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電梯史話
世界電梯技術(shù)發(fā)展史話
 

    電梯是垂直運行的電梯(通常也簡稱為電梯)、傾斜方向運行的自動扶梯、傾斜或水平方向運行的自動人行道的總稱。有了電梯,摩天大樓才得以崛起,現(xiàn)代城市才得以長高。據(jù)估計,截至2002年,全球在用電梯約635萬臺,其中垂直電梯約610萬臺,自動扶梯和自動人行道約25萬臺。電梯已成為人類現(xiàn)代生活中廣泛使用的人員運輸工具。人們對電梯安全性、高效性、舒適性的不斷追求推動了電梯技術(shù)的進步。很久之前,人們就使用一些原始的升降工具運送人和貨物。

  公元前1100年前后,我國古人發(fā)明了轆轤,它采用卷筒的回轉(zhuǎn)運動完成升降動作,因而增加了提升物品的高度。公元前236年,希臘數(shù)學家Archimedes設(shè)計制作了由絞車和滑輪組構(gòu)成的起重裝置。這些升降工具的驅(qū)動力一般是人力或畜力。19世紀初,在歐美開始用蒸汽機作為升降工具的動力。1845年,威廉?湯姆遜研制出1臺液壓驅(qū)動的升降機,其液壓驅(qū)動的介質(zhì)是水。盡管升降工具被一代代富有革新精神的工程師們進行不斷改進,然而被工業(yè)界普遍認可的升降機仍未出現(xiàn),直到1852年世界第1臺安全升降機誕生。

   ElishaGravesOtis是1852年世界第1臺安全升降機的發(fā)明者 1889年,升降機開始采用電力驅(qū)動,真正出現(xiàn)了電梯。電梯在驅(qū)動控制技術(shù)方面的發(fā)展經(jīng)歷了直流電機驅(qū)動控制,交流單速電機驅(qū)動控制,交流雙速電機驅(qū)動控制,直流有無齒輪、無齒輪調(diào)速驅(qū)動控制,交流調(diào)壓調(diào)速驅(qū)動控制,交流變壓變頻調(diào)速驅(qū)動控制,交流永磁同步電機變頻調(diào)速驅(qū)動控制等階段。 19世紀末,采用沃德-倫納德系統(tǒng)驅(qū)動控制的直流電梯出現(xiàn),使電梯的運行性能明顯改善。20世紀初,開始出現(xiàn)交流感應(yīng)電動機驅(qū)動的電梯,后來槽輪式(即曳引式)驅(qū)動的電梯代替了鼓輪卷筒式驅(qū)動的電梯,為長行程和具有高度安全性的現(xiàn)代電梯奠定了基礎(chǔ)。20世紀上半葉,直流調(diào)速系統(tǒng)在中、高速電梯中占有較大比例。

  1967年,晶閘管用于電梯驅(qū)動,交流調(diào)壓調(diào)速驅(qū)動控制的電梯出現(xiàn)。

  1983年,變壓變頻控制的電梯出現(xiàn),由于其良好的調(diào)速性能、舒適感和節(jié)能等特點迅速成為電梯的主流產(chǎn)品。

  1996年,交流永磁同步無齒輪曳引機驅(qū)動的無機房電梯出現(xiàn),電梯技術(shù)又一次革新。由于曳引機和控制柜置于井道中,省去了獨立機房,節(jié)約了建筑成本,增加了大樓的有效面積,提高了大樓建筑美學的設(shè)計自由度。這種電梯還具有節(jié)能、無油污染、免維護和安全性高等特點。電梯在操縱控制方式方面的發(fā)展經(jīng)歷了手柄開關(guān)操縱、按鈕控制、信號控制、集選控制等過程,對于多臺電梯出現(xiàn)了并聯(lián)控制、智能群控。

  如今,世界各國的電梯公司還在不斷地進行電梯新品的研發(fā)、維修保養(yǎng)服務(wù)系統(tǒng)的完善,力求滿足人們的對現(xiàn)代建筑交通日益增長的需求。 1852年,美國紐約楊克斯(Yonkers)的機械工程師奧的斯先生(ElishaGravesOtis,1811年~1861年)發(fā)明了世界第1臺安全升降機。它是以蒸氣機為動力、配有安全裝置的升降機。他將帶有鋸齒狀的鐵條固定在導軌上,在轎廂的上部設(shè)置了一個彈簧片,并將其與機械聯(lián)動裝置和制動棘爪連接起來。曳引繩固定在彈簧片的中心,曳引繩破斷時彈簧片恢復原始形狀,強迫機械聯(lián)動裝置動作,然后制動爪伸入鋸齒狀的鐵條阻止電梯下落。工業(yè)用戶(貨梯)是安全升降機的首先使用者
1900年,這種扶梯在法國巴黎國際博覽會上展出取得巨大成功。在展覽會上另一種扶梯也引人注目,它是由JesseWilfredReno設(shè)計的扶梯。接下來的10年里,奧的斯-西伯格和Reno是世界上僅有的在扶梯領(lǐng)域的競爭者。1910年,西伯格根據(jù)合作協(xié)議把自己所有的專利出售給了奧的斯公司。

  1911年,奧的斯公司收購了Reno公司。 1900年,西伯格把拉丁文中“scala(樓梯)”一詞與“elevator(電梯)”一詞的字母結(jié)合起來創(chuàng)造的“escalator(如今稱為自動扶梯)”一詞注冊為產(chǎn)品商標,1910年西伯格將它賣給了奧的斯公司。直到1950年,奧的斯公司擁有這個商標。1950年,根據(jù)商標保護法的規(guī)定,“escalator”失去了它名稱的專有權(quán),成為扶梯的通稱。

  1902年,瑞士迅達電梯公司開發(fā)了自動按鈕控制的乘客電梯。

  1903年,奧的斯公司在紐約安裝了第1臺直流無齒輪曳引電梯。

  1915年,奧的斯公司設(shè)計了自動平層微動裝置,首次用于美國海軍艦隊的電梯。

  1920年,奧的斯公司把Reno的傾斜板條式扶梯和西伯格的梯階式扶梯兩者的長處融為一體,重新進行設(shè)計,使扶梯性能大為改觀。

  1922年,奧的斯公司制造了世界上第1臺現(xiàn)代化自動扶梯,水平楔槽式梯級與梳齒板相結(jié)合,從此即為其它自動扶梯制造商所沿用。

  1924年,奧的斯公司在紐約新建的標準石油公司大樓安裝了第1臺信號控制的電梯,這是一種自動化程度較高的有司機電梯。

  1926年,迅達公司開始生產(chǎn)采用沃德-倫納德(發(fā)電機—電動機組)系統(tǒng)驅(qū)動的直接曳引式電梯。

  1931年,奧的斯公司在紐約安裝了世界第1臺雙層轎廂電梯。雙層轎廂電梯增加了額定載重量,節(jié)省了井道空間,提高了輸送能力。

  1968年,奧的斯公司為美國芝加哥的Time-Life大廈安裝了1臺雙層轎廂電梯系統(tǒng)。 1946年,奧的斯公司設(shè)計了群控電梯,1949年首批群控電梯安裝于紐約聯(lián)合國大廈。 1967年,奧的斯公司為美國紐約世界貿(mào)易中心大樓安裝了208臺電梯和49臺自動扶梯。紐約世界貿(mào)易中心南北兩座高樓都是110層,每層均有4047㎡辦公空間,北樓高417m,南樓高415m。該大樓于2001年9月11日因恐怖分子的襲擊而轟然倒塌。

1974年,奧的斯公司在荷蘭阿姆斯特丹國際機場安裝了200m長的自動人行道,當時在歐洲時最長的1條自動人行道。

  1975年,加拿大多倫多市的CN電視塔建造,它是世界上最高的獨立式建筑物。塔高550m,裝有奧的斯公司4臺特制玻璃圍壁的觀光電梯。


  1976年7月,日本富士達公司開發(fā)了速度為10.00m/s的直流無齒輪曳引電梯。

  1977年,日本三菱電機公司開發(fā)了可控硅-倫納德控制的無齒輪曳引電梯。

  1979年,奧的斯公司開發(fā)了第1臺基于微處理器的電梯控制系統(tǒng)Elevonic101,從而使電梯電氣控制進入一個嶄新的發(fā)展時期。

  1980年,奧的斯公司發(fā)布了一個稱之為OtisPlan的計算機程序,幫助建筑師們?yōu)樾碌幕蚋脑斓慕ㄖ锎_定電梯的最佳形式、速度、數(shù)量等配置方案。

  1983年,奧的斯公司開發(fā)了OTISLINE®,它是一個基于計算機的每天24h的召修服務(wù)系統(tǒng)。 1983年,三菱電機公司開發(fā)了世界第1臺變壓變頻驅(qū)動的電梯。1990年,三菱電機公司又首次將變頻驅(qū)動系統(tǒng)用于液壓電梯。

  1985年,三菱電機公司研制出曲線運行的螺旋型自動扶梯,并成功投入生產(chǎn)。螺旋型自動扶梯可以節(jié)省建筑空間,具有裝飾藝術(shù)效果。 三菱電機公司螺旋型自動扶梯 1988年2月,富士達公司應(yīng)用模糊理論和人工智能技術(shù)開發(fā)的電梯群控管理系統(tǒng)“FLEX8800”系列商品化。

  1988年,奧的斯公司發(fā)布了REM®,它是一個可以遠程監(jiān)測電梯性能的計算機診斷系統(tǒng)。