具有喷涂熔合制成的摩擦层的电梯安全制动器制造技术

一种装备有制动瓦的使电梯轿厢停止的电梯安全制动器，制动瓦上带有用于接触电梯导轨表面提供阻力的熔合喷涂摩擦层。在最佳实施例中，摩擦涂层是在基片上采用等离子法喷涂一种含有８５％的重量百分比的镍铬合金微粒与１５％的重量百分比的碳化钨微粒的混合物。然后，等离子喷涂混合物被熔合。制动器的熔合喷涂摩擦表面在用于安装在非常高的建筑物中的高速高负载电梯中体现出持久的高摩擦性能和低磨损性能。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及一种能够使垂直运动的物体(如电梯的轿厢)在超速的情况下减速或使之停止的安全制动系统。更具体说，本专利技术涉及一种含有熔合喷涂摩察层的、能降低电梯的轿厢的速度或使之停止的电梯安全制动器系统。连接在电梯轿厢上的一种典型的安全制动系统由一对具有大体平直摩擦表面的楔形制动瓦组成。平直摩擦表面通常位于T形导轨的杆部相反侧，T形导轨支撑于电梯的电梯井道侧壁上。这些楔形的制动瓦由控制机构促动，该控制机构沿着相邻的导向瓦组件方向对楔形制动瓦施力，迫使制动瓦的摩察表面与导轨相接触，从而使轿厢减速或停止。在典型的安全制动系统中，通过在每7in2表面上施加约8,000psi的压强(55,000kPa×.0045m2)，楔形块可以承受高达56,000Ib(250,000N)的法向力。使用相对于导轨运动速度约为6m/s的条件下所具有的标称摩擦系数为0.15的铸铁摩擦表面，作用在楔形块上的56,0001b(250,000N)力在楔形块的摩察表面上产生的摩擦力为11,2001b(50,000N)。在使用铸铁摩擦表面的传统的电梯轿厢设计中，有四个摩察表面，它们产生的总的潜在阻力大约为45,0001b(200,000N)。当建造一幢非常高的建筑物时，在这种楼层较多的建筑物中，使用高速、高负载的电梯(较典型的速度一般为4～8m/s，但至多达12.5m/s)就十分必要。这种电梯的负载率可高达约16,000kg。这样对这种电梯的安全制动要求就更高了。已经明确的是，在这样的现代电梯系统所需求的高速与高负载的情况下，由于过度地磨损而造成的制动失败和巨大的摩擦热造成的摩擦系数的降低，以使得传统的灰口铸铁不能作为持久的摩擦材料。因而，就需要一种制造电梯安全制动瓦的替代材料，这种替代摩擦材料能提供低磨损和持久的高摩擦性能，以适应安装在非常高的建筑物中的高速高负载的电梯中。本专利技术的一个目的是为了提供一种为了使电梯轿厢停止的电梯安全制动器。本专利技术的另一个目的是为了提供一种用于高速高负载电梯中的具有持久高摩擦系数和低磨损的可靠的电梯安全制动器。这些目的，至少在某部分上，通过具有制动瓦的电梯安全制动器实现，该制动瓦由基体(base)和与基体相连的导轨接触摩擦表面形成，该导轨接触摩擦表面用于与电梯导轨表面进行接触。至少导轨接触摩察表面的一部分包含涂层，该涂层是通过在基体上喷涂一种由镍一铬合金粉末与碳化钨微粒组成的粉末混合物，并将这种喷涂后的混合物熔合后获得。安全制动器上还装备有促动器，该促动器用来将制动瓦的摩擦材料压在导轨的表面，从而使电梯轿厢停止。附图(未按比例绘制)包括附图说明图1是带有两个摩擦楔形块的电梯安全制动系统的简单示意图，两个摩擦楔形块位于导轨的相对侧；图2是具有由等离子喷涂摩擦材料形成的面板的电梯安全制动器简单示意图；图3是在图2所示实施例的基础上还包括有在等离子喷涂摩擦层中机械加工而成的十字阴影图案的简单示意图；图4是本专利技术替换例的简单示意图，表示与制动瓦基体的导轨相对表面相连的一些用等离子喷涂法制成的摩擦片；图5是图4所示的实施例沿剖面线5-5的横断面图，表示摩擦片通过柔性材料的连接；图6是熔合等离子喷涂摩擦材料以一些横条的方式与制动瓦的基体相连接的简单示意图；图7是等离子喷涂层的局部放大100倍的照片。图1是表示使用本专利技术的电梯安全制动系统的简单示意图。制动系统10包含有一对促动器12，该装置与电梯轿厢14相连，且相对于导轨16以方向相反的关系放置，导轨16固定在电梯井道内。促动器12，部分地由可以在壳体20内基本沿着与导轨16垂直的方向移动的楔形导向瓦18形成。导向瓦18由于受弹簧22的作用而向导轨16一方偏移。导向瓦18有一倾斜凸轮表面24。设置具有基体26的楔形制动瓦25以便有个与导向瓦18倾斜凸轮表面24互补的倾斜凸轮表面28。制动瓦25安装有导轨相对表面30。制动瓦25位于导向瓦18与导轨16之间。具有高摩擦材料的制动垫32与制动瓦基体26的导轨相对表面30相连接。容纳有多个滚轮34的滚轮保持架组件位于导向瓦18的倾斜凸轮表面24和与之互补的制动瓦25的倾斜凸轮表面28之间。滚轮34各自在导向瓦18和制动瓦25的互补的倾斜相邻表面24与28之间提供较小的接触摩擦。受到弹簧22作用而偏移的导向瓦18沿着导轨16的方向通过滚轮34在制动瓦25上施加法向力FN。在紧急或超速的情况下，希望启用制动系统10，将沿着与导轨16平行的方向力FA施加到楔形制动瓦25上，这个力使制动瓦25向电梯轿厢14运动。通常，力FA由与控制器相连接的绳索、钢缆或链条施加(图中未给出)。导向瓦18和基体26的倾斜互补凸轮表面24与28分别使制动瓦25向导轨16移动直到制动垫32与导轨16相接触。正如该领域技术熟练的技术人员将要理解到的，由弹簧22提供的法向力FN通过制动垫32作用在导轨16上。由法向力FN的作用而导致的制动力的总量与用于制动垫32的高摩擦材料和导轨材料16之间的摩擦系数μk成正比。当发生制动作用时，热量在制动垫32中渐渐地蓄积，这会破坏性地降低制动垫材料与导轨材料之间的摩擦系数μk。如果热量相对于所给定的材料足够高，那么，材料的硬度就会产生本质性的降低，同时，高摩擦材料也可能会发生变形或熔化，紧接着就会造成制动失败。在现有技术中，用于制动系统10中来提供摩擦表面的制动垫32由灰口铸铁构成。灰口铸铁适合于低速、低负载的运转条件；而在高速和/或高负载条件下，灰口铸铁则不能作为持久的摩擦材料。由于灰口铸铁在这种应用中的缺点，已经发现，由含有镍一铬合金与金属碳化物混合物的熔合喷涂层组成的摩擦材料适合于这种应用。具有按照本专利技术制造的熔合喷涂层的制动垫(这种制动垫将在下面详细说明)，能够在电梯所要求的速度高达10m/s且负载高达16,000Kg的运行条件下运行。且进一步发现，按照本专利技术制造的制动垫有显著的机械粗糙度、热抗震性、在导轨钢上极小的磨损率和在导轨钢上相当大的摩擦系数。按照本专利技术制造的这种熔合喷涂层将在下面以举例的方式进行说明。实施例1将大约占重量百分比85％的镍合金(合金16)粉末与占重量百分比15％的碳化钨合金粉末的混合物进行筛选得到尺寸范围为-50到+20微米的微粒。镍合金粉末中所包含金属的重量百分比为67％的镍、16％的铬、4％的硅、4％的硼、3％的铜、3％的钼以及2.5％的铁与0.5％的碳。碳化钨合金粉末中所包含的个组分的重量百分比为83％的钨、12％的钴、4％的碳、1％的铁。用带有P7-G喷嘴的Metco5P喷枪以燃烧喷射法喷射混合物，使用时的参数如下氧气的压力为30psi(6.9Kpa)，流量为每小时60立方英尺(28.3升/小时)；乙炔的压力为15psi(3.5Kpa)，流量为每小时33立方英尺(15.6升/小时)；喷射速度为141b/hr(604kg/hr)；喷射距离为8英尺(20.3em).实施例2与实施例1所述相同，对约占重量百分比85％的镍合金粉末(合金16)和15％的碳化钨合金粉末组成的混合物进行筛选得到尺寸范围为-50到20微米之间的微粒。用带有GH喷嘴的Metco3MB/9MB喷枪以电弧放电等离子喷射法喷涂混合物，工作参数如下氩气的压力为110psi(758Kpa)，流量为每小时10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使电梯轿厢停止的电梯安全制动器，该制动器包括：具有基体的制动瓦，与基体连接的导轨接触摩擦表面，所述的导轨接触摩擦表面可与电梯的导轨表面相接触，其特征在于，至少一部分导轨接触摩擦表面含有一涂层，所述的涂层通过提供一种由镍合金微粒和含有从由金属氧化物、金属碳化物、金属氮化物组成的群中选出的硬质的惰性材料的微粒组成的混合物，并将这种混合物喷涂到基体上，再将这种喷涂后的混合物熔合而获得；以及 用来将制动瓦的导轨接触摩擦材料压在导轨表面以使电梯轿厢停止的装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MS汤普森，PH麦克鲁斯基，R扎托尔斯基，DW麦基，JT比尔斯，MC朗，FJ鲁斯尔，DT恩古云，P本纳特，
申请(专利权)人：奥蒂斯电梯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]