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2011年7月5日早晨,在北京地铁四号线动物园站,因上行电梯突然发生设备故障而逆行,造成人员伤亡。这起偶然发生的严重事故引起人们对电梯运行安全性的关注。实际上,电梯是一种应用广泛、安全有效的运送工具。它是由电力驱动,通过钢丝缆绳、滑轮系统、平衡锤或卷筒等构件组合制造而成的升降机械装置。随着科技不断进步,电梯也在不断改进创新,不仅安全性大大提高,而且功能本领各异,种类日益增多,成为人们在生产、运输等领域的得力助手,也为人类生活提供了舒适和便利。
性能不断提升的升降系统
很久以前,我国古代劳动人民在从事深井作业时,就常常把箩筐从井口垂直下降到井底,把人员、物品或是矿石送下去或拉上来。后来,逐渐从人力发展到牲畜和水力驱动的简单的升降装置。这样,人们在深井进进出出就要方便很多。
不仅中国这样,世界上的其他古国同样如此。早在公元前2600年,埃及人在建造金字塔时就使用了最原始的升降系统,这套系统的基本原理至今仍无变化:即一个平衡物下降的同时,负载平台上升。公元前1世纪,古罗马建筑师维特罗维斯设计出通过滑轮来操纵的升降台。后来,这种以滑轮结构为起重机械的方式得以传承,并逐渐从生产领域走进人们的生活。
中世纪时期,欧洲有许多修道院建在险峻的峭壁上。人们进出修道院,需要站在一个类似“笼子”的装置里,用绳索通过滑轮吊着上下升降。在这里,升降装置成了最为便捷的“通道”。到了17世纪,法国人别出心裁地造出一种人能坐在椅子上的升降装置。人们在楼顶安置一只吊挂的滑轮,一根缆绳绕过滑轮系在乘坐的椅子上,另一端则安装了平衡铁块。使用前,用沉重的沙袋压住椅子,使铁块高悬并保持静止状态。人们坐上椅子后将沙袋推掉,随着重物下落坠地,椅子一下子便上升到楼上的窗口。
19世纪初,科学家逐步采用机械手段操纵升降装置。最初,美国工程师鲍德温设计出一台以蒸汽机为动力的升降机。汽缸主体的短程活塞不停地运动,驱使升降井顶端的轮子转动;绕在轮子上的缆绳提着升降平台上下移动,从而实现了货物运送。1850年,美国人沃特曼建造了水压式升降机,并将它安装在纽约市的曼哈顿仓库。这部升降机缆绳的一端系着升降平台,另一端绕在圆柱形卷筒上,滑轮升降采用蒸汽动力驱动。卷筒顺向旋转,缆绳提着升降台上升;卷筒逆向旋转,升降台便渐渐下降。根据这台升降装置独具的特性,人们为它取名为“卷扬机”。1857年,世界上第一台蒸汽动力式“客梯”诞生。1880年,德国工程师西门子制造出了以电动机取代蒸汽动力的升降机。他将电动机安装在升降台下部,利用齿轮与齿条传动的机械原理,使电机轴顶端旋转的齿轮沿着导轨齿条垂直移动,从而驱动平台上下升降。
提到电梯,就不能不提到“奥的斯”这个名字。1853年,美国纽约一位名叫奥的斯的机修工人,发明了一种带有安全装置的升降机。他利用小车和弹簧互动的机械原理,当吊挂的缆绳失去张力后,弹簧立刻弹出棘爪,使其牢牢地嵌入齿槽里,以此控制升降机跌落。
1854年,在纽约世界博览会上,奥的斯第一次向世人展示了他的发明。他站在高高的装满货物的升降机平台上,随着一声令下,他的助手用利斧砍断了升降机的提拉缆绳。在人们的一片惊呼声中,升降机并没有坠毁,而是牢牢地固定在半空中。人类历史上第一部“安全升降机”就这样诞生了,从此,搭乘升降机不再是“勇敢者的游戏”了,升降机得以在世界范围内迅速普及。
后来,工程技术人员对这种升降机做了进一步改进,并将升降平台改制成一座封闭的载人小屋,在纽约的霍沃特商场安装使用后深受人们的欢迎。1889年,奥的斯公司制造出世界上第一台用电动机驱动的“客用电梯”,并安装在纽约德姆雷斯达大厦,直至1920年这幢大楼被拆毁,客用电梯在这里默默地工作了31年。在不断探索过程中,奥的斯创立的以自己名字命名的电梯公司也在日益壮大。经过长达150多年的发展进程,现已成为世界上最大的电梯生产厂商。
功能合二为一的自动扶梯
自动扶梯也称电动扶梯,是一种以运输带运动方式运送行人的运输工具。它的英文原名是把扶梯及升降机加在一起的意思。
自动扶梯一般是斜置。行人在扶梯的一端站上自动行走的梯级,便会自动被带到扶梯的另一端,途中梯级一路保持水平。扶梯在两旁均设有跟梯级同步移动的扶手,供使用者扶握。自动扶梯一般情况下是向一个方向行走,但也可以根据时间、人流等需要,由管理人员控制行走方向。另外,还有一种和自动扶梯十分类似的行人运输工具,那就是自动人行道。两者主要区别是,自动行人道没有梯级,只会在平地上行走或是稍微倾斜。
1985年,日本三菱电机首次发明能曲线运行、呈螺旋型的自动扶梯。除了可以节省空间外,螺旋型扶梯亦很具艺术效果。此外,有些自动扶梯可以在中间路段变回水平状态,这样可以减少乘客乘非常长的扶梯时对高度产生的恐惧,亦可以更灵活配合建筑结构。
电动扶梯和电梯都是垂直运输行人的交通工具,两者各有长处,通常会在不同的场合使用。与电梯相比,电动扶梯所占空间较多,而且行走速度(特别是垂直速度)相对缓慢。但是因为电动扶梯是连续运作,不像垂直升降电梯需要等轿箱到来,因此扶梯的总载客量要高出很多。在人流很高,而垂直距离不长的地方,例如商场和车站,一般都会使用电动扶梯。而人流较少、垂直距离大的场合,例如办公楼等处则多数使用垂直升降电梯。
电梯的承载能力一般是这样的标准:电梯的倾斜角度为30度,提升高度为3~17.5米,梯级宽度0.8米,运行速度 0.45米/秒,其输送能力应为每小时6075人;而同样的倾斜度和提升高度,其运行速度为0.5米/秒,每小时则为6750人。电梯倾斜角度为35度,提升高度为3~17.5米,梯级宽度为1米,运行速度0.45米/秒,其输送能力为每小时8100人;而同样的倾斜角度和提升高度,其运行速度为0.5米/秒,那么每小时应为9000人。电梯超过此运载能力标准,就容易出事故。
科技进步推动电梯发展
除了普通客用和货运电梯外,现代电梯按不同用途制造,供轮船、水坝和火箭发射台等专用的电梯也诞生了。为满足都市高楼大厦运载的要求,20世纪中期出现的快速客用电梯升降速度每分钟可达到365米;1970年,美国汉科克大厦的电梯升降速度已达到549米。现今世界上速度最快的电梯是台北101大楼中的两部观光电梯。这幢大楼高508米,共101层,两部观光电梯上行最高速度可达每分钟1010米,是世界上最快的电梯。不过有报道说,韩国已经开发出运行速度达1080米/分钟的电梯“THE EL”,其运行距离也是世界之最,达600米。
20世纪70年代,“观光电梯”登台亮相,其吊舱不仅是载人升降的工具,而且是大楼建筑的一种艺术装饰,乘客在平稳运行的吊舱里,可以透过玻璃壁向外眺望都市风光,使人获得愉悦、舒适的享受。
与此同时,安装了微型计算机控制器的智能电梯也逐渐完善和普及。较大的商店、宾馆或者高层建筑,一般都备有一台或几台这样的电梯。进了电梯,你只要按几个按钮,电梯就会迅速而准确地自动运行,将你送到目的地,又省力,又安全。
智能电梯能够自动运行,是因为内部设有预先编制好的控制程序,能模仿人的思维进行工作。例如,电梯在关门前首先要判断是否“超载”。如果“是”的话,立即发出“警报”,要求退出几个乘客,直到“不超载”为止。电梯一边上升,一边要判断:到达上一层时电梯内是否有人要下去(乘客上电梯时,都需按一下想要到达的楼层按钮)。若有人下,到达上一层时,就自动停下来开门。若无人下,它还要判断:电梯外是否有人要上电梯(客人想乘电梯,应在电梯外面门口按相应的电钮)。若有人上,即使电梯内无人下它也要停下,自动开门。只有在既无人上、也无人下的情况下,这一层才不停。这个过程周而复始,下降过程与上升过程类似。
微型计算机控制器在电梯自动运行中起到了关键作用。它及时收集电梯内和各楼层乘客需要进出电梯的信息,然后迅速地对这些信息进行加工、判断、处理,并发出相应命令,从而保证电梯自动、顺利、安全地运行。
到了20世纪下半叶,世界上逐渐开始推行群控系统电梯。群控系统是以两部以上电梯为一组,按一定时间间隔自动运行。电梯都装有厢外和厢内两扇门,结构多为双叶单轨道中间开启式,门由装在厢内的电动机开闭,门上的传感器可使电动机向正反方向旋转。后来,许多电梯还设置了内部通信系统,供电梯出现机械故障时使用,并配备警铃按钮、事故灯和备用电源。
【责任编辑】庞云
性能不断提升的升降系统
很久以前,我国古代劳动人民在从事深井作业时,就常常把箩筐从井口垂直下降到井底,把人员、物品或是矿石送下去或拉上来。后来,逐渐从人力发展到牲畜和水力驱动的简单的升降装置。这样,人们在深井进进出出就要方便很多。
不仅中国这样,世界上的其他古国同样如此。早在公元前2600年,埃及人在建造金字塔时就使用了最原始的升降系统,这套系统的基本原理至今仍无变化:即一个平衡物下降的同时,负载平台上升。公元前1世纪,古罗马建筑师维特罗维斯设计出通过滑轮来操纵的升降台。后来,这种以滑轮结构为起重机械的方式得以传承,并逐渐从生产领域走进人们的生活。
中世纪时期,欧洲有许多修道院建在险峻的峭壁上。人们进出修道院,需要站在一个类似“笼子”的装置里,用绳索通过滑轮吊着上下升降。在这里,升降装置成了最为便捷的“通道”。到了17世纪,法国人别出心裁地造出一种人能坐在椅子上的升降装置。人们在楼顶安置一只吊挂的滑轮,一根缆绳绕过滑轮系在乘坐的椅子上,另一端则安装了平衡铁块。使用前,用沉重的沙袋压住椅子,使铁块高悬并保持静止状态。人们坐上椅子后将沙袋推掉,随着重物下落坠地,椅子一下子便上升到楼上的窗口。
19世纪初,科学家逐步采用机械手段操纵升降装置。最初,美国工程师鲍德温设计出一台以蒸汽机为动力的升降机。汽缸主体的短程活塞不停地运动,驱使升降井顶端的轮子转动;绕在轮子上的缆绳提着升降平台上下移动,从而实现了货物运送。1850年,美国人沃特曼建造了水压式升降机,并将它安装在纽约市的曼哈顿仓库。这部升降机缆绳的一端系着升降平台,另一端绕在圆柱形卷筒上,滑轮升降采用蒸汽动力驱动。卷筒顺向旋转,缆绳提着升降台上升;卷筒逆向旋转,升降台便渐渐下降。根据这台升降装置独具的特性,人们为它取名为“卷扬机”。1857年,世界上第一台蒸汽动力式“客梯”诞生。1880年,德国工程师西门子制造出了以电动机取代蒸汽动力的升降机。他将电动机安装在升降台下部,利用齿轮与齿条传动的机械原理,使电机轴顶端旋转的齿轮沿着导轨齿条垂直移动,从而驱动平台上下升降。
提到电梯,就不能不提到“奥的斯”这个名字。1853年,美国纽约一位名叫奥的斯的机修工人,发明了一种带有安全装置的升降机。他利用小车和弹簧互动的机械原理,当吊挂的缆绳失去张力后,弹簧立刻弹出棘爪,使其牢牢地嵌入齿槽里,以此控制升降机跌落。
1854年,在纽约世界博览会上,奥的斯第一次向世人展示了他的发明。他站在高高的装满货物的升降机平台上,随着一声令下,他的助手用利斧砍断了升降机的提拉缆绳。在人们的一片惊呼声中,升降机并没有坠毁,而是牢牢地固定在半空中。人类历史上第一部“安全升降机”就这样诞生了,从此,搭乘升降机不再是“勇敢者的游戏”了,升降机得以在世界范围内迅速普及。
后来,工程技术人员对这种升降机做了进一步改进,并将升降平台改制成一座封闭的载人小屋,在纽约的霍沃特商场安装使用后深受人们的欢迎。1889年,奥的斯公司制造出世界上第一台用电动机驱动的“客用电梯”,并安装在纽约德姆雷斯达大厦,直至1920年这幢大楼被拆毁,客用电梯在这里默默地工作了31年。在不断探索过程中,奥的斯创立的以自己名字命名的电梯公司也在日益壮大。经过长达150多年的发展进程,现已成为世界上最大的电梯生产厂商。
功能合二为一的自动扶梯
自动扶梯也称电动扶梯,是一种以运输带运动方式运送行人的运输工具。它的英文原名是把扶梯及升降机加在一起的意思。
自动扶梯一般是斜置。行人在扶梯的一端站上自动行走的梯级,便会自动被带到扶梯的另一端,途中梯级一路保持水平。扶梯在两旁均设有跟梯级同步移动的扶手,供使用者扶握。自动扶梯一般情况下是向一个方向行走,但也可以根据时间、人流等需要,由管理人员控制行走方向。另外,还有一种和自动扶梯十分类似的行人运输工具,那就是自动人行道。两者主要区别是,自动行人道没有梯级,只会在平地上行走或是稍微倾斜。
1985年,日本三菱电机首次发明能曲线运行、呈螺旋型的自动扶梯。除了可以节省空间外,螺旋型扶梯亦很具艺术效果。此外,有些自动扶梯可以在中间路段变回水平状态,这样可以减少乘客乘非常长的扶梯时对高度产生的恐惧,亦可以更灵活配合建筑结构。
电动扶梯和电梯都是垂直运输行人的交通工具,两者各有长处,通常会在不同的场合使用。与电梯相比,电动扶梯所占空间较多,而且行走速度(特别是垂直速度)相对缓慢。但是因为电动扶梯是连续运作,不像垂直升降电梯需要等轿箱到来,因此扶梯的总载客量要高出很多。在人流很高,而垂直距离不长的地方,例如商场和车站,一般都会使用电动扶梯。而人流较少、垂直距离大的场合,例如办公楼等处则多数使用垂直升降电梯。
电梯的承载能力一般是这样的标准:电梯的倾斜角度为30度,提升高度为3~17.5米,梯级宽度0.8米,运行速度 0.45米/秒,其输送能力应为每小时6075人;而同样的倾斜度和提升高度,其运行速度为0.5米/秒,每小时则为6750人。电梯倾斜角度为35度,提升高度为3~17.5米,梯级宽度为1米,运行速度0.45米/秒,其输送能力为每小时8100人;而同样的倾斜角度和提升高度,其运行速度为0.5米/秒,那么每小时应为9000人。电梯超过此运载能力标准,就容易出事故。
科技进步推动电梯发展
除了普通客用和货运电梯外,现代电梯按不同用途制造,供轮船、水坝和火箭发射台等专用的电梯也诞生了。为满足都市高楼大厦运载的要求,20世纪中期出现的快速客用电梯升降速度每分钟可达到365米;1970年,美国汉科克大厦的电梯升降速度已达到549米。现今世界上速度最快的电梯是台北101大楼中的两部观光电梯。这幢大楼高508米,共101层,两部观光电梯上行最高速度可达每分钟1010米,是世界上最快的电梯。不过有报道说,韩国已经开发出运行速度达1080米/分钟的电梯“THE EL”,其运行距离也是世界之最,达600米。
20世纪70年代,“观光电梯”登台亮相,其吊舱不仅是载人升降的工具,而且是大楼建筑的一种艺术装饰,乘客在平稳运行的吊舱里,可以透过玻璃壁向外眺望都市风光,使人获得愉悦、舒适的享受。
与此同时,安装了微型计算机控制器的智能电梯也逐渐完善和普及。较大的商店、宾馆或者高层建筑,一般都备有一台或几台这样的电梯。进了电梯,你只要按几个按钮,电梯就会迅速而准确地自动运行,将你送到目的地,又省力,又安全。
智能电梯能够自动运行,是因为内部设有预先编制好的控制程序,能模仿人的思维进行工作。例如,电梯在关门前首先要判断是否“超载”。如果“是”的话,立即发出“警报”,要求退出几个乘客,直到“不超载”为止。电梯一边上升,一边要判断:到达上一层时电梯内是否有人要下去(乘客上电梯时,都需按一下想要到达的楼层按钮)。若有人下,到达上一层时,就自动停下来开门。若无人下,它还要判断:电梯外是否有人要上电梯(客人想乘电梯,应在电梯外面门口按相应的电钮)。若有人上,即使电梯内无人下它也要停下,自动开门。只有在既无人上、也无人下的情况下,这一层才不停。这个过程周而复始,下降过程与上升过程类似。
微型计算机控制器在电梯自动运行中起到了关键作用。它及时收集电梯内和各楼层乘客需要进出电梯的信息,然后迅速地对这些信息进行加工、判断、处理,并发出相应命令,从而保证电梯自动、顺利、安全地运行。
到了20世纪下半叶,世界上逐渐开始推行群控系统电梯。群控系统是以两部以上电梯为一组,按一定时间间隔自动运行。电梯都装有厢外和厢内两扇门,结构多为双叶单轨道中间开启式,门由装在厢内的电动机开闭,门上的传感器可使电动机向正反方向旋转。后来,许多电梯还设置了内部通信系统,供电梯出现机械故障时使用,并配备警铃按钮、事故灯和备用电源。
【责任编辑】庞云