电梯制动部件及制动装置的制作方法

本发明涉及电梯领域，具体涉及一种电梯制动部件。本发明还涉及一种电梯制动装置。

背景技术：

紧急制动装置在电梯正常运行时处于非制动状态，而在发生意外时处于制动状态，从非制动状态到制动状态的过程制动件一般需要经过相应的运动(移动、旋转或者平面运动)，这一运动过程往往需要制动件与导轨之间摩擦力的驱动。目前的紧急制动装置有旋转式制动装置和移动式制动装置。cn106458511a公开了一种移动式制动装置。但是由于在极端不利的情况下，紧急制动装置所产生的制动力必须可以大于轿厢的自重以产生制动减速度，因此摩擦件制动面是在高压力之下和导轨发生高速摩擦，为了应对这种工况，摩擦件制动面的材料必须具有较好的机械性能和耐高温的特点，如球铁、铜基合金、c/c复合材料、陶瓷等，而这些材料与导轨的摩擦系数一般均较小，可能导致制动件无法运动到位，从而使得紧急制动装置失去制动能力。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种电梯制动部件，能够既保证制动装置制动到位，又保持制动部件原有的性能。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电梯制动部件，包括：过渡制动面，其在电梯正常运行状态到制动状态过程中与导轨接触并致使电梯从正常运行状态过渡至制动状态；最终制动面，其在电梯制动状态下与导轨相接触以使电梯制动；所述过渡制动面的摩擦系数大于所述最终制动面的摩擦系数。

优选地，所述过渡制动面所使用材料的摩擦系数大于所述最终制动面所使用材料的摩擦系数。

优选地，所述过渡制动面所使用材料为橡胶。

优选地，所述过渡制动面所使用材料为聚氨酯。

优选地，所述最终制动面所使用材料为球铁、铜基合金、碳碳复合材料或陶瓷。

优选地，所述过渡制动面使用预设纹路的表面。

本发明还公开了一种电梯制动装置，包括：支撑框架，固定设置在电梯轿厢上；制动组件，其设置在所述支撑框架内并能相对于该支撑框架水平移动；所述制动组件包括摩擦组件，所述摩擦组件设置于电梯导轨的一侧并能够相对于所述制动组件水平移动；驱动组件，其驱动所述摩擦组件和可旋转制动件靠近或离开电梯导轨；所述电梯制动部件为可旋转制动件，其设置在所述支撑框架内，所述可旋转制动件包括至少三个设在其表面的制动位置；所述可旋转制动件设置在相对于所述电梯导轨的另一侧，所述可旋转制动件的制动位置能够与所述摩擦组件共同夹紧所述电梯导轨以使电梯制动。

优选地，所述制动位置包括第一制动位置、第二制动位置以及第三制动位置，所述第一制动位置与所述摩擦组件夹紧电梯导轨以使电梯处于第一制动状态，所述第二制动位置与所述摩擦组件夹紧电梯导轨以使电梯处于第二制动状态，所述第三制动位置与所述摩擦组件夹紧电梯导轨以使电梯处于第三制动状态；电梯处于所述第一制动状态时所述过渡制动面与电梯导轨相接触，电梯处于第二和/或第三制动状态时所述最终制动面与电梯导轨相接触。

优选地，所述可旋转制动件具有旋转中心，所述摩擦系数μ满足以下条件：

其中，s为可旋转制动件和导轨之间的正压力与所述旋转中心之间的距离，d为可旋转制动件和导轨之间的摩擦力与旋转中心之间的距离。

本发明还公开了一种电梯制动装置，所述电梯制动部件包括：制动构件，与电梯轿厢相连接并具有用以摩擦接合电梯导轨的最终制动面，所述制动构件可在制动位置与非制动位置之间移动；所述制动构件还包括导向面，所述导向面引导所述制动构件在制动位置与非制动位置之间移动；制动构件致动机构，所述制动构件所述制动构件致动机构与制动构件相连接并用以将所述制动构件从非制动位置致动到制动位置，所述制动构件制动机构包括过渡制动面；

优选地，所述摩擦系数μ满足以下条件：

μ＞tgα，其中，α为所述导向面与竖直方向的夹角。

附图说明

图1是电梯系统的结构示意图。

图2是本发明实施例一的电梯制动装置示意图。

图3是本发明实施例一的电梯制动装置中制动组件示意图。

图4是本发明实施例一的电梯制动装置中摩擦组件示意图。

图5是本发明实施例一的电梯制动装置中电梯制动部件示意图。

图6是本发明实施例一的电梯制动装置中限位挡块示意图。

图7是本发明实施例一的电梯制动装置正常工作状态示意图。

图8是本发明实施例一的电梯制动装置处于第一制动状态时的示意图。

图9是本发明实施例一的电梯制动装置处于第二制动状态时的示意图。

图10是本发明实施例一的电梯制动部件的示意图。

图11是本发明实施例一的电梯制动部件的受力分析图。

图12是本发明实施例一的电梯制动部件的技术方案一的示意图。

图13-14是本发明实施例一的电梯制动部件的技术方案二的示意图。

图15是本发明实施例二的电梯制动装置示意图。

图16是本发明实施例二的电梯制动部件示意图。

图17是本发明实施例二的电梯制动部件受力分析图。

附图标记说明

实施例一

1轿厢10电梯

1a上部导向件1b下部导向件

2导轨3制动装置

10电梯20运行通道

30制动组件31制动轮

31a旋转中心31b第一制动面

31c第二制动面31d第三制动面

31e第四制动面31f第五制动面

31g止动部r0第一制动面的旋转半径

r1第三制动面的旋转半径r2第五制动面的旋转半径

32支撑框架32a上部阻挡件

32b下部阻挡件32c上部导向件

32d下部导向件32e后部阻挡件

35制动轮轴37复位弹簧

38复位弹簧挡板39限位挡块

47安装座47a安装座导向槽

48第一弹性件48a-48b弹性件导向槽

50摩擦组件51支撑件

52第二弹性件53导向件

56摩擦件63第三弹性件

70作动器

实施例二

100制动构件组件12制动构件致动机构

14导轨16安装结构

18制动构件200最终制动面

22渐缩壁300最终制动面

64狭槽68外部部件

具体实施方式

实施例一

本发明中具有制动装置的电梯10，如图1所示，包括轿厢1、制动装置3，在轿厢1的运行通道20内固定设置有t型的导轨2，轿厢1活动设置于导轨2内且能够沿着导轨2上下运行。轿厢1的上部和下部分别设置有导向件1a和1b，轿厢制动装置3设置在轿厢1上。

图2为制动装置示意图。制动装置3包括支撑框架32，上部阻挡件32a、下部阻挡件32b、上部导向件32c、下部导向件32d和后部阻挡件32e固定地设置在支撑框架32上，制动组件30活动地设置在支撑框架32上，上部导向件32c与安装座导向槽47a和弹性件导向槽48a配合，下部导向件32d与弹性件导向槽48b配合，因此制动组件30可相对于支撑框架32水平移动。在制动组件30和支撑框架32之间设置有第三弹性件63。

图3为制动组件30示意图。制动组件30包含有安装座47，第一弹性件48固定地安装在安装座47上，摩擦组件50固定地安装在第一弹性件48上。制动轮轴35旋转地安装在安装座47上，制动轮31固定地安装在制动轮轴35上，复位弹簧37安装在制动轮轴35上，复位弹簧挡板38固定地安装在安装座47上，复位弹簧37的两端卡在复位弹簧挡板38中，当制动轮31发生偏离平衡位置的旋转时，复位弹簧37产生复位力，该复位力驱动制动轮31具有向平衡位置转动的趋势。制动组件30还包括限位挡块39和作动器70。

图4所示为摩擦组件50示意图，导向件53可相对于支撑件51水平移动，导向件53向靠近支撑件51移动的位移受限于支撑件51的阻挡。导向件53和支撑件51之间设置有第二弹性件52，第二弹性件52具有推动导向件53向远离支撑件51运动的趋势。摩擦件56固定地设置在导向件53上。如图7所示，作动器70一端固定地安装在第一弹性件48上，另一端与导向件53联结，作动器70可以驱动导向件53相对于支撑件51水平地移动。

图5所示为本发明的电梯制动部件一种结构示意图，在本实施例中，电梯制动部件为制动轮31。其中31a为制动轮31的旋转中心，制动轮31包括五个制动面31b～31f和一个止动部31g。第一制动面31b的旋转半径为r0，第三制动面31d的初始旋转半径为r1，第五制动面31f的初始旋转半径为r2，且r1>r0，r2>r0。第一制动面31b与第三制动面31d之间通过第二制动面31c平滑连接，即旋转半径从r0增加到r1的过程中平滑过渡，同时第一制动面31b与第五制动面31f之间通过第四制动面31e平滑连接，即旋转半径从r0增加到r2的过程中平滑过渡。制动轮31的止动部31g为一个凸起。优选地，r1和r2不相等，因此制动轮向上旋转制动和向下旋转制动可以产生大小不同的制动力。

图6所示为限位挡块39安装示意图，限位挡块39固定地安装在制动轮轴35上，在制动轮31处于平衡位置时，限位挡块39与后部阻挡件32e接触，当制动轮31旋转过一定角度后限位挡块39与后部阻挡件32e脱离接触。第三弹性件63设置在支撑框架32和制动组件30之间，具有驱动制动组件30向后部阻挡件32e侧移动的趋势。

图7所示为制动组件30正常工作状态的示意图。在正常工作状态摩擦件56和与其对应的导轨2的一个侧面保持第一间隙，制动轮31与其对应的导轨2的另一个侧面保持第二间隙。此时，在第三弹性件63的作用下，限位挡块39压紧后部阻挡件32e，在第三弹性件63和限位挡块39的共同作用下，制动组件30保持其相对于支撑框架32的位置。作动器70产生的作用力克服第二弹性件52的弹力，导向件53保持其相对于支撑件51的位置。制动轮的第一制动面31b靠近导轨2，止动部31g远离导轨2，此时制动轮处于平衡位置。

当电梯轿厢1停靠层站时，作动器70的作用力撤销，导向件53在第二弹性件52的推力作用下向靠近导轨2的方向运行，使得摩擦件56压紧导轨2，第一间隙消除，此时制动轮31处于平衡状态。制动轮31与导轨2侧面之间保持第二间隙。

如图8所示，在电梯处于第一制动状态时，摩擦件56与其对应的导轨2的一个侧面保持压紧接触，制动轮31与导轨的另一个侧面保持压紧接触，第一间隙和第二间隙均消除。制动轮31没有发生偏离平衡位置旋转。此时摩擦件56和制动轮31与导轨2之间产生第一制动力，该制动力可以抑制轿厢1停靠层站期间由于轿内载荷变化所导致的晃动，改善乘坐的舒适性。从制动触发初始时刻到图8所示第一制动状态是在第二弹性件52的作用下完成的，在制动触发初始时刻，第二弹性件52推动导向件53使得摩擦件56压紧导轨，第二弹性件52的作用力同时也作用在支撑件51上，从而推动制动组件30向远离后部阻挡件32e的方向运动，从而使得制动轮31压紧导轨。

当轿厢1离开层站时，制动装置需要从第一制动状态恢复到正常运行状态。作动器70产生作用力克服第二弹性件52的弹力，使得导向件53向远离导轨2的方向运动，从而使得摩擦件56与导轨脱离，于此同时在第三弹性件63的推动下制动组件30向靠近后部阻挡件32e的方向移动，最终使得限位挡块39与后部阻挡件32e接触，此时制动轮31与导轨2已脱离接触，制动装置3回到正常工作状态。

图9所示为第二制动状态时制动装置示意图，图示为轿厢1下行制动的情形。在第二制动状态时制动轮发生偏离平衡位置的旋转，制动轮止动部31g与下部阻挡件32b接触，防止制动轮31的进一步旋转，由于制动轮31在旋转过程中旋转半径从r0增大到r2，这使得安装座47向靠近后部阻挡件32e的方向移动，当支撑件51受到导向件53的阻挡无法继续移动，此时作动器70已恢复到与正常工作状态时相同的状态，但是制动轮31尚未转动到图17所示的制动状态，随之制动轮的进一步旋转，第一弹性件48发生变形，当制动轮31旋转到图8所示制动状态时，第一弹性件48产生稳定的弹性变形，从而更进一步地使得制动轮31和摩擦件56压紧导轨2，此时制动轮31与摩擦件56和导轨之间产生第二制动力，该制动力可以制停轿厢向下的运行。

当轿厢1发生坠落、下行超速或者向下的意外移动时，作动器70撤销作用力，制动装置3首先进入第一制动状态，由于此时制动装置3随着轿厢1相对与导轨向下运行，因此制动轮31与导轨之间的摩擦力会驱动制动轮31发生顺时针旋转，并最终进入第二制动状态。

图10所示为电梯制动部件的示意图。电梯制动部件的制动面分为最终制动面和过渡制动面，最终制动面是指在制动状态下，制动件与导轨的接触摩擦面，过渡制动面是指从电梯正常运行状态到制动状态过程中，制动件与导轨的接触摩擦面。

由于从非制动状态过渡到制动状态的时间很短，摩擦件的表面温度上升有限，因此可以采用摩擦系数较大而耐高温性能和承压能力相对较弱的结构或者材料用作过渡制动面，而最终制动面仍采用具有较好机械性能和耐高温的结构或摩擦材料。因此，过渡制动面和最终制动面的设置方案如下：

技术方案一：如图12所示，过渡制动面和最终制动面采用同一种材质的材料，但过渡制动面和最终制动面采用不同的表面结构，在过渡制动面采用具有特殊纹路的表面，使得过渡表面的摩擦系数增大。

技术方案二：如图13-14所示，过渡制动面和最终制动面采用不同的材质，过渡制动面采用摩擦系数较大的材质。一种优选的材料组合是：过渡制动面采用橡胶，最终制动面采用球铁、铜基合金、c/c复合材料、陶瓷等，另一种优选的材料组合是：过渡制动面采用聚氨酯，最终制动面采用球铁、铜基合金、c/c复合材料、陶瓷等。

技术方案三：过渡制动面和最终制动面采用不同的材质，并采用不同的纹路。

进一步地，如图11所示，假设从非制动状态到制动状态的过程中，制动轮的重心均处在旋转中心。假设制动轮和导轨之间的正压力为n，摩擦力为f，制动轮和导轨之间的摩擦系数为μ。假设正压力n与旋转中心之间的距离为s，摩擦力与旋转中心之间的距离为d。要使得制动轮可以顺时针旋转到位，则应满足：

f·d＞n·s

其中

f＝μn

结合以上两式，可得

实施例二

本发明的电梯制动部件还可以应用于另一种电梯制动装置。如图15-16所示，该电梯制动装置包括导轨14、制动构件组件100、制动构件致动机构12、外部部件68。

制动构件组件100包括安装结构16和制动构件18。安装结构16与电梯轿厢连接。制动构件18与安装结构相连接。制动构件18包括最终制动面200。制动构件组件100可以在非制动位置和制动位置之间移动。当制动构件组件处于非制动位置时，制动构件18不与导轨14接触，并且因此不摩擦接合导轨14。安装结构16包括渐缩壁22并且与制动构件组件100形成楔形构造，所述楔形构造驱动制动构件18在从非制动位置向制动位置移动期间与导轨14接触。在制动位置，制动构件18的接触表面200与导轨14之间的摩擦力足以停止悬挂结构相对于导轨14的移动。

制动构件致动机构12与制动构件18相连接并用以将所述制动构件从非制动位置致动到制动位置，所述制动构件制动机构包括过渡制动面300。

过渡制动面和最终制动面采用以下方案设置：

技术方案一：如图12所示，过渡制动面和最终制动面采用同一种材质的材料，但过渡制动面和最终制动面采用不同的表面结构，在过渡制动面采用具有特殊纹路的表面，使得过渡表面的摩擦系数增大。

技术方案二：如图13-14所示，过渡制动面和最终制动面采用不同的材质，过渡制动面采用摩擦系数较大的材质。一种优选的材料组合是：过渡制动面采用橡胶，最终制动面采用球铁、铜基合金、c/c复合材料、陶瓷等，另一种优选的材料组合是：过渡制动面采用聚氨酯，最终制动面采用球铁、铜基合金、c/c复合材料、陶瓷等。

技术方案三：过渡制动面和最终制动面采用不同的材质，并采用不同的纹路。

进一步，如图17所示，假设制动件的自重影响可以忽略，过渡制动面所受的来自导轨的正压力为n1，摩擦力为f，导向面所受的正压力的n2，导向面与竖直方向的夹角为α，并假设导轨和过渡制动面之间的摩擦系数为μ。则存在以下关系：

f＝n2·sinα

n1＝n2·cosα

f＝μ·n1

由此可得，要使得制动件从非制动状态过渡到制动状态的条件为：

μ>tgα

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，该实施例仅仅是本发明的较佳实施例，本发明并不限于上文讨论的实施方式。基于本发明启示的显而易见的变换或替代也应当被认为落入本发明的技术范畴内。以上的具体实施方式用来揭示本发明的最佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本发明的多种实施方式以及多种替代方式来达到本发明的目的。