НЕСУЩИЙ ЭЛЕМЕНТ (ВАРИАНТЫ) И ЛИФТ
BEARING ELEMENT (VERSION) AND ELEVATOR

Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение в основном относится к ремню, несущему кабину лифта.
Уровень техники
Лифт имеет кабину, которая поднимается и опускается посредством электродвигателя. Обычно для компенсации веса кабины с целью снижения нагрузки на электродвигатель применяется противовес. Ремень соединяет кабину с противовесом и опирается на шкив, который приводится во вращение электродвигателем. Обычно ремень для кабины лифта состоит из ременных тросов, которые воспринимают вес лифта. Эти ременные тросы обладают высокой неэластичностью и находятся внутри ременной оболочки, которая выполнена с возможностью сцепления со шкивом.
В данной области техники известно, что применение выпуклой части на шкиве способствует смещению траектории ремня к центру шкива, даже при небольших неточностях установки ремня. Хотя выпуклая часть может способствовать повышению точности траектории ремня, она может ухудшить его характеристики. В частности, из-за формы выпуклой части давление в сопряжении шкива и ремня распределяется неравномерно. В верхней части выпуклой части имеется большой пик давления, приводящий к снижению срока службы оболочки ремня и тросов ремня.
Кроме того, из-за неэластичности тросов ремня эти тросы стремятся перемещаться с одинаковой скоростью. Скорость на поверхности шкива прямо пропорциональна расстоянию между центральной осью шкива и его поверхностью. Следовательно, наиболее удаленная точка шкива перемещается с более высокой скоростью по окружности, чем остальная поверхность шкива. Поскольку все тросы шкива перемещаются с одинаковой скоростью, а скорость на поверхности шкива является различной из-за наличия выпуклой части, имеются участки, на которых поверхность ремня и соответствующая поверхность шкива имеют разные скорости. В результате имеет место локальное скольжение поверхности ремня относительно поверхности шкива, приводящее к износу ремня.
В связи с этим существует необходимость в разработке ремня, профиль которого адаптирован к форме выпуклой части шкива.
Раскрытие изобретения
Ремень, несущий кабину лифта, имеет работающие на растяжение элементы, которые воспринимают вес кабины и противовеса. Работающие на растяжение элементы расположены по длине. Группа работающих на растяжение элементов покрыта наружной оболочкой. Оболочка имеет первую поверхность и вторую поверхность. Первая поверхность обеспечивает сцепление со шкивом. Вторая поверхность может контактировать с паразитными шкивами при обратном изгибании. Работающие на растяжение элементы расположены между первой поверхностью и второй поверхностью. Первая поверхность и вторая поверхность определяют поперечное сечение вдоль длины работающих на растяжение элементов. Сечение имеет первый концевой участок, средний участок и второй концевой участок. Средний участок может иметь первое расстояние между первой поверхностью и второй поверхностью, которое меньше, чем расстояние между первой поверхностью и второй поверхностью первого концевого участка и второго концевого участка.
В одном из вариантов описан несущий элемент, поддерживающий кабину лифта, включающий группу элементов, работающих на растяжение, воспринимающих вес кабины и противовеса лифта, расположенных вдоль длины, наружную оболочку, по меньшей мере, частично покрывающую группу элементов и характеризующуюся первой поверхностью, выполненной с возможностью сцепления со шкивом, и второй поверхностью, между которыми расположена указанная группа элементов, формирующими поперечное сечение вдоль указанной длины, имеющее первый и второй крайние участки и средний участок с первым расстоянием между первой и второй поверхностями, которое меньше второго расстояния между указанными поверхностями по меньшей мере одного из первого или второго крайнего участков, причем один элемент из группы элементов на указанном среднем участке расположен ближе к первой поверхности, чем другой из группы элементов на одном из первого или второго крайнего участка. Первое расстояние может быть меньше второго расстояния первого и второго крайнего участков. Первая поверхность может быть выполнена в виде первой дуги. Кроме того, первая дуга может иметь первый радиус, равный по меньшей мере второму радиусу выпуклой части шкива до установки оболочки на шкив. Первый радиус может быть больше второго радиуса. Вторая поверхность также может быть выполнена в виде второй дуги. Причем первая дуга может иметь другую форму в сравнении с формой второй дуги. Первая поверхность может характеризоваться первой формой, соответствующей второй форме выпуклой части шкива до установки указанной наружной оболочки на шкив. Первая форма может характеризовать расположение группы элементов на приблизительно равных расстояниях в поперечном сечении от оси вращения шкива при расположении наружной оболочки на выпуклой части шкива.
В другом варианте несущий элемент, поддерживающий кабину лифта, может включать группу элементов, работающих на растяжение, воспринимающих вес кабины и противовеса лифта, расположенных вдоль длины, наружную оболочку, по меньшей мере, частично покрывающую группу элементов, характеризующуюся первой поверхностью, выполненной с возможностью сцепления со шкивом, и второй поверхностью, между которыми расположена указанная группа элементов, формирующими поперечное сечение вдоль указанной длины, форма которого характеризует расположение группы элементов в поперечном сечении на приблизительно равных расстояниях от оси вращения шкива при расположении наружной оболочки на выпуклой части шкива, причем первая поверхность выполнена в виде первой дуги, вторая поверхность выполнена в форме второй дуги, первая и вторая дуги являются вогнутыми, а, по меньшей мере, один из элементов группы элементов полностью расположен между указанными дугами. Первая дуга может иметь первый радиус, равный по меньшей мере второму радиусу выпуклой части шкива. Первый радиус может быть больше второго радиуса. Вторая дуга может иметь третий радиус, равный по меньшей мере четвертому радиусу выпуклой части другого шкива.
Изобретение описывает также лифт, который может включать кабину лифта, имеющую вес, противовес, по меньшей мере, частично компенсирующий вес кабины, по меньшей мере, один шкив для перемещения кабины лифта, по меньшей мере, один из которых имеет выпуклую часть, группу элементов, работающих на растяжение, воспринимающих вес кабины и противовеса, расположенных вдоль длины и по дуге, расположенной полностью над указанной выпуклой частью, наружную оболочку, покрывающую группу элементов и характеризующуюся первой поверхностью, выполненной с возможностью сцепления со шкивом, и второй поверхностью, между которыми расположена указанная группа элементов, формирующими поперечное сечение вдоль указанной длины, имеющее первый и второй крайние участки и средний участок с первым расстоянием между первой и второй поверхностями, которое меньше второго расстояния между указанными поверхностями одного из первого или второго крайнего участков. Первая поверхность может быть выполнена в виде первой дуги. Кроме того, первая дуга может иметь первый радиус, равный по меньшей мере второму радиусу выпуклой части шкива. Первая дуга может быть вогнутой. Вторая поверхность может быть выполнена в виде второй дуги с возможностью контакта с другим шкивом. Первая и вторая дуги могут быть вогнутыми.
Различные признаки и преимущества данного изобретения очевидны для специалистов в данной области техники из нижеследующего подробного описания. Чертежи, прилагаемые к подробному описанию, могут быть кратко описаны следующим образом.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - схематический вид лифта, на котором показана кабина лифта, противовес, шкивы и несущий элемент;
Фиг.2 - вид спереди шкива, показанного на Фиг.1.
Фиг.3 - разрез несущего элемента, показанного на Фиг.1.
Фиг.4 - разрез несущего элемента, показанного на Фиг.3 над шкивом, показанным на Фиг.2.
Фиг.5 - график увеличения скорости скольжения относительно положения плоского ремня известного уровня техники.
Фиг.6 - распределение контактного давления по ширине плоского ремня известного уровня техники.
Фиг.7 - распределение контактного давления по ширине плоского ремня в сравнении с распределением ремня изобретения.
Фиг.8 - сечение ремня известного уровня техники.
Фиг.9 - вид ремня известного уровня техники, показанного на Фиг.8, над выпуклой частью шкива.
Фиг.10 - вид спереди другого шкива, показанного на Фиг.1.
Фиг.11 - вариант формы выпуклой части шкива.
Фиг.12 - вариант выпуклой части шкива.
Фиг.13 - ремень другой новой конструкции.
Осуществление изобретения
На Фиг.1 показан схематический вид лифта 8 с канатной тягой. Лифт включает в себя лифтовую кабину 10, имеющую вес 14, противовес 18, электродвигатель 30 и первый шкив 22, а также тяговый шкив. Лифтовая кабина 10 подвешена на несущем элементе 34. Работающие на растяжение элементы 38 проходят по длине L несущего элемента 34, например ремня. Несущий элемент 34 приводится первым шкивом 22, электродвигателем 30 и проходит вокруг вторых шкивов 26. Кроме того, несущий элемент 34 связывает вес и противовес 18 лифтовой кабины 10, имеющей вес 14, чтобы, по меньшей мере, скомпенсировать вес 14 лифтовой кабины 10.
1
2
3
1
2
3
2
На Фиг.2 показан вид спереди первого шкива 22, тягового шкива, который выполнен с возможностью вращения вокруг оси A под действием электродвигателя 30. При данной конкретной конструкции шкива первый шкив 22 имеет множество контактных поверхностей 23, 24 и 25, которые являются выпуклыми и выполнены с возможностью зацепления посредством трения трех отдельных несущих элементов 34. Как показано на фигуре, каждая контактная поверхность 23, 24, 25 имеет выпуклую часть С, С, С соответственно. Каждая выпуклая часть C, С, С имеет радиус R.
пост
Ранее несущий элемент обычно выполнялся плоским, как показано в сечении на Фиг.8. На этой фигуре показан продольный разрез плоского ремня 84. Плоский ремень 84 имеет первый концевой участок 70, средний участок 78 и второй концевой участок 74 вдоль сечения 68. По длине плоского ремня 84 имеется группа работающих на растяжение элементов 38, таких как стальные тросы, расположенных между первой поверхностью 72 и второй поверхностью 76 наружной оболочки 80. Расстояние W между первой поверхностью 72 и второй поверхностью 76 является постоянным.
1
Первая поверхность 72 воспринимает тяговое усилие от первого шкива 22. За счет дугообразной формы выпуклой части шкива, влияния коэффициента Пуассона и нагрузки форма плоского ремня 84 изменяется после размещения на первом шкиве 22, как показано на Фиг.9. На ней показан плоский ремень 84, размещенный на первом шкиве 22, имеющем выпуклую часть C. Как показано на фигуре, форма плоского ремня 84 изменилась с плоской на дугообразную.
ремня
t
q
q
t
ремня
q
t
ремня
t
Как показано на Фиг.9, за счет неэластичности работающих на растяжение элементов 38 при эксплуатации во время вращения первого шкива 22 работающие на растяжение элементы 38 перемещаются примерно с одинаковой скоростью V. Например, предположим, что первый шкив 22 вращается вокруг оси A с угловой скоростью θ. Точка T поверхности 73 выпуклой части находится на расстоянии N от оси A, а точка Q поверхности 73 выпуклой части находится расстоянии M от оси A, которое больше, чем расстояние N. Следовательно, скорость точки T поверхности 73 выпуклой части составляет V=N×θ, а скорость точки Q поверхности 73 выпуклой части составляет V=M×θ. Поскольку M больше, чем N, скорость V точки Q поверхности 73 выпуклой части больше, чем скорость V точки T поверхности 73 выпуклой части. Плоский ремень 84 стремится перемещаться вместе с первым шкивом 22 в точке Q, поскольку давление в ней больше. Однако, как показано на Фиг.5, плоский ремень 84 проскальзывает у краев, поскольку V=V, большей V. Скорость скольжения в точке T примерно равно V-V.
Скорость износа является функцией давления, умноженного на скорость скольжения, и достигает наибольшего значения около внешних краев, где имеется большое скольжение и умеренное давление. Следовательно, возникает неравномерный износ, при котором у краев величина износа больше, чем в середине плоского ремня 84. Эти различия также приводят к тому, что работающие на растяжение элементы 38 изменяют длину из-за разных величин напряжения, что также приводит к неравномерному износу поверхности плоского ремня 84. Кроме того, как показано на Фиг.6, при любой нагрузке на ремень нагрузка на плоский ремень 84 в середине ремня имеет тенденцию к увеличению по сравнению с краем сечения ремня. В результате происходит неравномерный износ плоского ремня 84.
На Фиг.3 показан вариант заявленного несущего элемента. Несущий элемент 34 показан в разрезе 52, поперечном по отношению к длине L несущего элемента 34, показанного на Фиг.1. Несущий элемент 34 имеет наружную оболочку 42, имеющую первую поверхность 46 и вторую поверхность 48, которая покрывает или, по меньшей мере, частично покрывает элементы 38, расположенные между первой поверхностью 46 и второй поверхностью 48. Элементы 38 могут, например, представлять собой стальные тросы. Каждый элемент 38 проходит на длину L несущего элемента 34 и также показан в разрезе на Фиг.3. Несущий элемент 34 имеет сечение 52, определяемое первой поверхностью 46 и второй поверхностью 48. Сечение 52 имеет первый крайний участок 56, средний участок 60 и второй крайний участок 64.
1
1
Обычно форма несущего элемента 34 соответствует выпуклой части C, и работающие на растяжение элементы 38 расположены между первой поверхностью 46 и второй поверхностью 48 для обеспечения их прохождения вдоль линии, параллельной оси A после установки и приложения нагрузки на первом шкиве 22. Соответственно на Фиг.3 первая поверхность 46 образует первую дугу 47, а вторая поверхность 48 образует вторую дугу 49. Обе дуги являются вогнутыми. Первая поверхность 46 предназначена для сцепления с первым шкивом 22 и обычно соответствует дугообразной форме выпуклой части, такой как выпуклая часть C первого шкива 22.
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
Как показано на Фиг.4, несущий элемент 34 имеет первую дугу 47, имеющую первый радиус R. Первый шкив 22, тяговый шкив, имеет выпуклую часть со вторым радиусом R. Первый радиус R, по меньшей мере, равен R, хотя R может быть и больше, чем R. Средний участок 60 имеет первое расстояние W, а первый крайний участок 56 и второй крайний участок 64 имеет второе расстояние W. Первое расстояние W меньше, чем второе расстояние W.
Благодаря такой конструкции, при помещении несущего элемента 34 выше первого шкива 22, группа работающих на растяжение элементов 38 стремиться линейно растянуться в сечении 52 вдоль оси A первого шкива 22. Все работающие на растяжение элементы 38 находятся на расстоянии X от оси A, в том числе и в точках T и Q. Кроме того, когда первый шкив 22 поворачивает несущий элемент 34, группа работающих на растяжение элементов 38 поворачивается на одинаковом расстоянии X от оси A, так что все работающие на растяжение элементы 38 имеют одинаковую скорость, в результате происходит уменьшение скольжения в сечении 52 несущего элемента 34. Кроме того, работающие на растяжение элементы 38 сохраняют одинаковую длину. За счет сохранения одинаковой длины деформации и соответствующие напряжения работающих на растяжение элементов 38 имеют равные величины. Также уменьшается скольжение и обеспечивается более равномерное распределение давления по несущему элементу 34, что приводит к снижению износа. Соответственно наружная оболочка 42 имеет форму, при которой она заполняет пространство между натяжными элементами 38 и первым шкивом 22 так, что они поворачиваются на одинаковом расстоянии X от оси A, когда несущий элемент 34 находится на первом шкиве 22, и на него устанавливаются вес 14 и противовес 18.
1
2
2
1
1
2
Кроме того, как показано на Фиг.7, контактное давление распределено по несущему элементу 34 более равномерно. Например, когда первый радиус R равен второму радиусу R, т.е. радиус первой поверхности 46 равен радиусу R первого шкива 22, достигается относительно плоское распределение давления по выпуклой части первого шкива 22, такому как выпуклая часть C. Кроме того, когда первый радиус R больше, чем R, распределение давления также является относительно плоским в сравнении с распределением сил по плоскому ремню.
1
2
3
1
4
На Фиг.10 показан вид спереди второго шкива 26. Как и первый шкив 22, второй шкив 26 имеет контактные поверхности 23, 24 и 25. Одна поверхность, такая как контактная поверхность 23, контактирует с несущим элементом 34 вдоль второй поверхности 48. Каждая контактная поверхность 23, 24 и 25 имеет поверхности выпуклых частей C, С и С. Выпуклая часть C имеет радиус R, например, относительно оси A.
1
3
4
1
Как показано на Фиг.3, вторая поверхность 48 предназначена для контакта со вторым шкивом 26 для изгиба несущего элемента 34 в обратную сторону и в основном соответствует дугообразной форме выпуклой части, такой как выпуклая часть C второго шкива 26. Вторая поверхность 48 образует вогнутую дугу, вторую дугу 49, имеющую третий радиус R, который, по меньшей мере, равен, либо больше, чем радиус R выпуклой части C шкива 26. Таким образом возможно снижение износа при контакте со вторым шкивом 26 аналогично снижению износа при контакте с первым шкивом 22.
1
2
3
4
5
1
2
3
Кроме того, хотя выпуклые части С, С и С второго шкива 26 показаны идентичными выпуклым частям первого шкива 22, они могут отличаться от них. Второй шкив 26 может иметь выпуклую часть С в форме параболической дуги, как показано на Фиг.12, или выпуклую часть С, имеющую прямолинейные уклоны 107 с дугообразной вершиной 109, как показано на Фиг.11, а первый шкив 22 может иметь выпуклые части C, С и С.
1
4
Также, например, как показано на Фиг.13, несущий элемент 100 имеет первую поверхность 46, имеющую форму 104, соответствующую выпуклой части C, первого шкива 22, и вторую поверхность 48, имеющую форму 105, соответствующую параболической дуге выпуклой части С. Обе формы 104 и 105, следовательно, гарантируют, что поворот работающих на растяжение элементов 38 происходит на одинаковом расстоянии от оси вращения Н каждого соответствующего шкива. Форма 104 обеспечивает данный эквидистантный поворот работающих на растяжение элементов 38 относительно первого шкива 22, а форма 105 обеспечивает эквидистантный поворот работающих на растяжение элементов 38 относительно второго шкива 26.
Вышеприведенное описание имеет иллюстративный, а не ограничивающий характер. Для специалистов в данной области техники не составит труда произвести изменения и модификации описанных примеров, не изменяющие сущности изобретения. Объем испрашиваемой защиты данного изобретения определяется только нижеследующими пунктами формулы изобретения.