專利名稱：電梯通道中的槽輪的表面重修的制作方法
電梯通道中的槽輪的表面重修
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及升降機系統(tǒng)，且更具體而言，涉及在使用期間受到磨損的升降機槽輪。傳統(tǒng)的牽引升降機系統(tǒng)典型地包括轎廂、配重、使轎廂和配重互相連接的兩個或更多受拉構(gòu)件(諸如圓形繩索)、用以移動該繩索的牽引槽輪，以及用以旋轉(zhuǎn)該牽引槽輪的機器。該機器可為或者有傳動裝置的或者無傳動裝置的機器。有傳動裝置的機器允許使用更高速的馬達，其更加緊湊且成本更低，但需要額外的保養(yǎng)和空間。繩索(無論該繩索是用于轎廂和配重的還是用于超速調(diào)節(jié)器的)可由鋪設的或扭絞的鋼線形成，而槽輪(無論是驅(qū)動槽輪、偏轉(zhuǎn)器槽輪還是調(diào)節(jié)器槽輪)可由鑄鐵形成。在槽輪的各側(cè)上的有差別的拉力，或者由所施加的拉力導致的繩索變形，或者槽輪的未對齊， 都可引起繩索和槽輪之間的相對運動。接觸加上相對運動導致了槽輪和線繩索的磨損。此外，在超速調(diào)節(jié)器的情況中，槽輪可用于向繩索施加顯著的拉力以促動升降機上的安全設施。該功能需要槽輪和繩索之間的受控的摩擦。大型牽引槽輪通常由鑄鐵制成且有時可在使用中表現(xiàn)出過量的磨損。槽輪與繩索組合而工作，其在各種升降機系統(tǒng)(諸如在其中通過由起重馬達驅(qū)動的起重繩索來支承升降機轎廂的那些)中提升和降低升降機轎廂。升降機系統(tǒng)還可在起重繩索的相對端處使用配重。具有配重的升降機系統(tǒng)的一個實例在共同擁有的美國專利No. 3610342中描述。傳統(tǒng)的鋼繩索和鑄鐵槽輪已被證明是十分可靠且效能成本合算的。這些布置的一個限制是在繩索和槽輪之間的牽引力。盡管繩索可替換，鑄鐵槽輪難以保養(yǎng)。一種修理方法為在電梯通道中機加工槽輪，但是由于電梯通道空間的限制，其具有有限的效果。通常需要完全更換槽輪，其昂貴且導致了不希望的停機時間。在一些情況中，完全更換槽輪可能需要拆除建筑以及針對升降機的可觀的停機時間。如果使用更大的槽輪來獲得更長的壽命或適應額外的繩索或鋼繩索更厚的截面， 則需要來自機器的更多的扭矩來驅(qū)動升降機系統(tǒng)，從而增加了升降機系統(tǒng)的大小和成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了維修升降機系統(tǒng)中的槽輪的方法。該方法包括選出待維修的槽輪，移除與選出的槽輪相關(guān)聯(lián)的至少一個繩索，清潔該槽輪以將該槽輪恢復到期望的條件，將涂層沉積在已清潔的槽輪表面上，該涂層適于減小槽輪表面的磨損系數(shù)。該涂層在槽輪上提供了小于2. OX 10-1(lmm2N的磨損系數(shù)且更優(yōu)選為小于1.0X IO-1Vi2N的磨損系數(shù)。這導致了磨損系數(shù)減小為不帶有涂層的槽輪的磨損系數(shù)的大約20%到10% (也即超過80%到90%的減小)。有涂層的槽輪的厚度可調(diào)整為預定的水平，諸如用于槽輪的原始器材尺寸規(guī)格。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的具有牽引驅(qū)動器且在帶有機房的電梯通道中的升降機系統(tǒng)的透視圖。
圖2是牽引驅(qū)動器的截面?zhèn)纫晥D，示出了受拉構(gòu)件和槽輪。圖3是升降機系統(tǒng)中的驅(qū)動器的透視圖，示出了轉(zhuǎn)向器或輔助槽輪。圖4是升降機系統(tǒng)的透視圖，示出了其它槽輪的使用。
具體實施例方式如圖1所示，牽引升降機系統(tǒng)12包括轎廂14、配重16、牽引驅(qū)動器18，以及機器或馬達驅(qū)動單元20。牽引驅(qū)動器18包括使轎廂14和配重16互相連接的受拉構(gòu)件22，以及牽引槽輪M。所示的該系統(tǒng)為1 1繩索系統(tǒng)。本發(fā)明不依賴于特定的繩索系統(tǒng)，而是起作用來維修任何繩索系統(tǒng)(諸如21繩索系統(tǒng)及任何其它在其中使用了槽輪和繩索或其它受拉構(gòu)件的升降機系統(tǒng))中的槽輪表面。為了在電梯通道中實現(xiàn)期望的繩索布置，升降機系統(tǒng)可包括一個或更多偏轉(zhuǎn)器槽輪。繩索與偏轉(zhuǎn)器槽輪接合，但不像牽引槽輪，其不驅(qū)動繩索。圖3示出了起作用來使由驅(qū)動槽輪34驅(qū)動的受拉構(gòu)件32的路徑轉(zhuǎn)向的偏轉(zhuǎn)器槽輪37。升降機系統(tǒng)還可包括安全系統(tǒng)，如圖4中所見，以便保證轎廂44不超過預定限制。 該安全系統(tǒng)可包括超速調(diào)節(jié)器和安全設施。該超速調(diào)節(jié)器包括延伸了電梯通道的長度、附連到調(diào)節(jié)器槽輪45和張緊器47的調(diào)節(jié)器繩索46。如果轎廂的速度超過預定限制，由調(diào)節(jié)器槽輪45驅(qū)動的離心飛重組件將向外擺動，使開關(guān)跳閘，從而去除通到升降機機器的動力。如果轎廂的速度繼續(xù)增加，該飛重組件將更進一步向外擺動并操作調(diào)節(jié)器制動器。該調(diào)節(jié)器制動器將向調(diào)節(jié)器繩索46施加摩擦的拖曳力，從而促動與調(diào)節(jié)器繩索46聯(lián)系的一對安全楔48。附連到升降機轎廂44的該安全楔48作用在升降機導軌上。由于取決于槽輪打算用于的特定用途，該槽輪可以多種形狀和大小來利用。各自具有用于和至少一個繩索或升降機系統(tǒng)中的其它摩擦元件接合的預定形狀和大小。要明白任何在升降機系統(tǒng)中使用、用于與摩擦元件進行摩擦接合的槽輪都在本發(fā)明的范圍中。如圖1中所見，受拉構(gòu)件22與槽輪M接合，使得槽輪M的旋轉(zhuǎn)移動受拉構(gòu)件22， 以及因此移動轎廂14和配重16。機器20與槽輪M接合以旋轉(zhuǎn)槽輪對。盡管示出為有傳動裝置的機器20，要注意本構(gòu)型僅是為了說明性的目的，且本發(fā)明可與有傳動裝置的或無傳動裝置的機器以及與其它升降機系統(tǒng)一起使用。所全部需要的是存在槽輪和與該槽輪接合的摩擦元件。升降機系統(tǒng)12位于機房沈的下方且在電梯通道觀內(nèi)，示出了升降機在建筑內(nèi)的典型但非限制性的布置。圖2更詳細地示出了受拉構(gòu)件22和槽輪24。諸如槽輪M的槽輪傳統(tǒng)上由鑄鐵制造，并已在較小的系統(tǒng)中具有對摩擦損耗的足夠的磨損(和)抗性。示出的受拉構(gòu)件為單個繩索。其它受拉構(gòu)件由多個扭絞的繩股形成，其各自由金屬線制成。由于升降機系統(tǒng)包括多種繩索和與槽輪接觸的其它摩擦元件，還構(gòu)思了另外的其它受拉構(gòu)件。所全部必須的是受拉構(gòu)件與槽輪M摩擦地接合。應該注意槽輪M被示出為分開的部分，因為槽輪和繩索的最小直徑比例為40 1。槽輪M示出為帶有涂層27，該涂層已在受拉構(gòu)件22與槽輪M接合的區(qū)域中施加到槽輪上。涂層27顯示為比實際實踐中大，以說明其與槽輪M和受拉構(gòu)件22的關(guān)系。槽輪M在使層27施加到其上之前具有預定的寬度和直徑，且在涂覆之后，如圖2所示，寬度 W和直徑D在容差之內(nèi)，與預涂覆的槽輪的規(guī)格一樣。
槽輪的磨損系數(shù)實質(zhì)上是表面的磨損速率的度量。在對表面上的磨損的評定中， 測得的磨損量(V)mm3等于磨損系數(shù)(K)mm2/n乘上施加的負載(P)N(牛頓)乘上滑動距離 (D)mm.作為公式，其為V = K(PD)，其中V、K、P和D如以上所限定。涂層27可為任何減小槽輪M與受拉構(gòu)件22接觸的區(qū)域的磨損系數(shù)的涂層。40 級鑄鐵(其為用于構(gòu)造槽輪的傳統(tǒng)材料)具有大約為1.03X10_9mm2/N的磨損系數(shù)K。優(yōu)選的是磨損系數(shù)小于大約2. OX 10_1(lmm2/N，且更優(yōu)選的是磨損系數(shù)小于大約1. 0 X 10_1(lmm2/N。 其解釋為無涂層槽輪M的磨損系數(shù)的大約20%的磨損系數(shù)(也即磨損系數(shù)減小了 80% )。 優(yōu)選磨損系數(shù)減小為大約15%，且最優(yōu)選的是磨損系數(shù)從無涂層槽輪的磨損系數(shù)減小為大約10%。80%到90%范圍的減小已被發(fā)現(xiàn)顯著地提升了槽輪和繩索或其它與這樣的涂層接觸的摩擦元件的壽命。涂層厚度將取決于施加的涂層的類型、摩擦元件給予槽輪的力、槽輪和摩擦元件的大小以及其它因素而變化。很多種涂層可用于本發(fā)明。通過實例而非作為限制，實例包括純金屬粉末，包括鋁、鈷、銅、鐵、鎳、鉬以及鈦。金屬合金粉末包括從鋁、鈷、銅、鎳、鉬，硅以及鐵中選出的兩種或更多元素的合金。金屬碳化物粉末包括碳化鉻和碳化鎢。陶瓷氧化物粉末包括氧化鋁、 氧化鉻、氧化鈦以及氧化鋯。金屬線包括鋁、鈷、銅、鐵、鎳、鈦和從鋁、鈷、銅、鎳、鉬、硅和鐵中選出的兩種或更多元素的合金線，以及含有碳化鉻和碳化鎢的線。涂層從由具有鉻組分的鈷合金、鉬、鈷-磷以及鎳鎢合金組成的組中選出。一種示例性的鈷合金具有鈷鉻鎢合金6的商業(yè)名稱，并具有質(zhì)量百分數(shù)為大約27%鉻、4%鎢、3% 鐵和3%鎳，以及硅和碳的組分。鉬是純的而非合金。鈷-磷是帶有質(zhì)量百分數(shù)為 4%到6%的磷的鈷合金。鎳鎢合金具有質(zhì)量百分數(shù)為大約65%的鎳和35%的鎢。涂層可以多種方法施加。所全部必要的是將材料(不管是金屬或者合金還是其它材料)施加到預定的表面上以允許該材料硬化并結(jié)合到槽輪表面上。高速氧燃料噴涂、等離子噴涂、冷噴涂、弧線(arc-wire)、激光包覆以及電鍍方法都是優(yōu)選的。一旦施加了涂層， 其就可通過施加額外的熱量來熔融，或者該步驟可省略。當然用于施加涂層的最有效的方法需要能量源足夠便攜以帶入機房26中，使得槽輪M可在原地涂覆，而不需要將其從馬達 20移除或拆除。諸如火焰噴涂、冷噴涂、弧線以及等離子噴涂的熱噴涂工藝是優(yōu)選的。當是時候維修槽輪時，維修人員進入機房沈并將升降機轎廂14和配重16固定在原地，因此它們不會移動。繩索或受拉構(gòu)件22通過馬達驅(qū)動單元20的旋轉(zhuǎn)移除。牽引槽輪M的表面(在圖2中的涂層27下)有必要使用機械和化學的方法清潔，使得該表面平滑。還可合乎需要的是機加工槽輪M的表面使其平滑，因此確保了涂層27將具有要附連到的均勻的表面。如果正維修的槽輪為牽引槽輪，則本發(fā)明可在該機加工過程期間使用機器20來轉(zhuǎn)動該槽輪。如果正維修的槽輪在牽引槽輪中，則本發(fā)明可在該機加工過程期間使用機器20來轉(zhuǎn)動該槽輪。之后使用可帶入機房中的器材來施加期望的涂層。諸如火焰噴涂、弧線以及等離子的熱噴涂工藝可按比例縮小或修改以適應到機房中。還可使用冷噴涂。微等離子噴涂系統(tǒng)、冷噴涂系統(tǒng)、噴涂焊機以及刷鍍都已被發(fā)現(xiàn)用于適當?shù)卦O置大小以在機房中使用。在使用本文描述的任何方法來施加涂層時，通過使用馬達20來旋轉(zhuǎn)槽輪而最優(yōu)地實現(xiàn)了均勻的涂層厚度。涂層厚度可在從大約0. Imm到1. 25mm的范圍中，較薄的涂層在材料成本和加工成本上較不昂貴。更優(yōu)選的是大約0. 125mm到大約1. Omm的范圍，以及最優(yōu)選的是從大約 0. 15mm到大約0. 75mm。所全部必須的是具有足夠的厚度以給予抗磨損表面如上文所記錄的小于大約2. OX 10_1(lmm2N的磨損系數(shù)K(Him2N)。如圖2中所記錄的，存在指示了在槽輪M上帶有涂層27的槽輪的尺寸的直徑D 和寬度W。這些尺寸為新槽輪的實際指定尺寸。在許多情形中，槽輪磨損和尺寸由于其經(jīng)歷的磨損改變。最常見的是，直徑因為鑄鐵已通過來自繩索或其他摩擦元件的摩擦移除而減小。作為槽輪維修的部分，在施加涂層之前，表面將被清潔并進行平滑。在涂覆期間使用馬達20來轉(zhuǎn)動槽輪M而施加涂層之后，將對照規(guī)格檢查尺寸并在必要時對其調(diào)整。也可使用馬達20來轉(zhuǎn)動槽輪M而實現(xiàn)單點轉(zhuǎn)動，類似于車床加工過程。作為根據(jù)本發(fā)明的用于槽輪的涂層來評定多種材料。磨損系數(shù)Kmm2 = V mm3/(P NXD mm)通過測量當槽輪表面受到負載(牛頓(N))而經(jīng)過一定距離(毫米)時來自該槽輪表面的磨損碎片的體積V(立方毫米)來確定。在多種涂層上使用444牛頓的第一負載經(jīng)過8. 9mm的跨距在單日的測試中進行測試。在選出的涂層上進行了 222牛頓和666牛頓處的其它測試。下面在表1中給出的是一些測試的結(jié)果，示出了如上所述的磨損系數(shù)K(mm2n) 的顯著改進。表 權(quán)利要求
1.一種維修升降機系統(tǒng)中的槽輪的方法，所述方法包括將所述槽輪恢復到期望的條件；以及在所述槽輪的表面上沉積涂層以產(chǎn)生有涂層的槽輪，所述有涂層的槽輪具有達到小于大約2. OX IO-iciHim2N的磨損系數(shù)的槽輪表面磨損系數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述升降機系統(tǒng)包括與所述槽輪相關(guān)聯(lián)的至少一個摩擦構(gòu)件，且進一步包括移動與所述槽輪相關(guān)聯(lián)的所述至少一個摩擦構(gòu)件以允許接近所述表面的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述恢復步驟包括清潔或機加工所述槽輪。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述升降機系統(tǒng)包括機器，且所述機器用于在繩索的移動期間旋轉(zhuǎn)所述槽輪，沉積所述涂層以及如果必要則將所述有涂層的槽輪的厚度調(diào)整到預定值的另外的步驟。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述有涂層的槽輪的所述磨損系數(shù)小于 1. OXlO-1WNo
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述有涂層的槽輪的所述磨損系數(shù)為相同材料的不帶有涂層的槽輪的磨損系數(shù)的大約10%。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述涂層從由具有鉻組分的鈷合金、鉬、 鈷-磷以及鎳鎢合金組成的組中選出。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述涂層通過從高速氧燃料、等離子噴涂、 冷噴涂、弧線、激光包覆以及電鍍方法中選出的工藝施加到所述槽輪上。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述涂層在被施加之后被熔融。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述恢復步驟包括在沉積所述涂層之前將所述槽輪機加工為小于指定的尺寸，且其中所述涂層將所述槽輪恢復到所述指定的尺寸。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述涂層厚度通過由單點轉(zhuǎn)動來選擇性地移除所述涂層來調(diào)整。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述涂層厚度在從大約0.Imm到大約 1. 25mm的范圍中。
13.—種準備用于在具有至少一個摩擦元件和槽輪的組合的升降機系統(tǒng)中使用的槽輪設備的方法，包括有以下步驟通過移動所述至少一個摩擦元件使槽輪暴露；以及在所述槽輪上形成具有小于大約2. OX IO-ltWii2N的磨損系數(shù)的涂層，以不從所述升降機系統(tǒng)移除所述槽輪即產(chǎn)生有涂層的槽輪。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述槽輪位于具有轎廂、配重以及用以在沉積所述涂層期間旋轉(zhuǎn)所述槽輪的起重馬達的升降機系統(tǒng)中。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述馬達用于旋轉(zhuǎn)所述槽輪以將所述有涂層的槽輪的所述厚度調(diào)整到指定的尺寸，所述涂層的所述厚度在從大約0. Imm到大約 1. 25mm的范圍中。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述槽輪上的所述磨損系數(shù)小于大約 1. OXlO-1WNo
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述有涂層的槽輪上的所述磨損系數(shù)是不帶有涂層的槽輪的磨損系數(shù)的大約10%。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述涂層從由具有鉻組分的鈷合金、鉬、 鈷-磷以及鎳鎢合金組成的組中選出。
19.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述涂層通過從高速氧燃料、等離子噴涂、冷噴涂、弧線、激光包覆以及電鍍方法中選出的工藝施加到所述槽輪上。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述涂層在被施加之后被熔融。
全文摘要
一種用于維修升降機系統(tǒng)中的槽輪(24)的方法和系統(tǒng)具有這些步驟。移除與該槽輪相關(guān)聯(lián)的繩索(22)、清潔該槽輪，以及在已清潔的表面上沉積涂層(24)。該涂層適于將有涂層的槽輪的表面的磨損系數(shù)相對于不帶有涂層的槽輪減小大約80％到90％。調(diào)整有涂層的槽輪的厚度以產(chǎn)生指定的槽輪直徑。
文檔編號F16H55/50GK102256889SQ200880132553
公開日2011年11月23日 申請日期2008年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月23日
發(fā)明者A·T·納迪, G·S·維爾什, J·T·比爾斯, M·S·湯普森, W·R·施米德特 申請人:奧的斯電梯公司