[發明專利]電梯安全鉗楔塊用復合材料、銅增強材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202111071711.4
• 申請日: 2021-09-14
• 公開（公告）號: CN113860115A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 和宇;魯元;黎明;朱穩;高凱;王皎;王萌;李超;何一;楊琦;薛馳遠;殷越;車靜波
• 申請（專利權）人: 西安特種設備檢驗檢測院
• 主分類號: B66B5/22
• 分類號: B66B5/22;B66B5/24;B22D17/14;C22C9/04
• 代理公司: 西安啟誠專利知識產權代理事務所(普通合伙) 61240
• 代理人: 馮亮

本發明公開了一種電梯安全鉗楔塊用復合材料、銅增強材料及其制備方法，該電梯安全鉗楔塊用復合材料，包括依次設置的第一多孔陶瓷預制體層、第二多孔陶瓷預制體層、第三多孔陶瓷預制體層、第四多孔陶瓷預制體層和第五多孔陶瓷預制體層；所述第一多孔陶瓷預制體層的氣孔率、第二多孔陶瓷預制體層的氣孔率、第三多孔陶瓷預制體層的氣孔率、第四多孔陶瓷預制體層的氣孔率和第五多孔陶瓷預制體層的氣孔率相等。本發明利用陶瓷預制體層的特定層狀結構和氣孔率，賦予材料耐磨損和抗沖擊性能。

技術領域

本發明屬于材料成型技術領域，具體涉及電梯安全鉗楔塊用復合材料、銅增強材料及其制備方法。

背景技術

電梯作為主要的垂直交通運輸設備，承擔著日常生活中人員以及貨物運輸的重要任務。隨著我國城市化進程的不斷推進，高層建筑越來越多，人們對于電梯的需求也在日益增加，截止至2015年底，我國電梯的保有量已經突破400萬臺。電梯屬于特種安全設備，在我國由國家質檢總局特種設備局管理，需要定期檢查、保養和維護。近年來，電梯事故頻發，其中轎廂墜落是電梯事故中最為常見同時也是最為惡劣的事故，對社會造成嚴重的影響。因此，電梯的可靠性與安全性至關重要，電梯安全保護系統也成為了很多研究人員所研究的課題。

電梯作為典型的機電一體化產品，主要由機械裝置部分以及電氣控制系統兩大部分所組成。機械裝置部分包括曳引系統、導向系統、轎廂系統、門系統、重力平衡系統；電氣部分包括電力拖動系統、電氣控制系統以及安全保護系統。電梯安全保護系統中的限速器，連桿機構以及安全鉗裝置構成了電梯的制動系統。當電梯發生例如鋼絲繩斷裂，轎廂超速運行以及意外墜落等危險情況時，限速器動作夾緊鋼絲繩，通過繩輪中的摩擦力，由連桿機構觸發安全鉗動作，使得安全鉗兩側楔塊同步提起，并與導軌接觸實現自鎖制停。

電梯安全鉗制動原理是通過導軌與楔塊界面摩擦功來消耗系統機械能來實現轎廂制動。制動過程中的大部分摩擦功轉化為摩擦熱，而熱能以熱傳導的方式傳遞至導軌和楔塊，并通過外表面熱對流的方式向周圍空氣散熱。摩擦熱能的產生導致導軌以及楔塊的溫升，而楔塊摩擦副區域散熱條件不同會產生不均勻的溫度場，導致高溫區域嚴重的熱變形以及熱應力。變形嚴重的高溫區域接觸壓力增大，導致摩擦熱能增加且溫度升高，加劇鉗塊以及導軌的熱變形。在摩擦制動過程中，接觸材料的熱變形影響接觸壓力的分布，而接觸壓力又決定了摩擦熱分布，繼而影響溫度場分布。因此，安全鉗摩擦制動過程是一種典型的熱機耦合過程。此外，摩擦溫升會影響制動材料表面的磨損以及摩擦行為。由此可見，安全鉗楔塊作為電梯制動系統的主要部件，楔塊材料特性對電梯制動性能的影響是非常重要的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供電梯安全鉗楔塊用復合材料、銅增強材料及其制備方法。本發明利用陶瓷預制體層的特定層狀結構和氣孔率，賦予材料耐磨損和抗沖擊性能。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種電梯安全鉗楔塊用復合材料，其特征在于，所述復合材料包括依次設置的第一多孔陶瓷預制體層、第二多孔陶瓷預制體層、第三多孔陶瓷預制體層、第四多孔陶瓷預制體層和第五多孔陶瓷預制體層；

所述第一多孔陶瓷預制體層的氣孔率、第二多孔陶瓷預制體層的氣孔率、第三多孔陶瓷預制體層的氣孔率、第四多孔陶瓷預制體層的氣孔率和第五多孔陶瓷預制體層的氣孔率相等。

上述的一種電梯安全鉗楔塊用復合材料，其特征在于，所述第一多孔陶瓷預制體層、第二多孔陶瓷預制體層、第三多孔陶瓷預制體層、第四多孔陶瓷預制體層和第五多孔陶瓷預制體層均包括陶瓷增強顆粒，所述陶瓷增強顆粒的粒徑隨層數增加而減小；所述第一多孔陶瓷預制體層的厚度、第二多孔陶瓷預制體層的厚度、第三多孔陶瓷預制體層的厚度、第四多孔陶瓷預制體層的厚度和第五多孔陶瓷預制體層的厚度均為10mm～20mm。

上述的一種電梯安全鉗楔塊用復合材料，其特征在于，所述陶瓷增強顆粒的原料包括二氧化鈦和石墨烯，所述二氧化鈦為粉末狀二氧化鈦，所述石墨烯為粉末狀石墨烯，每層所用原料中二氧化鈦的粒徑隨層數增大而減小。