一种复合材料电梯梯级的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于载人机具领域，具体地说涉及一种复合材料电梯梯级。
【背景技术】
[0002]目前电梯梯级主要有两种材料制造，一种材料是铝合金，其梯级分为整体压铸式和分体式。整体式坚固耐用，重量较轻，但材料、设备及模具费用较高，其制作耗能特别大。另一种材料是不锈钢，其梯级坚固性中等，制作复杂，不利于生产。总而言之，金属电梯梯级重量大，在电梯运转过程中维持自身运动耗能也较大，使得运营成本增加。另外，金属电梯梯级在运转过程也存在噪音大的缺点。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供了一种复合材料电梯梯级，通过利用复合材料制作电梯梯级，以解决先前技术的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明公开了一种复合材料电梯梯级，其包括:踏面；踢板，其中踏面与踢板相连且成一预定角度；支撑踏面与踢板的骨架；以及位于骨架两侧的滚轮；其中，骨架，踏面与踢板由碳纤维复合材料所制成，其包含:纤维长度为1mm至90mm的增强纤维；以及热塑性树脂，其中，在由式(I)和(2)所定义的表示粘弹性特征的tan δ ’中，在基质树脂的熔点的-20°C至+20°C的范围内，所述tanS ’的平均值满足式(3):
[0005]tan δ = G “/G， (I)
[0006]tan δ ’ = VfXtan δ /(100-Vf) (2)
[0007]0.02 彡 tan δ ’ 彡 0.10 (3)
[0008]其中G’表示碳纤维复合材料的储能模量(Pa)，
[0009]G”表示碳纤维复合材料的损耗模量(Pa)，并且
[0010]Vf表示碳纤维复合材料中所述增强纤维的体积分数(％ )。
[0011]根据本发明的一实施方式，其中在上述碳纤维复合材料中的增强纤维中，其单丝弯曲刚度在1.2X10 11?2.6X10 11 (Pa.m4)的范围内。
[0012]根据本发明的一实施方式，其中上述增强纤维是选自碳纤维、芳纶纤维和玻璃纤维的至少一种。
[0013]根据本发明的一实施方式，其中上述热塑性树脂是选自聚酰胺12树脂和聚丙烯树脂的至少一种。
[0014]根据本发明的一实施方式，其中上述以200重量份的所述增强纤维计，热塑性树脂的含量为50重量份至2000重量份。
[0015]与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果:
[0016]I)通过利用碳纤维复合材料，可克服金属电梯梯级由于重量大，维持自身运动耗能过大的缺点。
[0017]2)通过利用碳纤维复合材料，代替传统型金属梯级，结构简单，强度高，噪音低，而且安全性高。
【附图说明】
[0018]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0019]图1是本发明实施例的梯级示意图；
[0020]图2是本发明一实施例的在碳纤维复合材料中tanδ ’的测量结果。
[0021]图3是本发明另一实施例的在碳纤维复合材料中tanδ ’的测量结果。
[0022]附图标记说明:
[0023]踏面10，踢版20，骨架30，滚轮40。
【具体实施方式】
[0024]以下将配合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
[0025]请参考图1，图1为本发明一实施方式的梯级示意图。如图所示，复合材料电梯梯级包括踏面10;踢板20，其中踏面10与踢板20相连且成一预定角度Θ ;支撑所述踏面10与踢板20的骨架30 ；以及位于骨架30两侧的滚轮40。梯级是自动扶梯中最重要的部件，各个电梯厂家的产品各有差异，但是形状基本相同，在本发明一实施方式中，预定角度Θ优选80度至100度。本发明将梯级骨架30，踏面10及踢板20全部由碳纤维复合材料替代。
[0026]本发明的纤维增强复合材料由平均纤维长度为1mm至90mm的增强纤维和热塑性树脂构成，其中在复合材料的变形特征中弹性分量显著占优。
[0027]本发明的碳纤维复合材料的特征在于，在由下式(I)和(2)所定义的显示粘弹性特征的tan δ ’中，在基质树脂熔点的-20 °C至基质树脂熔点的
[0028]+20 0C的范围内tan δ ’的平均值满足式(3)。
[0029]tan δ =G，，/G’ (I)
[0030]tan δ ’ = VfXtan δ / (100-Vf) (2)
[0031]0.02 彡 tan δ ’ 彡 0.10 (3)
[0032]其中G’表示碳纤维复合材料的储能模量(Pa)，G”表示碳纤维复合材料的损耗模量(Pa)，Vf表示碳纤维复合材料中增强纤维的体积分数(％ )。
[0033]在这里，“在复合材料的变形特征中弹性分量显著占优”表示在复合材料的热变形中，以复合材料中包含的增强纤维的体积分数计，G”/G’的无量纲的值不超过0.1，其中G”表示决定材料的流动特征的粘性分量、即复合材料的损耗模量，G’表示决定材料的保形特征的分量、即复合材料的储能模量。
[0034]当tanδ ’小于0.02时，纤维增强复合材料的储能模量G’与损耗模量G”相比相对更高，并且材料变成其中增强纤维和基质树脂在加热时从不流动的刚性材料。因此，在压缩成型步骤中的加热时，材料在模具中的随形性受损，因此难以获得预定的产品形状。同时，当tan δ ’是大于0.1的值时，储能模量G’相对于损耗模量G”的效应相对降低，并且材料允许增强纤维和基质树脂在加热时容易流动。因此，产生增强纤维的明显的单向取向。当tan δ ’的值在0.02至0.1的范围内时，可以通过使材料在能够确保产品尺寸符合复合材料产品的最终形状的范围内轻微流动，来确保复杂三维形状的随形性。
[0035]图2和图3示出了在本发明的增强纤维的实例中，表示粘弹性特征的tanδ ’的测量值，其中所述碳纤维复合材料包括作为基质的聚酰胺以及作