CN102256889A - 电梯通道中的槽轮的表面重修 - Google Patents

Abstract

一种用于维修升降机系统中的槽轮(24)的方法和系统具有这些步骤。移除与该槽轮相关联的绳索(22)、清洁该槽轮，以及在已清洁的表面上沉积涂层(24)。该涂层适于将有涂层的槽轮的表面的磨损系数相对于不带有涂层的槽轮减小大约80％到90％。调整有涂层的槽轮的厚度以产生指定的槽轮直径。

Description

电梯通道中的槽轮的表面重修

背景技术

本发明涉及升降机系统，且更具体而言，涉及在使用期间受到磨损的升降机槽轮。

传统的牵引升降机系统典型地包括轿厢、配重、使轿厢和配重互相连接的两个或更多受拉构件(诸如圆形绳索)、用以移动该绳索的牵引槽轮，以及用以旋转该牵引槽轮的机器。该机器可为或者有传动装置的或者无传动装置的机器。有传动装置的机器允许使用更高速的马达，其更加紧凑且成本更低，但需要额外的保养和空间。

绳索(无论该绳索是用于轿厢和配重的还是用于超速调节器的)可由铺设的或扭绞的钢线形成，而槽轮(无论是驱动槽轮、偏转器槽轮还是调节器槽轮)可由铸铁形成。在槽轮的各侧上的有差别的拉力，或者由所施加的拉力导致的绳索变形，或者槽轮的未对齐，都可引起绳索和槽轮之间的相对运动。接触加上相对运动导致了槽轮和线绳索的磨损。此外，在超速调节器的情况中，槽轮可用于向绳索施加显著的拉力以促动升降机上的安全设施。该功能需要槽轮和绳索之间的受控的摩擦。

大型牵引槽轮通常由铸铁制成且有时可在使用中表现出过量的磨损。槽轮与绳索组合而工作，其在各种升降机系统(诸如在其中通过由起重马达驱动的起重绳索来支承升降机轿厢的那些)中提升和降低升降机轿厢。升降机系统还可在起重绳索的相对端处使用配重。具有配重的升降机系统的一个实例在共同拥有的美国专利No.3610342中描述。

传统的钢绳索和铸铁槽轮已被证明是十分可靠且效能成本合算的。这些布置的一个限制是在绳索和槽轮之间的牵引力。尽管绳索可替换，铸铁槽轮难以保养。一种修理方法为在电梯通道中机加工槽轮，但是由于电梯通道空间的限制，其具有有限的效果。通常需要完全更换槽轮，其昂贵且导致了不希望的停机时间。在一些情况中，完全更换槽轮可能需要拆除建筑以及针对升降机的可观的停机时间。

如果使用更大的槽轮来获得更长的寿命或适应额外的绳索或钢绳索更厚的截面，则需要来自机器的更多的扭矩来驱动升降机系统，从而增加了升降机系统的大小和成本。

发明内容

本发明提供了维修升降机系统中的槽轮的方法。

该方法包括选出待维修的槽轮，移除与选出的槽轮相关联的至少一个绳索，清洁该槽轮以将该槽轮恢复到期望的条件，将涂层沉积在已清洁的槽轮表面上，该涂层适于减小槽轮表面的磨损系数。该涂层在槽轮上提供了小于2.0×10^-10mm²N的磨损系数且更优选为小于1.0×10^-10mm²N的磨损系数。这导致了磨损系数减小为不带有涂层的槽轮的磨损系数的大约20％到10％(也即超过80％到90％的减小)。有涂层的槽轮的厚度可调整为预定的水平，诸如用于槽轮的原始器材尺寸规格。

附图说明

图1是根据本发明的具有牵引驱动器且在带有机房的电梯通道中的升降机系统的透视图。

图2是牵引驱动器的截面侧视图，示出了受拉构件和槽轮。

图3是升降机系统中的驱动器的透视图，示出了转向器或辅助槽轮。

图4是升降机系统的透视图，示出了其它槽轮的使用。

具体实施方式

如图1所示，牵引升降机系统12包括轿厢14、配重16、牵引驱动器18，以及机器或马达驱动单元20。牵引驱动器18包括使轿厢14和配重16互相连接的受拉构件22，以及牵引槽轮24。所示的该系统为1∶1绳索系统。本发明不依赖于特定的绳索系统，而是起作用来维修任何绳索系统(诸如2∶1绳索系统及任何其它在其中使用了槽轮和绳索或其它受拉构件的升降机系统)中的槽轮表面。

为了在电梯通道中实现期望的绳索布置，升降机系统可包括一个或更多偏转器槽轮。绳索与偏转器槽轮接合，但不像牵引槽轮，其不驱动绳索。图3示出了起作用来使由驱动槽轮34驱动的受拉构件32的路径转向的偏转器槽轮37。

升降机系统还可包括安全系统，如图4中所见，以便保证轿厢44不超过预定限制。该安全系统可包括超速调节器和安全设施。该超速调节器包括延伸了电梯通道的长度、附连到调节器槽轮45和张紧器47的调节器绳索46。如果轿厢的速度超过预定限制，由调节器槽轮45驱动的离心飞重组件将向外摆动，使开关跳闸，从而去除通到升降机机器的动力。如果轿厢的速度继续增加，该飞重组件将更进一步向外摆动并操作调节器制动器。该调节器制动器将向调节器绳索46施加摩擦的拖曳力，从而促动与调节器绳索46联系的一对安全楔48。附连到升降机轿厢44的该安全楔48作用在升降机导轨上。

由于取决于槽轮打算用于的特定用途，该槽轮可以多种形状和大小来利用。各自具有用于和至少一个绳索或升降机系统中的其它摩擦元件接合的预定形状和大小。要明白任何在升降机系统中使用、用于与摩擦元件进行摩擦接合的槽轮都在本发明的范围中。

如图1中所见，受拉构件22与槽轮24接合，使得槽轮24的旋转移动受拉构件22，以及因此移动轿厢14和配重16。机器20与槽轮24接合以旋转槽轮24。尽管示出为有传动装置的机器20，要注意本构型仅是为了说明性的目的，且本发明可与有传动装置的或无传动装置的机器以及与其它升降机系统一起使用。所全部需要的是存在槽轮和与该槽轮接合的摩擦元件。升降机系统12位于机房26的下方且在电梯通道28内，示出了升降机在建筑内的典型但非限制性的布置。

图2更详细地示出了受拉构件22和槽轮24。诸如槽轮24的槽轮传统上由铸铁制造，并已在较小的系统中具有对摩擦损耗的足够的磨损(和)抗性。示出的受拉构件为单个绳索。其它受拉构件由多个扭绞的绳股形成，其各自由金属线制成。由于升降机系统包括多种绳索和与槽轮接触的其它摩擦元件，还构思了另外的其它受拉构件。所全部必须的是受拉构件与槽轮24摩擦地接合。应该注意槽轮24被示出为分开的部分，因为槽轮和绳索的最小直径比例为40∶1。

槽轮24示出为带有涂层27，该涂层已在受拉构件22与槽轮24接合的区域中施加到槽轮上。涂层27显示为比实际实践中大，以说明其与槽轮24和受拉构件22的关系。槽轮24在使层27施加到其上之前具有预定的宽度和直径，且在涂覆之后，如图2所示，宽度W和直径D在容差之内，与预涂覆的槽轮的规格一样。

槽轮的磨损系数实质上是表面的磨损速率的度量。在对表面上的磨损的评定中，测得的磨损量(V)mm³等于磨损系数(K)mm²/n乘上施加的负载(P)N(牛顿)乘上滑动距离(D)mm。作为公式，其为V＝K(PD)，其中V、K、P和D如以上所限定。

涂层27可为任何减小槽轮24与受拉构件22接触的区域的磨损系数的涂层。40级铸铁(其为用于构造槽轮的传统材料)具有大约为1.03×10^-9mm²/N的磨损系数K。优选的是磨损系数小于大约2.0×10^-10mm²/N，且更优选的是磨损系数小于大约1.0×10^-10mm²/N。其解释为无涂层槽轮24的磨损系数的大约20％的磨损系数(也即磨损系数减小了80％)。优选磨损系数减小为大约15％，且最优选的是磨损系数从无涂层槽轮的磨损系数减小为大约10％。80％到90％范围的减小已被发现显著地提升了槽轮和绳索或其它与这样的涂层接触的摩擦元件的寿命。涂层厚度将取决于施加的涂层的类型、摩擦元件给予槽轮的力、槽轮和摩擦元件的大小以及其它因素而变化。

很多种涂层可用于本发明。通过实例而非作为限制，实例包括纯金属粉末，包括铝、钴、铜、铁、镍、钼以及钛。金属合金粉末包括从铝、钴、铜、镍、钼，硅以及铁中选出的两种或更多元素的合金。金属碳化物粉末包括碳化铬和碳化钨。陶瓷氧化物粉末包括氧化铝、氧化铬、氧化钛以及氧化锆。金属线包括铝、钴、铜、铁、镍、钛和从铝、钴、铜、镍、钼、硅和铁中选出的两种或更多元素的合金线，以及含有碳化铬和碳化钨的线。

涂层从由具有铬组分的钴合金、钼、钴-磷以及镍钨合金组成的组中选出。一种示例性的钴合金具有钴铬钨合金6的商业名称，并具有质量百分数为大约27％铬、4％钨、3％铁和3％镍，以及1％硅和1％碳的组分。钼是纯的而非合金。钴-磷是带有质量百分数为4％到6％的磷的钴合金。镍钨合金具有质量百分数为大约65％的镍和35％的钨。

涂层可以多种方法施加。所全部必要的是将材料(不管是金属或者合金还是其它材料)施加到预定的表面上以允许该材料硬化并结合到槽轮表面上。高速氧燃料喷涂、等离子喷涂、冷喷涂、弧线(arc-wire)、激光包覆以及电镀方法都是优选的。一旦施加了涂层，其就可通过施加额外的热量来熔融，或者该步骤可省略。当然用于施加涂层的最有效的方法需要能量源足够便携以带入机房26中，使得槽轮24可在原地涂覆，而不需要将其从马达20移除或拆除。诸如火焰喷涂、冷喷涂、弧线以及等离子喷涂的热喷涂工艺是优选的。

当是时候维修槽轮时，维修人员进入机房26并将升降机轿厢14和配重16固定在原地，因此它们不会移动。绳索或受拉构件22通过马达驱动单元20的旋转移除。牵引槽轮24的表面(在图2中的涂层27下)有必要使用机械和化学的方法清洁，使得该表面平滑。还可合乎需要的是机加工槽轮24的表面使其平滑，因此确保了涂层27将具有要附连到的均匀的表面。如果正维修的槽轮为牵引槽轮，则本发明可在该机加工过程期间使用机器20来转动该槽轮。如果正维修的槽轮在牵引槽轮中，则本发明可在该机加工过程期间使用机器20来转动该槽轮。

之后使用可带入机房中的器材来施加期望的涂层。诸如火焰喷涂、弧线以及等离子的热喷涂工艺可按比例缩小或修改以适应到机房中。还可使用冷喷涂。微等离子喷涂系统、冷喷涂系统、喷涂焊机以及刷镀都已被发现用于适当地设置大小以在机房中使用。在使用本文描述的任何方法来施加涂层时，通过使用马达20来旋转槽轮而最优地实现了均匀的涂层厚度。

涂层厚度可在从大约0.1mm到1.25mm的范围中，较薄的涂层在材料成本和加工成本上较不昂贵。更优选的是大约0.125mm到大约1.0mm的范围，以及最优选的是从大约0.15mm到大约0.75mm。所全部必须的是具有足够的厚度以给予抗磨损表面如上文所记录的小于大约2.0×10^-10mm²N的磨损系数K(mm²N)。

如图2中所记录的，存在指示了在槽轮24上带有涂层27的槽轮的尺寸的直径D和宽度W。这些尺寸为新槽轮的实际指定尺寸。在许多情形中，槽轮磨损和尺寸由于其经历的磨损改变。最常见的是，直径因为铸铁已通过来自绳索或其他摩擦元件的摩擦移除而减小。作为槽轮维修的部分，在施加涂层之前，表面将被清洁并进行平滑。在涂覆期间使用马达20来转动槽轮24而施加涂层之后，将对照规格检查尺寸并在必要时对其调整。也可使用马达20来转动槽轮24而实现单点转动，类似于车床加工过程。

作为根据本发明的用于槽轮的涂层来评定多种材料。磨损系数Kmm²＝V mm³/(P N×D mm)通过测量当槽轮表面受到负载(牛顿(N))而经过一定距离(毫米)时来自该槽轮表面的磨损碎片的体积V(立方毫米)来确定。在多种涂层上使用444牛顿的第一负载经过8.9mm的跨距在单日的测试中进行测试。在选出的涂层上进行了222牛顿和666牛顿处的其它测试。下面在表1中给出的是一些测试的结果，示出了如上所述的磨损系数K(mm²n)的显著改进。

表1

如可从表1中的数据看到的那样，测试的四个涂层显著地减小了槽轮的磨损系数且与在无涂层的槽轮上使用的同样的绳索相比还导致了改进的绳索磨损。在一些情形中，槽轮磨损系数改进为对照物磨损系数的小于18.2％到低达6.25％的值。和对照物相比，绳索磨损系数的改进在从磨损系数的41.7％到9.7％的范围中。

尽管已参照优选的实施例来描述本发明，本领域技术人员将认识到可不脱离本发明的精神和范围即在形式上和细节上作出变化。

Claims (20)

1.一种维修升降机系统中的槽轮的方法，所述方法包括：

将所述槽轮恢复到期望的条件；以及

在所述槽轮的表面上沉积涂层以产生有涂层的槽轮，所述有涂层的槽轮具有达到小于大约2.0×10^-10mm²N的磨损系数的槽轮表面磨损系数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述升降机系统包括与所述槽轮相关联的至少一个摩擦构件，且进一步包括移动与所述槽轮相关联的所述至少一个摩擦构件以允许接近所述表面的步骤。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述恢复步骤包括清洁或机加工所述槽轮。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述升降机系统包括机器，且所述机器用于在绳索的移动期间旋转所述槽轮，沉积所述涂层以及如果必要则将所述有涂层的槽轮的厚度调整到预定值的另外的步骤。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有涂层的槽轮的所述磨损系数小于1.0×10^-10mm²N。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述有涂层的槽轮的所述磨损系数为相同材料的不带有涂层的槽轮的磨损系数的大约10％。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述涂层从由具有铬组分的钴合金、钼、钴-磷以及镍钨合金组成的组中选出。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述涂层通过从高速氧燃料、等离子喷涂、冷喷涂、弧线、激光包覆以及电镀方法中选出的工艺施加到所述槽轮上。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述涂层在被施加之后被熔融。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述恢复步骤包括在沉积所述涂层之前将所述槽轮机加工为小于指定的尺寸，且其中所述涂层将所述槽轮恢复到所述指定的尺寸。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述涂层厚度通过由单点转动来选择性地移除所述涂层来调整。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述涂层厚度在从大约0.1mm到大约1.25mm的范围中。

13.一种准备用于在具有至少一个摩擦元件和槽轮的组合的升降机系统中使用的槽轮设备的方法，包括有以下步骤：

通过移动所述至少一个摩擦元件使槽轮暴露；以及

在所述槽轮上形成具有小于大约2.0×10^-10mm²N的磨损系数的涂层，以不从所述升降机系统移除所述槽轮即产生有涂层的槽轮。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述槽轮位于具有轿厢、配重以及用以在沉积所述涂层期间旋转所述槽轮的起重马达的升降机系统中。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述马达用于旋转所述槽轮以将所述有涂层的槽轮的所述厚度调整到指定的尺寸，所述涂层的所述厚度在从大约0.1mm到大约1.25mm的范围中。

16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述槽轮上的所述磨损系数小于大约1.0×10^-10mm²N。

17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述有涂层的槽轮上的所述磨损系数是不带有涂层的槽轮的磨损系数的大约10％。

18.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述涂层从由具有铬组分的钴合金、钼、钴-磷以及镍钨合金组成的组中选出。

19.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述涂层通过从高速氧燃料、等离子喷涂、冷喷涂、弧线、激光包覆以及电镀方法中选出的工艺施加到所述槽轮上。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述涂层在被施加之后被熔融。

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