度上存在互补。因此需要对各因素进行综合分析，进而开发一种新型的电梯曳引绳，进而最大程度的避免上述问题，进一步提高电梯的品质及安全性。

发明内容