专利名称：电梯钢丝绳接头及其冷挤压成型方法和冷挤压装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电梯钢丝绳绳端接头及其冷挤压成型方法和冷挤压装置，尤其是涉及一种在电梯安装或维护现场实现电梯钢丝绳绳端接头冷挤压成型方法和所形成的连接接头，以及一种用于该方法的便携的冷挤压装置。
背景技术：
如图12所示，在电梯安装时，电梯钢丝绳2需要通过接头1与轿厢15和对重18相连接，于是钢丝绳端部的接头1需要承担很高的轴向载荷。另外，由于在电梯的安装过程中，由于实际的复杂因素，所需钢丝绳的长度往往是不能预先精确确定的，需要在安装现场才能确定连接所需的钢丝绳的准确长度尺寸，因此钢丝绳端部的接头1也往往需要在现场制造。这种现场制造的接头的常用结构是采用鸡心环套、楔形绳套、金属填充锥形套筒等与钢丝绳的连接。然而，现有的鸡心环套、楔形绳套结构的接头体积大，增加了电梯连接部位和传动部件的空间尺寸，而金属填充锥形套筒需要现场浇注易熔合金，工艺复杂，且为明火作业，在施工安全性方面存在不足之处。
目前其它行业的钢丝绳连接种类中亦存在一种柱形压制接头，但这种接头主要在制造基地用重型大吨位钢丝绳压套机通过整体挤压方式制作或采用锻压、冲压制作。在日本专利申请2000-314089中，公开了一种可以在现场进行电梯钢丝绳绳端接头加工的方法。在该方法中，采用超高压泵站和挤压工装组成的挤压设备，在现场完成对电梯钢丝绳绳端接头的整体挤压。然而，由于对柱形压制接头的整体挤压所需的超高压泵站和挤压工装的体积和重量较大，不容易搬运，另外其结构复杂，造价和成本也较高。
发明内容
本发明的目的正是为了克服现有电梯钢丝绳接头现场制造技术所存在的缺点，提出一种更加适于工程安装现场的电梯钢丝绳绳端冷挤压连接方法和所形成的接头及其轻小便携的冷挤压装置。
为了实现上述发明目的，本发明提出了一种电梯钢丝绳绳端冷挤压成型接头，包括一接头端和一具有连接孔的钢丝绳联接端，以及插入到连接孔内通过冷挤压与钢丝绳联接端相连接的钢丝绳，其特征在于在钢丝绳联接端的沿着插有钢丝绳的连接孔的长度上具有多个相互间隔的径向凹陷收缩的局部冷挤压压痕，在各挤压位置的接头内壁向内凹陷挤压钢丝绳的钢丝，从而实现绳端接头的牢固连接。
这样，在电梯安装或维护现场，通过冷挤压方式将钢丝绳与套管连成一体。通过改变挤压方式，采取局部冷挤压成型法进行连接，即对每个接头进行2～4道挤压，每道挤压宽度为10～20mm，从而达到规定的连接强度；并且在套管连接孔内加工非标准的浅型内螺线，增强了挤压啮合效果。由于减小了挤压宽度，使所需挤压力大大减小，这使现场挤压成为可能。
另一方面，本发明还提出了一种电梯钢丝绳绳端接头的现场冷挤压成型方法，包括以下步骤1)在电梯安装或维护现场，将钢丝绳的一端插入到一接头毛坯的连接孔中；2)在电梯安装或维护现场，将接头毛坯的插入钢丝绳的部分的一个挤压成型部位放置到一便携式冷挤压装置的分离的压头模腔之中；3)操纵便携式冷挤压装置将压头合模，所述合模的压头在该成型部位上冷挤压成型一局部压痕；4)分离便携式冷挤压装置压头模腔，将所述接头毛坯的插入钢丝绳的部分的另一个成型部位移动到模腔之中；5)重复步骤3)和4)直到成型在插入钢丝绳的部位具有多个相互间隔的向内凹陷收缩的局部压痕的接头。
最后，本发明还提出了一种用于上述方法的在现场成型电梯钢丝绳绳端接头的便携式冷挤压装置，所述便携式冷挤压装置由动力操纵机构和挤压头一体构成，所述挤压头包括限定了一个冷挤压工作空间的钳体；位于冷挤压工作空间内彼此相对的动压头座和静压头座，所述动压头座在动力操纵机构的操纵下在冷挤压工作空间中往复移动，所述静压头座固定安装钳体上；可拆卸地安装在动压头座和静压头座上的压头，在所述压头之间形成用于挤压成型的模腔，所述模腔用于在所述接头上分别成型多个相互间隔的径向凹陷收缩的局部冷挤压压痕。
本发明的有益效果是，在保证钢丝绳绳端连接强度的情况下，大大减小了挤压过程所需的挤压力，并使挤压机小型化、轻型化，从而可以携带其在安装现场完成钢丝绳连接，连接工艺简单，接头体积小、重量轻，其抗拉强度接近于钢丝绳强度，绳端效率可达到96％以上，同时也具有很高的疲劳强度。
图1是接头毛坯的部分截面图和示意图；图2是根据本发明的一种钢丝绳手动冷挤压连接接头示意图；图3是根据本发明的一个实施例的冷挤压装置的示意图；图4是是根据本发明的另一个实施例的冷挤压装置的示意图；图5是根据本发明的冷挤压装置中的压头在钳头中的安装结构示意图；图6是根据本发明的冷挤压装置的一种压头的结构示意图，其挤压型面为六棱柱面；图7是根据本发明的冷挤压装置的另一种压头的结构示意图，其挤压型面为圆柱面；图8是根据本发明的冷挤压装置中的另一种钳头结构的示意图；图9是是根据本发明的另一个实施例的冷挤压装置的示意图；图10是根据本发明的一种压头安装的结构的示意图；
图11是用于图10所示压头安装结构中的具有不同挤压型面的压头的示意图；图12是本发明的电梯钢丝绳接头在电梯安装中的位置示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施实例对本发明专利进一步说明。
参见图1，本发明采用一根套管作为钢丝绳绳端接头1的毛坯。在套管的上端具有实心的构造并且具有外螺纹，用于联接轿厢、对重装置或机房承重梁等部件，另外该套管的上端还可以具有双吊耳、单吊耳、外螺纹等结构，在附图没有显示。在套管的下端为具有一连接孔的空心结构，用于与电梯钢丝绳连接。优选的是，在连接内孔加工内螺线1a，而后进行扩孔，减小螺线高度，以保证在提高挤压效果的同时避免钢丝绳产生局部压溃。在套管上对应于连接孔上部的位置开有观察孔1b，用于检查钢丝绳的插入深度。套管的下端部1c外廓加工成圆锥面形式，以合理改善接入处钢丝绳的轴向应力分布，提高接头的抗拉强度。套管外部涂有多个相互间隔的挤压位置标记。接头套管的材料可以是抗拉强度σ＝350-650MPa、延伸率δ＝20％-40％、收缩率ψ＝40％-70％的金属材料，套管优选用优质碳素钢或其他塑性较好的合金结构钢制作，先经过退火等热处理，也可以进一步进行磷化-皂化等化学处理。优选的是，接头套管的材料硬度小于电梯钢丝绳的硬度。
参见图2，显示了根据本发明的现场制造方法成型的电梯钢丝绳绳端接头1。在接头1的与钢丝绳2联接的下端的长度上具有多个相互间隔的凹下的压痕1d。这些压痕的宽度相等，在压痕的部位套管受到冷挤压的作用而发生了较大径向收缩对孔内的钢丝绳2进行压缩，优选的是，在连接孔内的钢丝绳2的部分钢丝在受压的同时内嵌于管内壁，优选的是套管端孔加工的非标准的浅型内螺线进一步加强了钢丝绳的部分表层钢丝与套管内壁的啮合效果，多道压痕又充分保证了承载性能，从而可承受额定轴向载荷。电梯钢丝绳2可以是纤维芯或钢芯钢丝绳。
参见图3，示意性地显示了根据本发明的冷挤压装置的一个实施例。在图3中该冷挤压装置33主要由手动加压机构4、液压机构和挤压钳头3一体构成。液压机构包括缸体5、泵油柱塞25、封盖6，吸油单向阀26、进油单向阀27、整体式活塞28、回位弹簧29、回油阀7等部件。液压缸体为两端开口式结构，中间有隔离壁，液压缸体的前端与挤压钳头3的钳体通过螺纹连接构成高压工作腔，后端与封盖7构成储油腔，高压腔与储油腔之间设回油通道及回油阀7。回程时，开启回油阀7，高压腔液压油流回储油腔，活塞自动复位。挤压钳头3由限定了一个冷挤压工作空间的钳体、位于冷挤压工作空间内的动压头座8和静压头座、安装在压头座上的压头12和定位结构等部件构成。参见图3和图5，定位结构包括滚花螺钉9、偏心挡片10和定位块11，压头12通过上述的定位结构被可拆卸地安装在动压头座8上。静压头座固定地设置在钳体的冷挤压工作空间的一端，动压头座8连接在整体式活塞上，与静压头座相对，并可在活塞的带动下相对于静压头座运动。动压头座8和静压头座内加工了燕尾槽。压头13横截面宏观外廓为梯形，被定位块11和偏心挡片10固定于动压头座8和静压头座的燕尾槽内。这样，本发明的冷挤压装置的可以更换不同规格和型面的压头。如图6和7所示，压头12工作面12a为半圆柱面或多棱柱面。压头的宽度优选在5-30mm之间，更加优选的是10-20mm之间。于是，在安装在动压头座8和静压头座上的相对压头之间形成用于挤压成型的模腔。
本发明中的冷挤压模具分离为压头12和压头座，压头12采用特殊模具材料制成，体积较小，重量较轻，压头座采用普通优质碳素钢加工。采用这种结构的优点在于现场作业时往往需要携带多种规格的模具，采用这种结构只需携带各种压头，大大减小了配套组件的重量和体积；更换极为方便；节约了模具材料费用；小体积的压头有利于热处理。
图4显示了根据本发明的另一个实施例的冷挤压装置34的示意图。该冷挤压装置34的结构基本上与图3的实施例中的结构相同，其中相同的部件的标记相同，其相同之处在此就不进行描述，其不同之处在于，图4中的冷挤压装置34的取消了手动加压机构，而替换为结构极为紧凑的电力驱动机构13。
下面，结合本发明的图3和图4的冷挤压装置以及结构，描述形成本发明的电梯钢丝绳绳端接头的冷挤压成型方法。
首先，在电梯的安装现场，将待连接的钢丝绳末端插入预制的套管毛坯端孔后，按预设位置将其再装入冷挤压机具的模腔中，使套管的孔口端部标记位置与压头端面对齐。
扳动挤压机压杆或启动电机(对于电动型)，驱动动压头沿钳体冷挤压工作空间的内壁对套管及钢丝绳进行径向挤压，合模后停止泵油，保压一分钟左右，开启回油阀，令活塞复位，当模腔相对空间足够套管插入时，关闭回油阀，于是在套管上形成一道压痕。
移动套管和钢丝绳至下一间隔的挤压位置，继续进行下一次挤压，直至沿套管一端长度方向挤压形成多个相互间隔的等宽度的压痕，挤压处的横截面为多角形或圆形等。
于是，通过上述步骤就可以在电梯安装现场，方便容易地成型电梯钢丝绳绳端接头2，其中每个接头进行2～4道挤压，或者更多道挤压，每道挤压宽度可以为5-30mm，优选为10～20mm。优选的是，由于在套管连接孔内加工非标准的浅型内螺线，增强了对钢丝绳的挤压啮合效果，使所需挤压力大大减小。于是在保证额定的接头轴向抗拉强度下，可以减小挤压宽度和压痕的数量。
另外，对于在现场形成不同直径规格的电梯钢丝绳绳端接头的情况，在本发明的施工工艺技术方案中，每一种直径规格的钢丝绳对应一种不同规格的压头模具。于是在上述步骤之前，还可以在现场针对特定规格的电梯钢丝绳更换对应的压头。对于图3和4中的冷挤压装置来说，拆卸与安装模具的方法如下旋松滚花螺钉9，转动偏心挡片10，卸出燕尾槽内的定位块11和压头12。将待更换的压头推入燕尾槽内，装入定位块11，转动偏心挡片10，使其长端压在定位块11上，拧紧滚花螺钉9。
图8是根据本发明的冷挤压装置中的另一种钳头结构的示意图，其中钳体是分体的，通过销轴23将安装有静压头的部分钳体22与安装在缸体5上的部分钳体24连接构成一体，从而在静压头和动压头座上的动压头之间形成冷挤压模腔。部分钳体22上静压头座可以和该部分钳体22一体形成的，也可以是固定安装在部分钳体上的。通过具有上面分体结构的钳体，使操作者更加便于更换和维护压头座和压头。
图9显示了根据本发明的又一个实施例的冷挤压装置的示意图。该冷挤压装置的结构方式和挤压钳头的结构基本上与图3的实施例中的结构相同，其相同之处在此就不进行描述，其不同之处在于，图9中的冷挤压装置由一螺旋传动系统与挤压钳头一体形成，通过螺旋传动系统的螺杆20驱动挤压钳头中的动压头座。在图9中没有显示出本发明技术领域所惯用的螺旋传动系统中的其它部件和结构。
利用上述图9所示的便携式冷挤压装置的进行现场成型电梯钢丝绳绳端接头的方法与图3和图4的冷挤压装置的操作过程相同，在此就不详细描述。
图10显示了根据本发明另一种压头安装结构的示意图。与图5所示的安装结构不同，在图10中，压头12安置于压头座8的凹腔中，通过压片21固定。
图11是用于图10所示压头安装结构中的具有不同工作面和安装面的压头的示意图，其中(1)压头为圆柱工作面、圆柱安装面，(2)压头为圆柱工作面、槽形安装面，(3)压头为圆柱工作面、V型安装面，(4)压头为六棱柱工作面、圆柱安装面，(5)压头为六棱柱工作面、槽形安装面以及(6)压头为六棱柱工作面、V型安装面。
上面所述的实施例的内容以及附图仅作为本发明的一种示意而不是一种限制，在本发明的保护范围内，本发明技术领域的普通技术人员在此基础上可以对上述实施例在细节上作了许多变形、变化以及改进。
权利要求
1.一种电梯钢丝绳绳端冷挤压成型接头，包括一接头端和一具有连接孔的钢丝绳联接端，以及插入到连接孔内通过冷挤压与钢丝绳联接端相连接的钢丝绳，其特征在于在钢丝绳联接端的插有钢丝绳的部分长度上具有多个相互间隔的径向凹陷收缩的局部冷挤压压痕，在各挤压位置接头内壁向内凹陷挤压钢丝绳的钢丝，从而实现绳端接头的牢固连接。
2.根据权利要求1所述的冷挤压成型接头，其特征在于，在与钢丝绳的挤压部分，所述接头的连接孔的内壁表面与钢丝绳的表层钢丝形成相互啮合连接。
3.根据权利要求1所述的冷挤压成型接头，其特征在于，在接头的连接孔的顶部的壁上设置有观察孔，用于观察钢丝绳的插入深度。
4.根据权利要求1所述的冷挤压成型接头，其特征在于，在接头上相互间隔的压痕的数量是2-4个，各个压痕具有相同的宽度，所述宽度为10-20mm。
5.根据权利要求1所述的冷挤压成型接头，其特征在于，所述接头的材料是抗拉强度为350-650MPa、延伸率为20％-40％、收缩率为40％-70％的金属材料，所述材料的硬度小于钢丝绳的硬度。
6.一种电梯钢丝绳绳端接头的现场冷挤压成型方法，包括以下步骤1)在电梯安装或维护现场，将钢丝绳的一端插入到一接头毛坯的连接孔中；2)在电梯安装或维护现场，将接头毛坯的插入钢丝绳的部分的一个挤压成型部位放置到一便携式冷挤压装置的分离的压头模腔之中；3)操纵便携式冷挤压装置将压头合模，所述合模的压头在该成型部位上冷挤压成型一局部压痕；4)分离便携式冷挤压装置压头模腔，将所述接头毛坯的插入钢丝绳的部分的另一个成型部位移动到模腔之中；5)重复步骤3)和4)直到成型在插入钢丝绳的部分具有多个相互间隔的向内凹陷收缩的局部压痕的接头。
7.一种如权利要求6所述现场冷挤压成型方法，其特征在于在步骤1)中还包括将钢丝绳插入到连接孔中直到可以从一设置在接头毛坯的连接孔顶部的观察孔看到钢丝绳为止。
8.一种如权利要求6所述现场冷挤压成型方法，其特征在于在步骤2)和4)中还包括步骤将在接头毛坯上的成型位置上的挤压标记与冷挤压装置的压头端面对齐。
9.一种如权利要求6所述现场冷挤压成型方法，其特征在于在步骤2)之前，还包括步骤根据现场的电梯钢丝绳的型号，更换与电梯钢丝绳的型号相对应的便携式冷挤压装置的压头。
10.一种如权利要求6所述现场冷挤压成型方法，其特征在于在步骤5)中在接头上成型的相互间隔的局部压痕的数量是2-4个，各个压痕具有相同的宽度，所述宽度为10-20mm。
11.一种如权利要求6所述现场冷挤压成型方法，其特征在于所述接头毛坯的连接孔的内壁表面是光滑表面或者非光滑表面。
12.一种如权利要求6所述现场冷挤压成型方法，其特征在于所述接头毛坯与钢丝绳联接的末端部的外廓具有圆锥面形式。
13.一种用于权利要求6的方法以在现场制作电梯钢丝绳绳端接头的便携式冷挤压装置，所述便携式冷挤压装置由动力操纵机构和挤压头集成为一体构成，所述挤压头包括限定了一个冷挤压工作空间的钳体；位于冷挤压工作空间内彼此相对的动压头座和静压头座，所述动压头座在动力操纵机构的操纵下在冷挤压工作空间中往复移动，所述静压头座固定安装于钳体上；可拆卸地分别安装在动压头座和静压头座上的压头，在所述压头之间形成用于挤压成型的模腔，所述模腔用于在所述接头上分别成型多个相互间隔的径向凹陷收缩的局部冷挤压压痕。
14.一种如权利要求13所述便携式冷挤压装置，其特征在于所述动力操纵机构包括一动力系统、液压机构，动力系统为人工手动加压机构或电力驱动机构，液压机构为高压柱塞泵，包括缸体、泵油柱塞、封盖、吸油单向阀、进油单向阀、整体式活塞、回油阀，其中所述活塞与所述动压头座相连接。
15.一种如权利要求13所述便携式冷挤压装置，其特征在于所述动力操纵机构包括一动力系统、螺旋传动机构，动力系统为人工手动加压机构或电力驱动机构，螺旋传动机构通过一螺杆与所述动压头座相连接。
16.一种如权利要求13所述便携式冷挤压装置，其特征在于所述动压头座和静压头座的压头通过燕尾槽、定位块和挡片可拆卸地固定在压头座上。
17.一种如权利要求13所述便携式冷挤压装置，其特征在于所述压头可以具有对应于多种不同直径规格的钢丝绳的不同规格，所述压头的安装面的横截面外廓为梯形、槽形、圆柱形或者V形，工作面为半圆柱面或多棱柱面，所述压头的宽度为5-30mm。
18.一种如权利要求13所述便携式冷挤压装置，其特征在于所述钳体为分体结构，通过销轴将安装有静压头的部分钳体与安装在缸体上的部分钳体连接构成一体。
全文摘要
本发明涉及一种电梯钢丝绳绳端接头及其现场冷挤压成型方法和冷挤压装置，本发明采用局部冷挤压成型法在电梯安装和维护的现场把钢丝绳和接头毛坯连成一体，每个接头进行2～4道挤压，每道挤压宽度为10～20mm。挤压过程由本发明的一种便携式冷挤压装置实现，该装置由动力操作系统和挤压头集成为一体构成，体积小重量轻，便于现场携带。本发明的方法和装置可用于任何场合，特别适用于电梯安装或维修工程的现场作业。
文档编号F16G11/02GK1580606SQ03152610
公开日2005年2月16日 申请日期2003年8月1日 优先权日2003年8月1日
发明者高石茂, 任天笑, 张声军, 姚金柯 申请人:东芝电梯株式会社, 中国建筑科学研究院建筑机械化研究分院