Ремень подъемника (варианты) и подъемная система - RU2297965C2

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение в целом относится к несущим нагрузку элементам, используемым в подъемных системах. В частности, настоящее изобретение относится ременному устройству (далее - "ремень") подъемника (лифта), имеющему специальное расположение канавок.

Уровень техники

Подъемные системы, типа лифтов, обычно включают кабину и противовес, которые движутся внутри шахты подъемника, перевозя пассажиров или груз, например, на различные этажи внутри здания. Несущий нагрузку элемент, например, канат или ремень, обычно движется по блоку шкивов и несет вес кабины и противовеса. В подъемных системах применяются несущие нагрузку элементы различных типов.

Одной из разновидностей несущих нагрузку элементов является стальной ремень в оболочке. Обычная конфигурация включает множество стальных кордов (шнуров или жил), вытянутых вдоль всей длины ремня. Поверх кордов наносится оболочка (покрытие), образующая наружную часть ремня. В некоторых случаях, в процессе формования оболочки на поверхности оболочки остаются канавки по крайней мере на одной стороне ремня. Иногда в процессе формования возникают искажения и неоднородности расположения стальных кордов относительно наружной поверхности оболочки вдоль ремня.

Для примера, на фиг.7 проиллюстрированы оба этих явления. Можно видеть, что расстояние между наружной поверхностью оболочки 200 и кордами 210 меняется вдоль ремня. Как можно понять из этого примера, корды 210 расположены внутри оболочки так, как если бы они образовывали последовательность участков корда одинаковой длины в соответствии с интервалом между канавками. Для наглядности картины, в изображении на фиг.7 геометрические соотношения в расположении корда преувеличены относительно обычно существующих в реальности. Реальные отклонения или изменения в положении кордов относительно наружных поверхностей оболочки зачастую неразличимы глазом.

При обычной технологии нанесения оболочки и используемом способе поддержания кордов при нанесении оболочки не удается избежать подобных искажений в геометрии или конфигурации кордов относительно наружной поверхности оболочки по длине ремня.

При всей практической полезности такой конфигурации, она требует усовершенствования. Одна из проблем, связанных с подобными ремнями, состоит в том, что при движении ремня в подъемной системе, конфигурация канавок и положения корда в оболочке при их взаимодействии с другими компонентами системы, например, шкивами, способствует появлению нежелательного шума, вибрации или того и другого вместе. Например, при движении ремня с постоянной скоростью, соприкосновение канавок со шкивами с постоянной частотой создает раздражающий слышимый звук. Считается, что повторяющиеся изменения в положении корда относительно наружных поверхностей оболочки также способствуют возникновению этого шума.

Требуется создание альтернативной конструкции для сведения к минимуму, либо устранению вибраций или раздражающего звука при работе подъемной системы. Настоящее изобретение посвящено решению этой задачи.

Раскрытие изобретения

В общих чертах, настоящее изобретение представляет собой ременное устройство (ремень) для применения в подъемных системах. Ремень подъемника, предназначенный для несения нагрузки от кабины подъемника и размещения вокруг шкива приведения в движение кабины подъемника с по крайней мере частичным его охватом, содержит группу кордов, размещенных в основном параллельно продольной оси ремня. Поверх кордов расположена оболочка, имеющая группу канавок, конфигурация и расположение которых выбраны так, чтобы свести к минимуму возникновение раздражающего слышимого шума во время работы подъемника.

В одном из вариантов ремня, в соответствии с настоящим изобретением, на оболочке имеется группа канавок на по меньшей мере поверхности контакта со шкивом. Каждая канавка имеет группу частей, наклоненных под косым (непрямым) углом относительно оси ремня. Канавки разнесены друг от друга таким образом, что соседние канавки находятся по противоположные стороны относительно некоторой продольной координаты на ремне.

В одном из предпочтительных вариантов, соседние канавки находятся с противоположных сторон воображаемой линии, проходящей поперек оси ремня. При таком взаимном расположении канавок исключено любое наложение каких-либо частей канавок с соседними канавками. Сохранение такого взаимного расположения между канавками снижает энергию, порождающую шум, обусловленную столкновениями между канавками и шкивом, когда ремень обходит часть шкива при работе подъемной системы.

Продольное расположение канавок может быть таково, что интервалы между соседними канавками изменяются по длине ремня. Благодаря различным интервалам между соседними канавками, частота взаимодействия канавок с другими компонентами системы перестает быть постоянной, что являлось главной причиной наличия нежелательного шума или вибраций при работе подъемника.

В ремне, разработанном в соответствии с настоящим изобретением, могут задаваться интервалы между канавками, угловая ориентация сегментов канавок в соответствии с изобретением или комбинация того и другого.

Так, в альтернативном варианте осуществления изобретения ремень включает группу канавок на по меньшей мере одной поверхности оболочки. Каждая канавка имеет группу частей, размещенных под косым углом по отношению к продольной оси ремня. Каждая канавка имеет переходной участок между смежными частями. Каждая канавка имеет группу таких переходных участков, и каждый переходной участок имеет отличное от другого расположение вдоль ремня (расположенных на различных продольных координатах на ремне).

В одном из вариантов расположение переходных участков с различными продольными координатами достигаются посредством использования различных косых углов наклона для различных частей канавок. Расположение переходных участков в местах с различными продольными координатами вдоль ремня ослабляет вызывающие шум столкновения ремня со шкивами в подъемной системе.

В предпочтительных вариантах осуществления изобретения каждая канавка вытянута по всей ширине ремня, определяемой в направлении в основном перпендикулярном продольной оси ремня между противоположными боковыми краями на ремне.

Каждая часть каждой канавки может быть расположена относительно каждой части каждой соседней канавки с противоположной стороны от продольной координаты. Каждая часть каждой канавки может быть наклонена под одинаковым косым углом или имеется по меньшей мере первая часть канавки, наклоненная под первым косым углом, и по меньшей мере вторая часть, наклоненная под вторым косым углом. В другом варианте каждая канавка включает первую часть, проходящую в продольном направлении под первым косым углом, вторую часть, соседнюю с первой, проходящую в противоположном продольном направлении под первым косым углом, третью часть, соседнюю со второй частью, проходящую в противоположном продольном направлении от второй части под вторым косым углом, и четвертую часть, соседнюю с третьей частью, проходящую в противоположном продольном направлении от третьей части под вторым косым углом. По меньшей мере два переходных участка между соседними частями имеют положения с разными продольными координатами на ремне. Каждая канавка имеет криволинейный переходной участок между соседними частями.

В соответствии с изобретением предлагается также подъемная система, содержащая кабину, установленную с возможностью движения в заданном вертикальном направлении, по меньшей мере один шкив и группу ремней, расположенных с по крайней мере частичным охватом шкива и возможностью движения вокруг шкива по мере движения кабины в заданном направлении, причем каждый ремень имеет группу кордов, размещенных в основном параллельно продольной оси ремня, и оболочку, расположенную вокруг кордов и имеющую группу канавок на по меньшей мере одной поверхности оболочки. Каждая канавка имеет группу частей, расположенных под косым углом к оси ремня, и по меньшей мере один переходной участок между соседними частями, причем переходные участки на первом из ремней имеют другие продольные координаты, чем переходные участки на втором из ремней.

В предпочтительных вариантах осуществления изобретения части канавок на первом ремне и на втором ремне имеют различную величину указанного косого угла. Каждая канавка на первом ремне включает первую часть, проходящую в продольном направлении под первым косым углом, вторую часть, соседнюю с первой частью, проходящую в противоположном продольном направлении под первым косым углом, а каждая канавка на втором ремне включает третью часть, проходящую в противоположном продольном направлении от второй части под вторым косым углом, и четвертую часть, соседнюю с третьей частью, проходящую в противоположном продольном направлении от третьей части под вторым косым углом.

Различные особенности и преимущества этого изобретения будут очевидны для специалиста из приведенного подробного описания предпочтительных вариантов выполнения с прилагаемыми чертежами.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 схематически представлена часть приведенного в качестве примера устройства ремня, разработанного в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.2 показано сечение по линиям 2-2 на фиг.1.

На фиг.3 представлена двумерная схематическая иллюстрация расположения канавок для варианта выполнения на фиг.1, показывающая выбранные геометрические признаки.

На фиг.4 представлено увеличенное изображение выделенной части на фиг.1, которое схематически иллюстрирует конфигурацию сечения канавок, выбранного для примера.

На фиг.5 приведена схематическая иллюстрация альтернативного расположения канавок.

На фиг.6 схематически иллюстрируется способ изготовления ремня, конструкция которого соответствует варианту выполнения настоящего изобретения.

На фиг.7 схематически показана типичная для известных конструкций геометрия положения корда относительно наружных поверхностей на оболочке ремня.

Осуществление изобретения

На фиг.1 и 2 приведена схематическая иллюстрация ремня 20, разработанного для использования в подъемной системе. Несколько кордов 22 ориентированы приблизительно параллельно продольной оси ремня 20. В одном примере корды 22 выполнены из стренг (скруток) из стальной проволоки.

Оболочка или покрытие 24 закрывает корды 22. В предпочтительном варианте выполнения оболочка 24 содержит материал на полиуретановой основе. Такие материалы разных марок имеются на рынке и используются в известных конструкциях ремней подъемников. Используя настоящее описание, специалист без труда выберет подходящий материал для оболочки, в соответствии с требованиями конкретного применения.

Оболочка определяет внешнюю длину L, ширину W и толщину t ремня 20. В одном примере ширина W ремня составляет 60 мм, толщина t составляет 3 мм, а длина L определяется параметрами конкретной системы, где будет использоваться ремень. В том же самом примере корды 22 имеют диаметр 1,65 мм. В данном примере используется двадцать четыре корда. В предпочтительном варианте выполнения корды 24 проходят по всей длине L ремня.

Оболочка 24 имеет множество канавок (бороздок) 30, 32, 34, 36, 38, 40 и 42 с по крайней мере одной стороны оболочки 24. В приведенном в качестве иллюстрации примере канавки проходят поперек ремня по всей его ширине.

Канавки возникают в результате определенных операций, используемых при формовании ремня 20, многие из которых хорошо известны. Как хорошо видно на фиг.2, канавки проходят (углублены) между наружной поверхностью оболочки 24 и поверхностью кордов 22, обращенной к той же наружной поверхности оболочки.

Как показано на фиг.1 и 3, в данном варианте выполнения, использованном в качестве примера, имеются канавки, имеющих в основном W-образную форму. Каждая канавка включает несколько частей, которые наклонены под косым (непрямым) углом относительно продольной оси (осевой линии) 48 ремня. Если использовать для примера канавка 34, то первая часть 50 (канавки) проходит под косым углом А в первом продольном направлении. Вторая часть 52 проходит в противоположном продольном направлении с наклоном также под углом А. Третья часть 54 проходит в том же направлении, что и первая часть 50, но наклонена под вторым косым углом В. Четвертая часть 56 проходит в противоположном продольном направлении с наклоном под вторым углом В.

В одном из вариантов угол А составляет приблизительно 50°. В том же примере угол В составляет приблизительно 53,5°. Использование различных косых углов наклона для различных частей канавок обеспечивает возможность оптимального выбора мест переходного участка между направленными под наклоном частями.

Канавка 34 на фиг.3, например, имеет первый переходной участок 60, второй переходной участок 62 и третий переходной участок 64. В каждом переходном участке соединяются две наклоненные под косым углом части канавок. Поскольку первый косой угол А отличается от второго косого угла В, продольная координата переходного участка 60 отличается от продольной координаты переходного участка 64. Термин "продольная координата", используемый в настоящем описании, относится к положению на ремне вдоль его длины (т.е. в направлении, параллельном оси 48).

Например, расстояние между линией 70, которая проходит поперек оси 48 ремня через всю ширину ремня, и переходным участком 60 отличается от расстояния между линией 70 и переходным участком 64. В этом примере переходной участок 60 расположен ближе к линии 70, чем переходной участок 64, поскольку угол А меньше угла В. Линия 70 введена только для пояснений и не соответствует какой-либо реальной линии на ремне.

Размещение переходных участков в точках с различными продольными координатами существенно изменяет фазу двух половин канавок. Если переходные участки расположены не в фазе, то гасится энергия соприкосновения переходных участков со шкивами. Поэтому предложенная в изобретении конфигурация сокращает вибрацию и шум в подъемной системе.

Как показано в представленном примере, переходные участки представляют по существу пики, расположенные вдоль канавок. В данном примере каждый переходной участок имеет криволинейную форму. Благодаря криволинейности переходных участков между наклоненными под косыми углами частями канавок, расходящимися в противоположных направлениях, снижается вибрация и вызывающая шум энергия столкновения при соприкосновении канавок со шкивом в подъемной системе.

Как можно заметить на фиг.3, в приведенном примере части 50, 52, 54 и 56 сохраняют линейность по большей части своей длины. Линейные части ориентированы под заданным косым углом или углами, в зависимости от желаемой конфигурации канавок. Настоящее изобретение не ограничено только ремнем с канавками со строго прямолинейными частями. В приведенном в качестве примера конструкции ремня, где части по крайней мере отчасти криволинейны, желательно, чтобы касательные линии, соответствующие этим криволинейным частям, были направлены под заданными косыми углами к оси ремня.

В примере на фиг.3 расстояние 72 между соседними канавками (т.е. между канавками 32 и канавками 34, между канавками 34 и канавками 36 и между канавками 36 и канавками 38, соответственно) выбрано таким образом, что не образуется перекрытия ни с какими частями каких-либо соседних канавок. Если считать, что линия 70 отмечает продольную координату на ремне 20, то канавки 36 и 38 оказываются с противоположных сторон линии 70. Соответственно, отсутствует перекрытие между какой-либо частью канавок 36 и какой-либо частью канавок 38. Благодаря тому, что вся канавка 36 в продольном направлении разнесена со всеми канавками 38, снижается вибрация и вызывающая шум энергия столкновения при соприкосновении канавок со шкивом при работе подъемной системы.

В предпочтительном варианте выполнения интервал 72 между канавками предотвращает перекрытие соседних канавок по всей длине ремня. В некоторых случаях интервал 72 может сохраняться по всей длине ремня. В других примерах интервал 72 меняется от канавок к канавку заданным образом, как это будет описано ниже.

Кроме различий в продольных координатах мест расположения переходных участков и отсутствия какого-либо продольного перекрытия соседних канавок, ремень, выполненный в соответствии с настоящим изобретением, может отличаться и другими признаками, обеспечивающими снижение вибраций и шума. На фиг.4, например, показан пример конфигурации канавок, где на стыке канавок с наружной поверхностью оболочки 24 имеется скругленный край или галтель 74. Использование такого скругленного края 74 сокращает вибрацию и вызывающую шум энергию столкновения при соприкосновении канавок и поверхности шкива в подъемной системе. В данном примере галтели 74 имеют радиус кривизны в интервале от приблизительно 0,05 до 0,15 мм.

В примере, приведенном на фиг.4, боковые стенки 76 канавок 38 проходят от наружной поверхности оболочки 24 до дна 78 канавок, которое непосредственно прилегает к поверхности кордов 22. Пересечения между боковыми стенками 76 и дном 78 в данном примере включает скругленные поверхности, имеющие тот же радиус кривизны, что и края 74.

В одном из вариантов для краев 74 и переходных участков между боковыми стенками и дном 78 используется одинаковый радиус кривизны 0,1 мм. Конфигурация в одном из вариантов отличается тем, что боковые стенки 76 расположены под углом С друг к другу, составляющим приблизительно 30°. В используемом примере выполнения высота канавок составляет 0,7 мм, а ширина S канавок составляет 0,7 мм.

Конфигурация канавок в некоторых примерах выполнения определяется формой опоры для кордов, используемой в процессе изготовления ремня. Специалисты в данной области, ознакомившиеся с настоящим описанием, смогут осуществить выбор среди производимых материалов, используемых для изготовления оболочек ремней подъемников, и определить требования к технологическому оборудованию или иному оборудованию для формования канавок, для обеспечения требуемого профиля канавок в соответствии с конкретным применением.

На фиг.5 представлен другой, используемый в качестве примера, ремень 20, разработанный в соответствии с настоящим изобретением. В данном примере каждая канавка имеет только две части 80 и 82, расходящиеся в противоположных продольных направлениях, но под одинаковым косым углом А. Части 80 и 82 соединяются в единственной точке 84 переходного участка. В этом примере обе части 80 и 82 расходятся под одинаковыми углами А, а переходной участок 84 совмещен с центральной линией 85, которая совпадает с продольной осью ремня. Конечно, в рамках настоящего изобретения возможны и другие конфигурации.

В данном примере интервал 86 между соседними канавками выбран так, чтобы соседние канавки располагались по разные стороны относительно некоторой продольной координаты на ремне 20. Например, линия 88 отмечает продольную координату, определяющую положение поперек продольной оси 85 ремня. В примере выполнения такая линия может быть проведена между каждой группой соседних канавок, и между этими канавками не будет продольного перекрытия, поскольку каждая канавка будет располагаться с противоположной стороны этой линии. Расположение канавок таким образом, чтобы избежать их продольного перекрытия, снижает энергию, связанную со столкновениями при соприкосновении канавок с поверхностью шкива в подъемной системе.

Один из вариантов выполнения, например, показанный на фиг.5, используется для ремня шириной W, составляющей приблизительно 30 мм, в то время как ремень с конфигурацией, соответствующей показанной на фиг.3, имеет ширину приблизительно 60 мм. Выбор ширины ремня зависит, отчасти, от ожидаемых номинальных нагрузок подъемной системы, в которой будет использоваться ремень.

На фиг.6 схематически показан используемый в качестве примера способ изготовления ремней для подъемника, в соответствии с настоящим изобретением. Показанный в качестве примера выполнения на фиг.3 ремень 90 шириной 60 мм разрезается пополам вдоль продольной оси ремня на режущем станке 92. Получается два ремня 94 и 96, имеющие конфигурацию, показанную для примера на фиг.5. Такой подход к изготовлению ремней для подъемника позволяет использовать одно и то же технологическое оборудование для изготовления ремней, например, шириной 60 мм и шириной 30 мм.

Приведенная в качестве примера подъемная система, содержащая ремни, разработанные в соответствии с настоящим изобретением, использует несколько параллельно работающих ремней, одновременно двигающихся по шкивам. Несколько ремней в данном примере имеют участки канавок, наклоненные под косым углом, причем по крайней мере для двух ремней углы наклона различаются. Преимущество разных углов наклона состоит в том, что продольные координаты положения переходных участков на одном ремне отличается от их расположения на другом ремне. Использование такого продольного расположения позволяет сдвинуть фазу у по крайней мере двух ремней, имеющих разные косые углы наклона. Благодаря расфазировке переходных участков, энергия, связанная с соприкосновениями переходных участков со шкивами у одного ремня, эффективно компенсируется энергией, связанной с такими же соприкосновениями между шкивами и другим ремнем.

В одном примере у каждого ремня части канавок наклонены под иными косыми углами, нежели у других ремней. В другом примере у ремней используется одинаковый косой угол, однако ремни в системе расставлены друг относительно друга так, что переходные участки канавок у одного ремня имеют другие продольные координаты по сравнению переходными участками канавок у по крайней мере одного другого ремня.

К дополнительным средствам снижения вибрации и шума ремня, соответствующим некоторым примерам выполнения настоящего изобретения, относится разнесение канавок на различные расстояния с тем, чтобы между разными канавками были разные интервалы. Например, как показано на фиг.2, первый интервал 144 отделяет канавку 30 от соседней канавки 32. Отличающийся от него интервал 146 разделяет канавку 32 от соседней канавки 34. Аналогично, по крайней мере некоторые из интервалов 148, 150, 152 и 154 отличаются по величине.

Не обязательно, чтобы все показанные интервалы были разными, однако, желательно, чтобы по длине ремня было по крайней мере несколько отличающихся друг от друга интервалов. На практике вдоль всей длины ремня 20 обычно будет наблюдаться периодически повторяющаяся картина с изменяющимися интервалами. В зависимости от конкретных особенностей конструкции ремня и оборудования, используемого для формования и нанесения оболочки 24, рисунок с различными интервалами будет повторяться с разными промежутками. В предпочтительном варианте выполнения промежуток, с которым повторяется рисунок, должен быть настолько большим, насколько это позволяет технологическое оборудование. В одном из примеров выбирается рисунок с последовательностью разных интервалов, повторяющейся примерно каждые пятьдесят канавок или каждые два метра длины ремня. В пределах каждого двухметрового отрезка интервалы между соседними канавками задаются изменяющимися и непериодическими.

В одном примере выполнения интервалы между канавками выбираются равными 13,35, 12,7 и 11,8 мм. Такие интервалы желательно использовать в непериодической, неповторяющейся последовательности на участке ремня, включающем приблизительно пятьдесят канавок. В одном примере выполнения рисунок, определяемый технологическим оборудованием, используемым для изготовления ремня, повторяется после каждой 47-ой канавки. В другом примере выполнения используются интервалы 11, 2, 12,1 и 12,7 мм. Специалист в данной области, ознакомившись с настоящим описанием, сможет выбрать подходящие интервалы расположения канавок для достижения желаемого уровня плавности и шума, в соответствии с конкретными требованиями применения.

В одном из примеров для определения величины интервалов и рисунка используется моделирование. Воздействие канавок характеризуется сложным колебанием, аппроксимирующим энергию входного возмущения. Сложное колебание в данном примере определяется путем проведения измерений на работающем ремне и получения подходящей функции, описывающей поведение исследованного ремня. Эта входная функция используется для каждого корда (т.е. каждого сегмента ремня между соседними канавками). Суммирование этих функций производится с учетом относительных фаз кордов. Общая энергия представляет собой сумму всех вкладов от отдельных кордов. Таким образом, фазировка кордов (т.е. расстояний между канавками) определяет общую амплитуду. Для оценки общего относительного уровня энергии, создаваемой ремнем, используется анализ на основе быстрого преобразования Фурье.

Из-за изменения интервалов между соседними канавками шум, вызываемый соприкосновением ремня с другими компонентами подъемной системы во время ее работы, например, шкивами, распределен в более широком диапазоне частот. Таким образом удается избежать шума на постоянной частоте, чем устраняется вероятность возникновения слышимого раздражающего звука.

Кроме изменения интервала между канавками, в предложенном в изобретении устройстве имеется возможность изменять длину "сегментов" корда, что связано с некоторыми особенностями технологии изготовления (не обязательно включается в изобретение). В конструкции ремня, разработанной в соответствии с настоящим изобретением, могут использоваться последовательности сегментов корда, вдоль которых расстояние между кордом и наружными поверхностями оболочки изменяется. Концы таких "сегментов" корда совпадают с положением канавок. При изменении интервалов между канавками также изменяется длина сегментов и, в результате, изменяется закономерность в геометрии положения кордов относительно наружных поверхностей оболочки. В некоторых примерах использования изобретения длина сегментов корда изменяется вдоль длины ремня.

Поскольку сегменты корда, проходящие между соседними канавками, имеют различную длину, не существует периодического, повторяющегося расположения кордов относительно наружных поверхностей оболочки. Путем изменения длины сегментов корда (т.е. изменением интервалов между аналогичными искажениями в положении корда относительно наружных поверхностей оболочки) может быть снижена или вовсе устранена добавка к шуму или вибрации, обусловленная геометрией корда. Путем устранения периодичности в геометрии корда, настоящее изобретение обеспечивает существенное преимущество в сокращении вибрации и шума при работе подъемной системы.

Приведенное описание, по сути, является иллюстрацией и не ограничивает изобретения. Специалист в данной области может предложить изменения и модификации к раскрытым примерам, которые не обязательно будут отклоняться от сути настоящего изобретения. Объем правовой защиты настоящего изобретения следует определять только на основании следующей ниже формулы.

Реферат

Изобретения относятся к несущим нагрузку элементам - ремням, используемым в подъемных системах. Ремень подъемника включает группу кордов, которые находятся внутри оболочки. Оболочка имеет канавки, расположенные с интервалами вдоль длины ремня. Каждая канавка имеет группу частей, наклоненных под косым углом относительно продольной оси ремня. Согласно первому варианту выполнения, канавки разнесены с расположением соседних канавок с противоположных сторон относительно некоторой продольной координаты на ремне. Согласно второму варианту выполнения, переходные участки между наклоненными под косым углом частями расположены в точках с различными продольными координатами на ремне. Подъемная система состоит из кабины, шкива и группы ремней. Технический результат направлен на снижение шума и вибрации подъемной системы. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 7 ил.

Формула