上上下下的省力裝置

吳文溢

在高樓林立的城市里，電梯是必不可少的出行工具。它不僅為我們的生活帶來便捷，也為城市向更高處發(fā)展提供了支撐。其實(shí)，早在電被發(fā)明之前，就有了最原始的“電梯”——升降機(jī)的存在。

公元前1世紀(jì)，人們以人力、畜力為動力，使用滑輪將貨物或人運(yùn)送到高處。17世紀(jì)，歐洲出現(xiàn)了一種升降裝置——飛椅。飛椅上系著一根繩子，繩子繞過樓頂上的滑輪，另一端系著平衡錘。使用時(shí)，只需扔下飛椅上的沙袋，飛椅上的乘客就能隨著平衡錘的下降而上升。后來，詹姆斯·瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)，升降機(jī)開始以蒸汽為動力，載重和運(yùn)行速度大大提高。1850年，美國人亨利·沃特曼建造了一臺以蒸汽為動力的卷揚(yáng)機(jī)，通過帶動卷繞在圓柱形卷揚(yáng)機(jī)上的繩子來控制升降機(jī)。

早期“電梯”有一個(gè)致命的缺陷：一旦纜繩斷裂，升降機(jī)就會下墜。所以當(dāng)時(shí)的人們都不敢乘坐升降機(jī)，直到世界上第一臺帶有安全裝置的升降機(jī)出現(xiàn)。

1953年，在美國紐約的水晶宮博覽會上，伊萊沙·格雷夫斯·奧蒂斯演示了他的發(fā)明。他走進(jìn)像木屋一樣的升降機(jī)，按下開關(guān)，升降機(jī)緩緩地升到半空中。奧蒂斯示意助手砍斷升降機(jī)的纜繩，引得在場的觀眾大驚失色。令人不可思議的是，纜繩被砍斷后，奧蒂斯和升降機(jī)仍安然無恙地停在半空中。奧蒂斯脫下帽子，向觀眾鞠躬致意后說：“非常安全。”

原來，奧蒂斯為這臺升降機(jī)設(shè)計(jì)了安全裝置。升降機(jī)在兩根導(dǎo)軌之間運(yùn)行，其纜繩連接固定在升降臺頂部的強(qiáng)力彈簧，彈簧在轎廂兩側(cè)各連接一組金屬叉。一旦纜繩斷裂，彈簧會立即彈出金屬叉，金屬叉牢固地嵌入導(dǎo)軌的齒槽，不讓升降機(jī)墜落。這便是現(xiàn)代電梯安全裝置的雛形。

幾年后，世界上第一臺載客“電梯”被安裝在了紐約的百貨商店里。不過，此時(shí)的“電梯”運(yùn)行速度并不快，一分鐘僅能上升12米左右。這臺“電梯”引起了人們的好奇與關(guān)注，加上比較安全，所以深受大眾歡迎。

1880年，德國人維爾納·馮·西門子發(fā)明了一臺電動升降機(jī)。它由安裝在底部平臺的電動機(jī)提供動力，通過嵌入導(dǎo)軌槽中的齒輪傳動，在電梯發(fā)明史上具有里程碑意義。

1889年，在紐約德馬累斯特大廈，世界上第一臺真正使用電力的電梯安裝成功，直到1920年這座大廈被拆毀才停止使用。

早期電梯的運(yùn)行需要司機(jī)，而且只能把乘客從某一層直接送至另外一層，中途不能停，操作起來十分不便。1915年，自動調(diào)平技術(shù)的出現(xiàn)讓電梯可以準(zhǔn)確地停靠在任一樓層。隨著技術(shù)的發(fā)展與成熟，電梯自動化程度越來越高。2017年，德國蒂森克虜伯股份公司推出了MULTI無纜電梯系統(tǒng)，這種電梯既可以垂直移動，又可以橫向移動。

延伸閱讀

現(xiàn)代電梯的運(yùn)行原理

現(xiàn)代電梯一般為曳引驅(qū)動，曳引繩繞過曳引輪，一端連接轎廂，另一端連接對重裝置。對重裝置是曳引電梯的重要部件，可以平衡轎廂和部分電梯負(fù)載重量。電梯運(yùn)行時(shí)，電機(jī)會驅(qū)動曳引輪轉(zhuǎn)動，帶動電梯升降。一般情況下，每部電梯至少有6根曳引繩，這些曳引繩由6到8股鋼絲纏繞纖維繩芯制成。萬一曳引繩斷裂，還有安全鉗、限速器、電梯井道底部的緩沖器等裝置讓電梯停止運(yùn)行，保護(hù)乘客安全。