电梯结构与原理
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1.1 电梯的起源与发展

1.1.1 电梯的起源

电梯是一种以电动机为动力的垂直升降设备,通过箱体吊舱的上升和下降,可实现多层建筑的载人或载物。电梯的起源最早可以追溯到公元前1100多年,我国周朝时期出现的提水辘轳。这是一种用木制的支架、卷筒、曲柄和绳索组成的手摇式简易人力卷扬机。公元前236年,古希腊著名的科学家阿基米德制成了一台由人力驱动的卷筒式卷扬机,这些都是电梯的雏形。

英国的阿姆斯特朗制作了第一台水压式升降机,这是现代液压电梯的雏形。

由于早期的升降机大都采用卷筒提升,牵引绳、吊索断裂引发的坠落事故时有发生,因而电梯的发展受到了安全性的考验。

1852年,41岁的美国人奥的斯发明了一种弹簧卡式安全钳,在吊索断裂时,它能将升降机锁在导轨上,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,在纽约扬克斯,奥的斯在一家破产的公司的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,在纽约“水晶宫”展览会上,奥的斯亲自展示了安全钳的性能,他站在高高的升降机平台上,然后把吊索割断,在观众的一片惊呼声中,平台被安全钳稳稳地咬住,“一切安全,先生们!一切安全。”奥的斯安然无恙地走下了升降机平台。这就是历史上第一台安全升降机。由此开始,电梯的防坠安全性能有了可靠的保障,奥的斯也被人们称为“电梯之父”。

奥的斯的发明彻底改写了人类使用升降机的历史。从那以后,乘搭升降机不再是“勇敢者的游戏”,升降机在世界范围内得到了广泛的应用。

1857年3月23日,奥的斯公司在纽约为霍沃特公司的一家专营法国瓷器和玻璃器皿的商店安装了世界上第一台客运升降机。该商店共有5层,升降机的动力是由建筑物内的蒸汽动力站来提供的,通过一系列轴和皮带进行驱动,可载重500kg,速度约为0.2m/s。

现代电梯兴盛的根本在于采用电力作为动力的来源。1880年德国出现了用电力拖动的升降机,从此一种被称为“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,但它是电梯发展史上的一个里程碑。

1889年12月,奥的斯电梯公司在纽约的“戴纳斯特”大厅内安装了世界上第一台电梯(见图1-1),它由直流电动机与蜗杆传动直接连接,通过蜗杆减速器带动卷筒升降电梯轿厢,速度约为0.5m/s。这是世界上第一台由电动机作为驱动装置的电力升降机,也是世界上第一台名副其实的电梯,其拥有现代电梯的基本传动结构(见图1-2)。

图1-1 世界上第一台电梯

图1-2 现代电梯的基本传动结构

从此,电梯作为一种重要的垂直交通工具走上了历史舞台,得到了迅速的发展。