大某山民 发表于 2021-9-30 10:33

电梯发展简史知多少?安装于公元前1100年的电梯!

55,56,57,58,59,60……只剩下最后五分钟,马上就到9点了!
犹如“灰姑娘”听到深夜“钟声”,焦急着逃离“王子”的身边;老猫今天的早晨也非常焦急,看着手表指针不断走动,老猫的心脏也跟着不断跳动,焦急的内心还盘算着,一分钟进大厦,2分钟排队等电梯,一分钟坐电梯,一分钟打卡,没问题!来得及,来得及!
却没想到,人算不如天算,大厦的电梯竟然坏了!只剩一台在运行了,看了一眼排到大厦门口的队伍,犹豫就会白给,果断选择了楼梯,最后幸运的老猫依靠着飞毛腿“爬”楼梯没有迟到,不幸的是从一楼跑上13楼,就跟参加了短跑比赛一般气喘吁吁,还没开工身体就已经发出“比赛结束”的警告。


如果说我们的生活没有电梯,老猫敢保证,双腿绝对能够变得更加结实,同时也可以确定,以累成二哈的状态干活绝对事倍功半!所以,我们应该感谢电梯的发明者,是他,让咱们的生活更加便利,是他们的改良,让咱们坐电梯更加安全!


一、电梯的起源(前身)
随着高层建筑的不断出现,电梯的安装也越来越多,人们普遍认为,电梯是现代多层及高层建筑物中不可缺少的垂直运输设备,属于近代发明;却不知,其实早在远古时期电梯就已经出现了,只不过那时候的人们使用的是最原始的升降工具来运送人、食物,当时大多采用的也非电力,而是人力或畜力作为驱动力。
畜力作为驱动力

后来,在公元前1100年前后,我国周朝时期发明了提水用的辘轳,用其非凡的智慧,来提高劳动效率;辘轳一种由由木制的支架、卷筒、曲柄和绳索等组成的卷筒式卷扬机。它采用卷筒的回转运动完成升降动作,从而增加了提升物品的高度。
但是,当时安全问题没有得到解决(即一旦升降梯拉升缆绳发生断裂时,负载平台就一定会发生坠毁事故)。
最古老的垂直“电梯”:辘轳

后来在西汉末年又发明了翻车,即龙骨水车,先是在宫苑池沼灌水使用,而后逐渐普及民间,又经过东汉末年魏国马钧的革新改造,成为灌溉工具上的一个重大创造。清蒋炯《踏车曲》中:“以人运车车运辐,一辐上起一辐伏。辐辐翻水如泻玉。”
有链节,有梯辐,有龙骨,更有了驱动轮和转向轮。从以上结构上看是不是很熟悉?没错,这就是现代扶梯的前身,属于古代人的人力扶梯!纯粹从原理角度来考量,当时的设计无疑已经非常完美了。
最古老的人力“扶梯”:龙骨水车

现代扶梯结构图

公元前236年,古希腊数学家Archimedes设计制作由绞车和滑轮组构成的起重装置,成为了第一台人力驱动的卷筒式卷扬机。以上这些就是现代电梯的前身。
二、电梯的发展
公元1765年,在瓦特发明了蒸汽机后,工业革命得到快速发展,蒸汽时代来临,蒸汽机成为了重要的原动机。直至1835年,英国在一家工厂里装用了一台由蒸汽机拖动的升降机,从这时候开始,蒸汽机逐渐取代人力或畜力,正式作为升降工具的动力,并不断从中得到创新和改进。
笨重的蒸汽机

1845年,英国人威廉汤姆逊制成了世界上第一台液压升降机,液压驱动的介质是水,这是现代液压电梯的雏形。
而由于早期升降机大都采用卷筒提升,棉麻绳牵引,断绳坠落事故时有发生,难以保障安全,故较少用于载人,电梯的发展也因此受到了安全性的考验。
纽科门蒸汽机(抽水机)

直至1852年,41岁的美国工程师奥的斯(OTIS),发明了一种安全钳,在吊索断裂时,它能将轿厢锁住在导轨上,防止下坠。从此老式升降机发生了一次重大变革。
1853年9月20日,在纽约杨克斯,奥的斯先生在一家破产了的公司部分场地上办起了自己的车间,奥的斯电梯公司由此诞生。
1854年,历史上第一部具有安全保护功能的升降机诞生了!
并在美国纽约举办的第二届世界博览会上首次向世人展示,由奥的斯亲自表演了安全钳的性能,他站在高高的升降机平台上,然后把吊索割断,在观众们的一片惊呼声中,平台被安全钳稳稳地咬住,奥的斯先生安然无恙地走下了平台。由此开始,电梯的防坠安全性能有了可靠的保证,为此后电梯技术的发展奠定了基础,开创了先河!
伊莱沙·格雷夫斯·奥的斯(Elisha Grave

世界上第一台安全升降机原理

电梯的完善
1862年,奥的斯公司采用单独蒸汽机控制的升降机问世。
1880年德国最早出现了用电力拖动的升降机,从此一种称为电梯的通用垂直运输机械诞生了。尽管这台电梯从当今的角度来看是相当粗糙和简单的,但它却是电梯发展史上的一个里程碑。
1887年,奥的斯公司制造出世界上第一台名副其实的电梯(鼓轮式电梯),采用直流电动机为动力,通过蜗轮减速器带动卷筒上的绳索,悬挂并升降轿厢。
1889年,美国纽约的“戴纳斯特”大厅内装用了第一批电梯(鼓轮式电梯),它们由直流电动机与蜗杆传动直接连接,通过卷筒升降电梯轿厢,速度为0.5m/s,构成了现代电梯的基本传动结构。
鼓轮式电梯原理

1903年后,美国奥的斯公司将电梯传动形式从鼓轮式传动改进为曳引式传动,曳引驱动使传动机构体积大大减小,而且还使电梯曳引机在结构设计时有效地提高了通用性和安全性。从此在电梯的驱动方式上,曳引驱动占据了主导地位,为今天的长行程电梯奠定基础,并一直沿用至今。
从20世纪初开始,交流感应电动机进一步完善和发展,开始应用于电梯拖动系统,使电梯拖动系统简化,同时促进了电梯的普及。直至今日,世界上绝大多数速度在2.5m/s以下的电梯均采用交流电动机来拖动。
20世纪30年代,美国奥的斯电梯公司采用直流发电机——电动机方式在纽约的102层摩天大楼内安装了74台电梯,其中最高额定运行速度已达6m/s。西屋电器公司也于1937年在纽约70层的“洛克菲勒”中心安装了75台电梯,其中最高额定运行速度达7m/s。
鼓轮式电梯与曳引式电梯区别

电梯的带动
继1853年奥的斯公司问世之后,后续的电梯公司也同样不甘落后,纷纷各自研发或改进各类电梯产品,公司的竞争为电梯行业注入了新的生命。
1902年,瑞士迅达电梯公司开发了自动按钮控制的乘客电梯。
1976年7月,日本富士达公司开发了速度为10.00m/s的直流无齿轮曳引电梯。
1977年,日本三菱电梯公司开发了可控硅-伦纳德控制的无齿轮曳引电梯。
1979年,奥的斯公司开发了第一台基于微处理器的电梯控制系统Elevonic 101,从而使电梯电气控制进入一个崭新的发展时期。
1997年,通力电梯公司在芬兰建造了当今世界行程最大(350)的地下电梯试验井道,实际最大行程330m,理论上可测试17.00m/s速度的电梯。
1988年,新版欧洲标准EN81-1:1998《电梯制造与安装安全规范》(我国国家标准GB7588等效采用EN81-1)增加了对电梯轿厢上行超速保护等方面的要求,电梯部件公司如德国Wittur电梯部件集团纷纷推出双向动作限速器、双向制动安全钳等产品。
2004年竣工的台北国际金融中心大厦将安装日本东芝电梯公司速度为(16.8m/s)的超高速电梯。该电梯连接地下1层和第89层观光层,提高高度为388m。
……


以上大部分,就是目前所能查到的电梯发展简史了,看了那么久,对于我们生活中几乎每天搭载的工具,是不是又了解了不少呢?
其实电梯技术的发展水平体现了社会的科学文明。随着电梯技术的开发研究,高效、智能化控制的电梯一定会提供优质良好的服务,那样上班族们也就不用再担心迟到了。

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