ЛИФТ С НЕСКОЛЬКИМИ ПРИВОДНЫМИ ЛЕНТОЧНЫМИ БАРАБАНАМИ БЕЗ ПРОТИВОВЕСА И НИЖНИМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ ПРИВОДА Российский патент 2001 года по МПК B66B11/08 B66B7/00 

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению (лифтостроению) и может быть использовано в лифтах с применением гибких рабочих органов, отводных шкивов и приводных барабанов.

В известной работе [1] описан лифт с приводным шкивом и противовесом, в котором в качестве гибкого тягового органа используется плоская стальная лента. Применение ленты в лифте, выполненном в традиционном исполнении: верхнее расположение привода, приводной ленточный шкив, уравновешивающий противовес, - не решает проблемы сокращения пространства занятого лифтом в здании. Наличие противовеса создает дополнительную нагрузку на тяговую ленту, что приведет к ее повышенному износу и сокращению срока ее службы.

В другом известном изобретении [2] тоже применяется лента в качестве гибкого тягового органа лифта, имеющего верхнее расположение привода над шахтой и уравновешивающий противовес. С целью решения локальной задачи по повышению тяговой способности привода и уменьшения диаметра приводного вала (снижение металлоемкости) приведена конструкция безредукторного привода с фрикционным зацеплением, обеспечивающая исключение изгибающего момента на вал привода лифта. Недостатки, присущие данному лифту, те же, что и приведенные выше.

В другой известной схеме организации функционирования лифта [3] используется традиционный противовес для разгрузки привода, но подвеска кабины осуществляется посредством четырех шкивов, которые охватываются двумя ветвями канатов и посредством воздействия на них приводного барабана перемещают кабину лифта. Недостатки этой известной схемы следующие: значительное число шкивов большого диаметра, обусловленное наличием жестких металлических канатов; противовес с грузами, что приводит к увеличению требуемых размеров шахты; машинное помещение над шахтой, что неблагоприятно сказывается на облике здания и требует дополнительных строительных работ и затрат.

Наиболее близкой, принятой за прототип является известная схема организации лифта [4], при которой лифт подвешивается в шахте на двух ветвях гибких тяговых канатов, охватывающих четыре блока, закрепленные на крыше кабины лифта. Тяговые канаты обоих ветвей распределяются по шахте системой отводных блоков и приводятся в движение одним приводным барабаном, который размещается внизу шахты вместе с приводом лифта. В прототипе отсутствует противовес. Недостатком данного способа подвеса кабины лифта является то, что из-за отсутствия уравновешивающего воздействия на приводной барабан нагрузка на него от кабины и груза в ней значительна. Это предъявляет повышенные требования по прочности к деталям привода, увеличивает их размеры и мощность электродвигателя, что приводит к повышенному расходу электроэнергии при эксплуатации такого лифта. Сложность представляет собой и проблема укладки значительного объема канатов на барабане даже при не очень высокой шахте лифта.

Одной из целей при разработке лифтов являлось эффективное, рациональное, экономичное использование пространства здания. Как правило, в традиционных лифтах с канатоведущим шкивом использовалось машинное помещение с лифтовым оборудованием, которое располагалось вверху, над шахтой лифта. Это требовало затрат на его возведение, прокладку электросетей к нему и снижало архитектурную ценность возводимого здания. При реставрации старых зданий и потребности снабдить их лифтами возводимая снаружи здания или внутри него лифтовая шахта должна иметь минимальные размеры. Традиционное применение уравновешивающего противовеса отрицательно сказывается на объеме и размерах шахты лифта в здании.

Для удовлетворения потребности в надежном лифте, который выгоден в отношении экономии и использования пространства и для которого требуемое пространство в здании независимо от высоты подъема по существу ограничено лишь пространством, необходимым для кабины лифта по ходу ее движения, включая зоны безопасности и пространство для размещения привода и шкафа управления внизу шахты, и в котором можно избежать указанных выше недостатков, в соответствии с настоящим изобретением предлагается новый тип лифта.

Задачей (целью) изобретения является снижение нагрузки на тяговые органы, уменьшение величины давления тяговых органов на взаимодействующие с ними компоненты лифта (блоки и барабаны) и вытекающее из этого увеличение надежности и экономичности лифта.

Поставленная задача достигается использованием по-новому пространственно сконфигурированных тяговых лент вместо канатов, распределением (дроблением) мощности привода лифта на несколько приводных элементов лифта, исключением противовеса, уменьшением числа компонентов лифта и снижением материалоемкости некоторых из них при сохранении минимума объема, занимаемого лифтом в здании.

В настоящем изобретении предложено использование кабины лифта, подвешенной на двух ветвях гибких тяговых органов ленточного типа в шахте, и такой запассовки концов гибких лент в четырех приводных барабанах привода, расположенного внизу шахты, которая в совокупности с новой конструкцией редуктора привода позволяет получить уравновешивающее воздействие обeих ветвей на червячное колесо редуктора привода лифта, что исключает необходимость применения противовеса.

Это достигается тем, что в лифте, содержащем кабину, движущуюся по направляющим для кабины, две ветви гибких тяговых органов, на которых подвешена кабина, четыре подвешивающих блока, закрепленных на крыше кабины, ряд отводных блоков, которые распределяют тяговые органы по шахте лифта, привод, расположенный в нижней части шахты и содержащий редуктор, электродвигатель и соединительную муфту, в качестве гибких тяговых органов используются четыре ленты, по две ленты в каждой ветви, причем концы лент закрепляются на четырех приводных барабанах редуктора, а конструкция редуктора имеет систему зубчатых шестерен, обеспечивающих вращение четырех приводных барабанов группами по два в противоположные стороны и червячную пару, что при жестком закреплении на каждом из барабанов подъемных лент, обеспечивает движение кабины без противовеса при уравновешенном червячном колесе редуктора.

При этом каждая из четырех лент, подвешивающих кабину, на пути от одного подвешивающего блока к другому воздействует на свой натяжной ролик, установленный на кабине и связанный с датчиком натяжения (обрыва) ленты.

Настоящее изобретение описано подробно со ссылками на прилагаемые чертежи:
фиг. 1 - схема, представляющая лифт в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 2 - узел с подвешивающими блоками;
фиг. 3 - схема привода предлагаемого лифта;
фиг. 4 - схема редуктора предлагаемого лифта.

Предлагаемый лифт показан на фиг. 1 в схематичном виде. Этот лифт имеет приводную машину, расположенную внизу шахты. Кабина 1 лифта перемещается по направляющим 2 благодаря воздействию электрического привода 3 и четырех приводных барабанов 4-7 на гибкие рабочие органы 8 и 9, на которых подвешена кабина лифта. В качестве гибкого рабочего органа может применяться, например, стальная лента [5] или стальные ленты, собранные в пакет со смазкой между слоями, заключенные в эластичную оболочку [6]. Перспективно использование синтетических тканых лент, армированных стальными тросиками, углеводородными волокнами. Гибкие рабочие органы состоят из двух ветвей лент, которые конфигурируются по пространству шахты исходя из типоразмера кабины, габаритов шахты и, главное, из принципа перераспределения общего вращающего момента, созданного электродвигателем привода, на несколько равных частей. Каждая из ветвей проходит снизу от первого приводного барабана 4 (первая ветвь) и 6 (вторая ветвь), где она жестко закреплена, до первого нижнего отводного блока 10 (11), потом по всей длине шахты до первого верхнего отводного блока 12 (13), вверху шахты, затем до двух подвешивающих блоков 14 (15) на одной из сторон верха кабины лифта, затем до двух других подвешивающих блоков 16 (17) на противоположенной стороне верха кабины и опять вверх до второго верхнего отводного блока 18 (19), огибает его и идет вниз по всей высоте шахты до второго нижнего отводного блока 20 (21) и теперь на второй приводной барабан 5 (7), где закрепляется второй конец гибкого рабочего органа. Кабина лифта подвешивается симметрично осям симметрии, проходящим через центр тяжести кабины.

Гибкий рабочий орган каждой ветви исходя из соображений безопасной эксплуатации лифта и его надежности состоит из нескольких, оптимально двух однотипных, лент, проходящих рядом друг с другом (фиг. 2). Например, в одной (первой) ветви две ленты 8 проходят сверху шахты на подвешивающий блок 14, установленный на крыше кабины лифта и имеющий по крайней мере две рабочие поверхности, разделенные ребордой. Огибая этот блок, ленты идут на аналогичный второй подвешивающий блок 16. На пути между этими блоками на каждую ленту воздействует свой регулируемый натяжной ролик 22 (23), который благодаря пружине 24 (25) позволяет устранить влияние разных длин лент, которое может возникнуть из-за различной вытяжки лент в процессе эксплуатации лифта. При предельно допустимой вытяжке одной из лент или при ее обрыве натяжной ролик 22 своей отводкой 26 воздействует на датчик 27, выдающий сигнал об аварии в схему управления лифта.

Привод, размещенный ниже пути движения кабины, может быть реализован из следующих компонентов (фиг. 3): электродвигатель 28, соединительная муфта 29, редуктор 30, электромагнит тормоза 31, приводные барабаны 4 и 5, показанные для одной ветви, на которых закреплены ленты 8 и которые имеют вместимость ленты, достаточную для подъема кабины на заданную высоту, отводные блоки 10 и 20. Штурвал 32 традиционно служит для ручного перемещения кабины.

Для осуществления движения кабины и снижения нагрузки на привод в настоящем изобретении предложена оригинальная конструкция редуктора, представленная схематично в разрезе на фиг. 4. Приводной барабан 4, перемещающий две ленты 8 первой ветви гибкого рабочего органа, жестко закреплен на валу 33 редуктора. Второй приводной барабан 5, перемещающий две ленты 8 первой ветви, жестко закреплен на валу 34 редуктора. Аналогичным образом первый 6 и второй 7 приводные барабаны, служащие для перемещения двух лент 9 второй ветви гибкого рабочего органа, жестко закреплены на других концах валов 33 и 34 соответственно.

Эти валы приводятся в синхронное вращение в противоположные стороны при помощи червячной пары (червяк 35, зубчатое - червячное колесо 36) и ряда зубчатых шестерен 37-41. Все шестерни 37-41, жестко закрепленные на соответствующих валах 33, 34, 42, 43, имеют одинаковые число зубьев и диаметры, что позволяет осуществлять передачу с коэффициентом, равным единице.

Вращение червяка 35 передает усилие электродвигателя зубчатому колесу 36, жестко закрепленному на валу 42, на котором также жестко закреплены еще шестерни 38 и 39. Шестерня 38 передает крутящий момент шестерне 37, а шестерня 39 шестерне 40, которая закреплена на промежуточном валу 43. Наличие шестерни 40 приводит к передаче через шестерню 41 крутящего момента валу 34 противоположного знака, но равного по величине крутящему моменту, переданному валу 33. Все валы опираются на соответствующие подшипники 44 корпуса 45 редуктора 30. Для ручного перемещения кабины возможна установка штурвала 46 на выходном конце червячного вала 47.

Движение кабины лифта, например вниз, осуществляется следующим образом. Вращение ротора электродвигателя 28 (фиг. 3) передается через полумуфту 29 на входной вал 47 редуктора 30, который посредством червяка 35 (фиг. 4) передает усилие вращения на червячное колесо 36. Благодаря предложенной системе взаимодействия шестерен в редукторе, вращающий момент распределяется (делится) на выходные валы 33 и 34 редуктора равными по величине частями, но противоположными по направлению. Тяговые ленты 8 и 9 начинают сматываться с приводных барабанов 4, 5 - первая ветвь и 6, 7 - вторая ветвь лент. Перемещаясь вверх по шахте, они огибают нижние отводные блоки 10, 20, 11, 21 (фиг. 1) и верхние отводные блоки 12, 18, 13, 19 под воздействием веса кабины лифта и груза, размещенного в ней. Кабина перемещается вниз по направляющим до заданной схемой управления остановки. При задании другого направления перемещения кабины ленты наматываются на приводные барабаны под действием работающего электродвигателя, движутся вниз по шахте и тянут вверх кабину и груз в ней. Симметричная подвеска кабины лифта относительно центра ее тяжести уравновешивает нагрузки, которые вызваны действием веса кабины лифта и груза в ней как на каждую ветвь, так и на левую и правую части каждой ветви. На каждый приводной барабан действует сила, равная только четверти веса кабины с грузом, что снижает требования по прочности и габаритам к деталям редуктора, характеристикам рабочих лент. Червячное колесо редуктора находится в уравновешенном состоянии, как и при традиционной схеме лифта с канатоведущим шкивом и противовесом, но нагрузки в предлагаемой схеме лифта не менее чем в два раза меньше.

Унификация (все барабаны 4-7 одинаковые, шестерни 37-41 одинаковые, как и валы 33, 34, и подшипники) изделий редуктора позволит упростить процессы изготовления и сборки редуктора, снизит его стоимость и сведет к минимуму разность натяжения лент. Одинаковые по габаритам и исполнению все отводные шкивы (10-19 на фиг. 1) имеют небольшой диаметр из-за большей гибкости лент по сравнению с канатами и облегченную конструкцию (менее материалоемкую) из-за существенно меньших нагрузок на них от взаимодействующих лент, что облегчает монтаж лифта, снижает его стоимость, повышает надежность. Учитывая это, а также то, что часть компонентов лифта (кабина, направляющие, шахтные двери) выпускаются серийно, очевидна промышленная реализация предложенного изобретения.

Преимущества, которые могут быть получены при применении лифта в соответствии с настоящим изобретением, заключаются в следующем:
- обеспечение получения экономии пространства в здании, т.к. не требуется объемное машинное помещение вверху шахты;
- использование шахты меньшего поперечного сечения из-за отсутствия противовеса;
- снижение мощности привода и уменьшение потребления электроэнергии при эксплуатации;
- применение экономичных гибких лент взамен металлоемких канатов;
- использование традиционных и отработанных конструкций кабин, направляющих, шахтных дверей, ограничителей скорости, ловителей подтверждает необходимый уровень безопасной эксплуатации лифта и соответствие его требованиям национального стандарта (ПУ и БЛ) в области лифтостроения;
- снижение уровня шума и вибрации от привода лифта ввиду размещения его в подвальном уровне здания;
- повышение надежности вследствие уменьшения числа компонентов лифта и снижения механических нагрузок на ленты, блоки, барабаны;
- преимущество в монтаже, потому что предложенная схема лифта имеет меньше объемных и тяжелых частей (нет противовеса и грузов к нему, компенсирующей цепи, кронштейнов крепления противовесных направляющих и самих направляющих, канатоведущего шкива), чем традиционные лифты, и нет необходимости собирать отдельное машинное помещение на крыше здания.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 521209, кл. B 66 B 7/00, 27.01.1975.

2. Авторское свидетельство СССР N 508462, кл. B 66 B 11/08, 29.11.1973.

3. Патент Финляндии N 50864, кл. B 66 B 7/00, 28.05.1974.

4. Патент Финляндии N 92043, кл. B 66 B 7/06, 18.09.1992.

5. Авторское свидетельство СССР N 1054261.

6. Авторское свидетельство СССР N 644704.

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению, а именно к конструкциям приводов лифтов. Лифт содержит кабину, движущуюся по направляющим для кабины, две ветви гибких тяговых органов, на которых подвешена кабина, четыре подвешивающих блока, закрепленных на крыше кабины, ряд отводных блоков, которые распределяют тяговые органы по шахте лифта, привод, расположенный в нижней части шахты и содержащий редуктор, электродвигатель и соединительную муфту. В качестве гибких тяговых органов используются четыре ленты, по две ленты в каждой ветви, причем концы лент закрепляются на четырех приводных барабанах редуктора. Редуктор содержит систему зубчатых шестерен, обеспечивающих вращение четырех приводных барабанов группами по два в противоположные стороны, и червячную пару, что при жестком закреплении на каждом из барабанов подъемных лент обеспечивает движение кабины без противовеса при уравновешенном червячном колесе редуктора. Изобретение обеспечивает снижение нагрузки на тяговые органы. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Лифт, содержащий кабину, движущуюся по направляющим для кабины, две ветви гибких тяговых органов, на которых подвешена кабина, четыре подвешивающих блока, закрепленных на крыше кабины, ряд отводных блоков, которые распределяют тяговые органы по шахте лифта, привод, расположенный в нижней части шахты и содержащий редуктор, электродвигатель и соединительную муфту, отличающийся тем, что в качестве гибких тяговых органов используются четыре ленты, по две ленты в каждой ветви, причем концы лент закрепляются на четырех приводных барабанах редуктора, а конструкция редуктора имеет систему зубчатых шестерен, обеспечивающих вращение четырех приводных барабанов группами по два в противоположные стороны и червячную пару, что при жестком закреплении на каждом из барабанов подъемных лент, обеспечивает движение кабины без противовеса при уравновешенном червячном колесе редуктора. 2. Лифт по п.1, отличающийся тем, что каждая из четырех лент, подвешивающих кабину, на пути от одного подвешивающего блока к другому воздействует на свой натяжной ролик, установленный на кабине и связанный с датчиком натяжения (обрыва) ленты.