一种曳引轮结构的制作方法

本实用新型涉及一种曳引轮结构，应用于电梯曳引轮领域。

背景技术：

曳引轮是电梯曳引机上的关键部件，曳引轮驱动电梯运行的曳引力是依靠曳引绳(带)与曳引轮绳槽(或曳引轮表面)之间摩擦力产生的，曳引轮绳槽和表面的形状、状态变化，将会直接关系到曳引力的大小和曳引绳(带)的寿命，其质量好坏直接影响曳引的安全性能和使用寿命。

由于曳引轮是承载电梯轿厢、载重量、对重等装置的全部动静载荷，是决定曳引驱动系统和整机功能的源头，因此对曳引轮要求具有强度大、韧性好、耐磨损、耐冲击和稳定摩擦等性能的材料和结构。然而，现行电梯用曳引轮采用金属铸件或金属构件通过表面处理形成，金属与曳引绳之间的摩擦系数是相对固定的，只有通过加工成型槽或改善曳引绳(带)的摩擦提高当量摩擦系数，或者通过增大曳引轮直径或钢丝绳直径(或曳引带宽度)来提高接触强度和曳引绳(带)寿命，从而满足曳引寿命要求，通过不同电梯轿厢、载重量、对重等配置满足曳引驱动能力。但通过槽型提高当量摩擦系数的寿命是有限的，还是未能获得较大摩擦系数，也不能从曳引驱动系统提高整机的安全性和寿命、降低系统成本等现实性问题。

另一方面由于曳引绳(带)张力不一致，容易造成绳槽(或曳引带的接触面)磨损不一致，出现不应有的严重不均匀磨损现象，从而改变了槽形，严重影响曳引绳(带)寿命和曳引力，给电梯带来较大安全风险。现有电梯实际运行中，曳引绳(带)的磨损很大，平均五年需要更换一次，这使得成本进一步加大。

因此，如何从本质上提高曳引轮槽表面的当量摩擦系数，以提高耐磨损性、强度和韧性等综合性能，减小钢丝和曳引轮直径，是电梯曳引轮领域亟需解决的问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述缺陷，本实用新型提出一种曳引轮结构，可显著提高曳引轮表面的当量摩擦系数，减小曳引轮绳(带)以及曳引轮的直径，减轻曳引系统的重量，实现电梯曳引系统和电梯整机的小型化设计。

为实现上述技术目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种曳引轮结构，包括具有外圆工作面的曳引轮连接体，所述曳引轮连接体由金属材料制成，还包括复合材料层，所述复合材料层设于所述曳引轮连接体的外圆工作面，且所述复合材料层形成曳引轮槽或曳引轮面。

进一步地，所述复合材料层为多层，且于最外层的所述复合材料层上形成所述的曳引轮槽或曳引轮面。多层复合材料层可以使得外圆工作面更容易满足加工需求，根据实际工况要求设计生产不同的曳引槽形状、尺寸和厚度，也可按照曳引轮当量摩擦系数的要求来选择复合材料的种类以及强度、硬度等物理机械性能。

进一步地，所述多层复合材料层中，每层复合材料层的种类相同或者不同。

进一步地，所述曳引轮槽为圆弧槽、V型槽或带缺口的半圆型槽、梯形槽中的一种。

进一步地，所述曳引轮连接体采用45号钢、40Cr、S700MC中的一种；

进一步地，所述复合材料层为非金属复合材料，所述非金属复合材料为芳纶纤维和碳化硅纤维、碳纤维、石墨纤维、硼纤维、增强树脂中的一种或多种的组合。

进一步地，所述复合材料层为金属基复合材料，所述金属基复合材料是以铝、镁、铜、钛、钢及其前述金属合金中的一种或多种的组合为基体，复合芳纶纤维、碳化硅纤维、碳纤维、石墨纤维、硼纤维、增强树脂中的一种或多种的组合而成。

进一步地，所述曳引轮槽由所述复合材料层压制成型。

进一步地，所述曳引轮面由所述复合材料层压制并经加工处理而成。

进一步地，所述曳引轮连接体具有轴孔，所述轴孔贯穿所述曳引轮连接体；所述轴孔具有花键槽。

本实用新型所述曳引轮结构，具有以下特点：

(1)增大曳引绳(带)与曳引轮表面的摩擦系数，实现不同摩擦材料之间更高的摩擦性能，生产过程中，可根据工况要求设计曳引轮槽或曳引轮面的形状、尺寸、厚度，以及选择不同的复合材料种类以及强度、硬度等物理机械性能，从而实现当量摩擦系数更高、更适合的曳引轮工作表面。

(2)通过曳引轮表面的复合材料设计，使曳引轮摩擦材料与耦合件之间耐磨损性高、摩擦稳定、抗冲击好、减振降噪、驱动平稳可靠。

(3)由于曳引轮表面的摩擦系数增大，曳引轮绳的直径以及曳引轮的直径均可以相应减小，实现曳引系统和电梯整机的小型化设计，减轻重量，减少运输、安装、维护等的综合成本。

附图说明

图1示出了本实用新型单层复合材料层的曳引轮结构的轴向视图。

图2示出了本实用新型单层复合材料层的曳引轮结构的横向视图。

图3示出了本实用新型单层复合材料层的曳引轮结构的P‐P截面图。

图4示出了本实用新型单层复合材料层的曳引轮结构的立体图。

图5示出了本实用新型双层复合材料层的曳引轮结构的轴向视图。

图6示出了本实用新型双层复合材料层的曳引轮结构的横向视图。

图7示出了本实用新型双层复合材料层的曳引轮结构的P‐P截面图。

图8示出了本实用新型双层复合材料层的曳引轮结构的立体图。

图中：11、21‐曳引轮连接体；12、22‐复合材料层；13、23‐曳引轮槽；14、24‐轴孔；15、25‐花键槽。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特性和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互结合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面的具体实施例的限制。

实施例一

如图1‐4所示，一种单层复合材料层的曳引轮结构包括：

曳引轮连接体11和复合材料层12，复合材料层12设于曳引轮体11的外圆工作面，在复合材料层12上形成曳引轮槽13；曳引轮连接体11具有轴孔14，轴孔14上设有花键槽15。

该复合材料层12为单层。曳引轮连接体11可由钢材料制成，复合材料层12可由碳纤维制成，也可由钢基体复合碳纤维经非化学处理方式制成。

实施例二

本实施例与实施例一的唯一不同之处在于：在复合材料层12上形成曳引轮面，该曳引轮面经复合材料层12压制再经热处理加工而成，该曳引轮面与曳引带配合工作，形成曳引系统。该曳引轮结构的其他描述参见上述实施例一，在此不再赘述。

实施例一和二所述的曳引轮结构，将现有的在曳引轮连接体上直接开设曳引槽或曳引面，改进为在曳引轮连接体上附加一层复合材料层，在该复合材料层上开设曳引槽或曳引面，这样可以减少生产成本，还可以选择设计复合材料的种类、强度、硬度等物理机械性能，同时还便于设计曳引槽的形状、厚度、尺寸等，由此可显著提高曳引轮槽或曳引面与曳引绳(带)的当量摩擦系数，从而提高曳引功能。

实施例三

如图5‐8所示，一种双层复合材料层的曳引轮结构包括：

曳引轮连接体21和复合材料层22，复合材料层22设于曳引轮连接体21的外圆工作表面，复合材料层22为双层，在复合材料层 22的外层复合材料层上形成有曳引轮槽23；曳引轮连接体21具有轴孔24，轴孔24上设有花键槽25。每层复合材料层的种类可相同也可不同，按照实际要求所定。曳引轮连接体21可由钢材料制成，双层复合材料层22可由碳纤维和芳纶纤维制成，也可由金属基复合材料和非金属复合材料制成，该金属基复合材料为钢基体复合碳纤维，非金属复合材料为芳纶纤维。

实施例四

本实施例与实施例三的唯一不同之处在于：在复合材料层22的外层复合材料层上形成曳引轮面，该曳引轮面经复合材料层22压制再经热处理加工而成，该曳引轮面与曳引带配合工作，形成曳引系统。该曳引轮结构的其他描述参见上述实施例三，在此不再赘述。

实施例三和四所述的曳引轮结构，通过改变不同复合材料层的种类、强度、硬度等物理机械性能，可以使得曳引轮结构更容易满足功能需求，同时，当复合材料层满足强度、硬度等一系列要求时，可相应减小曳引轮连接体的厚度，大大降低制造成本。

本实用新型所述曳引轮结构，与现有的曳引轮结构相比，可显著减轻曳引轮的重量，提高曳引轮槽或曳引轮面表面的摩擦系数，提高曳引轮槽或曳引轮面的可设计特性，实现曳引轮系统和电梯整机的小型化设计，对电梯的小型化开发和应用起到重要的启示作用。