一种卷扬机装配结构及其安装方法与流程

本发明涉及电梯领域，具体涉及一种卷扬机装配结构及其安装方法。

背景技术：

厢式电梯已广泛地运用在我们的生活中，方便人们在高层建筑中上下。现有的厢式电梯包括竖置的井道、设于井道内的导轨、可在井道内沿导轨升降的轿厢以及驱动轿厢升降的驱动机构，驱动机构包括带卷筒的卷扬机、钢丝绳以及滑轮组，卷筒包括与卷扬机配合的联动端以及向外延伸的外延端，钢丝绳一端固接缠绕在卷扬机的卷筒上，另一端固接在轿厢上，中部缠绕在滑轮组上，卷扬机通过卷筒收放钢丝绳实现轿厢升降。

现有的卷扬机通过安装座固接在井道底部，完成安装后，卷筒的轴线水平设置，其驱动端与外延端等高设置，卷扬机底部与安装座间夹设有减震垫组，这种结构存在以下缺陷：由于减震垫组是通过自身形变来起到减缓振动的作用，当轿厢内载荷较大时，轿厢的重力会通过钢丝绳传递至卷筒上，减震垫组因受到来自卷筒的作用力而发生形变，使得卷筒的外延端会因上翘而导致放绳角变大，导致缠绕在卷筒上的钢丝绳会沿卷筒周向侧壁滑动而发生脱离卷筒的情况，存在安全隐患。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种卷扬机装配结构及其安装方法，卷扬机以卷筒轴线倾斜方式安装在安装座上，使得卷筒预留受力后的摆动形变量，使得钢丝绳在受力时与绳槽间的夹角控制在较小范围内，提升安全性能。

本发明通过以下方式实现：一种卷扬机装配结构，包括安装座、设置在安装座上的卷扬机以及缠绕钢丝绳的卷筒，所述卷筒通过联动端连接在卷扬机侧部，以使卷扬机驱使卷筒转动，所述卷筒的轴线为倾斜设置，所述卷筒的外延端低于所述卷筒的联动端，所述卷扬机与安装座间设有减震垫组，所述卷筒的外周壁上设有呈螺旋状设置且供钢丝绳缠绕的绳槽，所述绳槽轴线与所述钢丝绳间的夹角形成放绳角γ，当钢丝绳受力驱使卷筒摆动时，减震垫组形变并使得γ≤1°。卷扬机以卷筒轴线倾斜方式安装在安装座上，且卷筒的外延端低于驱动端设置，当卷筒受力摆动并使得外延端向上翘起时，所述绳槽轴线与所述钢丝绳的轴线趋于互为平行，通过减小放绳角来有效防止钢丝绳沿卷筒外周壁进行轴向滑动的情况，进而防止钢丝绳发生与对应绳槽脱离的情况，确保钢丝绳平稳拖拽轿厢，保证电梯使用安全。当γ≤1°时，说明所述绳槽轴线与所述钢丝绳的轴线趋于互为平行。

作为优选，所述卷扬机底面设有连接耳，紧固件穿越连接耳、减震垫组以及安装座后与螺母螺接。紧固件通过与螺母螺接来竖向夹紧减震垫组，既确保卷扬机牢固安装在安装座上，还确保减震垫组能利用自身形变来减小卷扬机振动，进而确保卷扬机平稳运行。

作为优选，所述减震垫组包括设于安装座和螺母间的第一减震块以及设于安装座和连接耳间的第二减震块，所述第一减震块设于卷扬机底面靠近所述卷筒侧区域，所述第二减震块设于卷扬机底面远离所述卷筒侧区域。第一减震块和第二减震块能为卷扬机两侧提供均匀有效的限位支撑。此外，当卷筒受力且外延端上翘时，第一减震块和第二减震块均通过压缩吸收来自钢丝绳的载荷。

作为优选，所述第一减震块和第二减震块具有差异化高度，以使卷筒轴线倾斜设置。卷扬机安装完成后，卷筒的轴线呈倾斜状，且卷筒外延端低于驱动端设置。

一种卷扬机装配结构的安装方法，将卷扬机安装在安装座上，卷筒轴线与水平面间形成夹角α2，当钢丝绳受力时，卷筒轴线与水平面间夹角为α1，卷筒轴线在受力前后的与水平面间的角度差为△α，α2=α1+△α，卷筒的螺旋角为a，当a-1°≤α1≤a+1°时，卷筒摆动并使得γ≤1°。

首先，在安装时，卷扬机以卷筒轴线呈α2的角度安装在安装座上，卷扬机安装到位且钢丝绳不受力时，卷筒在不受力状态下其轴线与水平面间夹角为α2，当轿厢进行装载运输且钢丝绳受力时，卷筒外延端因受力而上翘，此时，卷筒在受力状态下其轴线与水平面间夹角为α1，卷筒在两个状态间切换时的摆动角度为△α，由此得到α2=α1+△α；其次，钢丝绳在受力时需要与绳槽轴线间具有较小的放绳角，由于绳槽具有螺旋角a，γ=α1-a，当卷筒受力且a-1°≤α1≤a+1°时，确保满足γ≤1°的要求，使得钢丝绳与绳槽间具有较好的防脱性，能有效确保轿厢运行安全，由此获得α1的取值范围；最后，参数α1和参数△α可以通过计算获得，进而计算获得参数α2，并以此为依据对卷扬机的安装姿态进行调整，确保卷扬机在使用时能有效减小参数γ，进而有效提升钢丝绳的防脱性能。

作为优选，α1=arctan（p/d），其中，参数p为卷筒螺距，参数d为卷筒直径。当α1=a时，γ=0°，钢丝横具有较好的防脱性能，且参数a的大小与卷筒螺距以及卷筒直径相关，由此得到参数的数据。

作为优选，△α=2*arctan｛f*cos[arctan（p/d）]*（2*l1+l2）/（2*k*l2²）｝，其中，参数f为钢丝绳承受的荷载，参数l1为钢丝绳与卷筒连接处和第一减震块间轴向距离，参数l2为第一减震块和第二减震块间距离，参数k为减震垫组的弹性系数。卷筒在受力前后的摆动角度与参数f、l1、l2以及k相关，并通过上述公式获得。

通过获得参数α1和△α的具体数值后，可以通过公式α2=α1+△α获得参数α2的数值，进而为安装卷扬机提供姿态调整依据。

作为优选，所述钢丝绳的额定载荷为b，0.5≤f/b≤1。轿厢在使用时不会频繁进行满负载运行，所以参数f优选为实际载荷的平均值，应该根据使用情况进行设定，确保轿厢在运行时，参数γ符合预设要求。

作为优选，所述卷筒外延端与第一减震块间轴向距离为l，0.5≤l1/l≤1。由于钢丝绳会呈螺旋状缠绕在绳槽内，当轿厢高度发生变化时，钢丝绳与卷筒连接处的位置也会发生变化，所以，参数l1为一个变化参数，当轿厢处于两个高度极端时获得两个参数l1，设定这两个极值的平均值为参数l1的竖置，确保轿厢在运行时，参数γ符合预设要求。

作为优选，0°≤△α≤5°，通过设定卷筒摆动幅度来调整限制减震垫组的位置以及弹性系数，确保轿厢运行安全。

作为优选，γ=0°，确保钢丝绳始终稳定地嵌置在绳槽内，确保轿厢运行安全。

本发明的突出有益效果：通过参数α1和△α来计算获得参数α2，并将卷扬机以卷筒轴线呈α2角度进行安装，卷筒在受力摆动后使得放绳角趋近于0，通过减小放绳角来有效防止钢丝绳沿卷筒外周壁进行轴向滑动的情况，进而防止钢丝绳发生与对应绳槽脱离的情况，确保钢丝绳平稳拖拽轿厢，保证电梯使用安全。

附图说明

图1为本发明剖视结构示意图；

图2为卷扬机受力结构示意图；

图3为卷筒轴线摆动结构示意图；

图中：1、安装座，2、卷扬机，3、卷筒，4、钢丝绳，5、绳槽，6、连接耳，7、第一减震块，8、第二减震块，9、钢丝绳处于非受力状态时的卷筒轴线，10、钢丝绳处于受力状态时的卷筒轴线。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明的实质性特点作进一步的说明。

如图1所示的一种卷扬机装配结构，由安装座1、设置在安装座1上的卷扬机2以及缠绕钢丝绳4的卷筒3组成，所述卷筒3通过联动端连接在卷扬机2侧部，以使卷扬机2驱使卷筒3转动，所述卷筒3的轴线为倾斜设置，所述卷筒3的外延端低于所述卷筒3的联动端，所述卷扬机2与安装座1间设有减震垫组，所述卷筒3的外周壁上设有呈螺旋状设置且供钢丝绳4缠绕的绳槽5，所述绳槽5轴线与所述钢丝绳4间的夹角形成放绳角γ，当钢丝绳4受力驱使卷筒3摆动时，减震垫组形变并使得γ≤1°。

在实际操作中，卷扬机2以卷筒3轴线倾斜方式固接在安装座1上，为卷扬机2因减震垫组受力形变而发生摆动提供预备转动量，使得卷扬机2在受力摆动后具有较小的放绳角，有效防止钢丝绳4脱离绳槽5，确保电梯运行安全。

在实际操作中，将卷扬机2安装在安装座1上，卷筒3轴线与水平面间形成夹角α2，当钢丝绳4受力时，卷筒3轴线与水平面间夹角为α1，卷筒3轴线在受力前后的与水平面间的角度差为△α，α2=α1+△α，卷筒3的螺旋角为a，当a-1°≤α1≤a+1°时，卷筒3摆动并使得γ≤1°。卷扬机2在接收来自钢丝绳4的荷载后发生摆动，摆动角度为△α，同时，卷扬机2需要在摆动后具有较小的放绳角，这就要求卷扬机2受力后具备的参数α1与卷筒3的螺旋角a相近，由此使得卷扬机2在安装时卷筒3轴线需要具备参数α2，使得卷扬机2在经历参数△α的摆动后趋近于螺旋角a，进而确保钢丝绳4的防脱性能。

在实际操作中，为了能计算出参数α2，本技术方案采用分别计算参数α1和△α的方式。

在实际操作中，α1=arctan（p/d），其中，参数p为卷筒3螺距，参数d为卷筒3直径。通过以下步骤获得参数α1：

第一步，通过对卷筒3直接测量来获得参数p和参数d，获得参数a=arctan（p/d）；第二步，由于γ=a-α1，获得α1=a-γ；第三步，将第一步中的公式带入第二步的公式，获得α1=a-γ=arctan（p/d）-γ；第四步，为了确保钢丝绳4的防脱性能，优选γ=0°，获得α1=arctan（p/d）。

在实际操作中，△α=2*arctan｛f*cos[arctan（p/d）]*（2*l1+l2）/（2*k*l2²）｝，其中，参数f为钢丝绳4承受的荷载，参数l1为钢丝绳4与卷筒3连接处和第一减震块7间轴向距离，参数l2为第一减震块7和第二减震块8间距离，参数k为减震垫组的弹性系数。

在实际操作中，通过以下步骤获得参数△α：

第一步，根据能量守恒原理，钢丝绳4受到的载荷会被传递至第一减震块7和第二减震块8上，将卷扬机2、卷筒3、安装座1以及减震垫组作为整体，此时，如图2所示，钢丝绳4与卷筒3连接处具有垂直于卷筒3轴线的作用力f1，第一减震块7处具有垂直于卷筒3轴线的作用力f2，第二减震块8处具有垂直于卷筒3轴线的作用力f3，且满足公式f1*（l1+l2）=f2*l2和f1*l1=f3*l2，进而获得f2=f1*（l1+l2）/l2和f3=f1*l1/l2；

第二步：假设第一减震垫的压缩量为x，且满足x=f2/k，将第一步中的f2带入获得x=f1*（l1+l2）/（k*l2），同时，假设第二减震垫的压缩量为y，且满足y=f3/k，将第一步中的f3带入获得y=f1*l1/（k*l2）；

第三步：如图3所示，假设卷筒3摆动中心与卷筒3外延端间距离为l3，卷筒3摆动中心与第一减震块7间的轴向距离为l4，且满足l2=l3+l4、x/y=l3/l4，通过合并简化获得l3=xl2/（x+y），由此获得tan（△α/2）=0.5*x/l3，既△α=2*arctan（x+y）/（2*l2），将第二步中的参数x和参数y带入获得△α=2*arctan[f1*（2l1+l2）/（2*k*l2²）]；

第四步：钢丝绳4受到的载荷为f，当钢丝绳4受力时，γ=a-α1且f1=f*cosα1，为了获得γ=0°的结果，将a=α1代入f1=f*cosα1获得f1=f*cosa，再将此公式代入第三步中公式获得△α=2*arctan｛f*cos[arctan（p/d）]*（2*l1+l2）/（2*k*l2²）｝。

通过分别计算参数α1和△α来获得α2，并获得：α2=arctan（p/d）+2*arctan｛f*cos[arctan（p/d）]*（2*l1+l2）/（2*k*l2²）｝，进而为安装卷扬机2提供安装姿态依据。

在实际操作中，所述卷扬机2底面设有连接耳6，紧固件自上而下依次穿越连接耳6、减震垫组以及安装座1后与螺母螺接，使得连接耳6和安装座1间能沿紧固件轴线进行轴向相对运动，既确保卷扬机2牢固连接在安装座1上，还能利用减震垫组起到减震作用。

在实际操作中，所述减震垫组包括设于安装座1和螺母间的第一减震块7以及设于安装座1和连接耳6间的第二减震块8，所述第一减震块7设于卷扬机2底面靠近所述卷筒3侧区域，所述第二减震块8设于卷扬机2底面远离所述卷筒3侧区域。具体地，所述减震垫组还包括与第一减震垫配合且设置在安装座1与连接耳6间的第一辅助垫以及与第二减震垫配合且设置在安装座1与螺母间的第二辅助垫。参数x代表第一减震块7和第一辅助垫的压缩量之和。参数y代表第二减震块8和第二辅助垫的压缩量之和。

在实际操作中，所述钢丝绳4的额定载荷为b，0.5≤f/b≤1。钢丝绳4处于未受力状态时，是指钢丝绳4一端没有与轿厢固接时。从使用的角度看，一方面，由于钢丝绳4在使用时会始终与轿厢固接，使得钢丝绳4在使用时始终受到作用力，另一方面，钢丝绳4因轿厢处于满载状态而达到额定载荷的时间较少，所以，参数f通常会根据实际使用状态而设定在合理的范围，确保电梯在运行时具有较大几率地获得较小的放绳角，进而确保电梯使用安全。具体地，当电梯为家用梯时，成员数量固定，使得参数f可以根据成员人数进行合理设定，例如成员人数为四人，则将参数f设定为轿厢重量以及两个成员重量的总合。

在实际操作中，所述卷筒3外延端与第一减震块7间轴向距离为l，0.5≤l1/l≤1。随着卷筒3收放钢丝绳4，钢丝绳4与卷筒3的连接点会沿卷筒3轴线方向移动，使得参数l1会形成一个变量。在确定参数l1的数值时，优选根据轿厢的升降幅度进行设定。具体地，首先，当轿厢处于运行最低点或者常用运行范围的最低点时，获得此时钢丝绳4与卷筒3连接处的第一位置；之后，当轿厢处于运行最高点或者常用运行范围的最高点时，获得此时钢丝绳4与卷筒3连接处的第二位置；最后，获取第一位置和第二位置间的中点，并以此中点与第一减震块7间轴向距离设定为参数l1的数值，确保电梯在运行时，放绳角能趋近于0°或者在0°正负区域往复。

在实际操作中，0°≤△α≤5°，通过对△α限定来限制参数l1、参数l2以及参数k的数值，进而确保卷筒在安全范围内摆动。

在实际操作中，所述第一减震块7和第二减震块8具有差异化高度，以使卷筒3轴线倾斜设置，使得卷扬机通过具有差异化高度的第一减震块7和第二减震块8实现卷筒轴线倾斜，还可以直接通过倾斜设置安装座的方式实现卷筒轴线倾斜，也应视为本发明的具体实施例。