升降電梯安全嗎
升降電梯能夠上下運動,是因為纜繩在牽引著它。實際上,在電梯豎井的最上方有一個機械室,機械室裡有控制系統、電動機和滑輪,纜繩就嵌在滑輪的凹槽裡,滑輪與電動機相連,受到電動機的控制。當電動機向一個方向轉動時,力量傳遞給滑輪和纜繩,電梯間就上升了;當電動機向另一個方向轉動時,電梯間則下降。
牽引電梯的纜繩其實是一個“環線”,它的另一側是與所謂的配重相連的。配重的重量大約等於電梯間填充了40%後的總重量。換句話說,當電梯間處於40%的載重量時,配重和電梯間總重量基本相等,兩者處於平衡狀態。
用配重來平衡電梯間,本質上是為了節省能量。學過中學物理的人知道,當滑輪兩邊的重量相等時,只需要一點點的力量,就可以打破平衡。電動機只要克服一點點摩擦力,就能夠讓滑輪轉動,電梯間上升,實際上牽引電梯間的是另一側的配重。反之,電梯間下降,它牽引著配重上升。
這其實是一個勢能守恆的物理系統,電梯間勢能增加時,配重的勢能就下降。電動機只需要付出一點點能量,就能操縱電梯間上升或下降了。所以在正常情況下,電梯間都能夠平穩執行,不會出現速度忽快忽慢的不穩定狀態。
而且,電梯豎井的側面安裝了導軌,電梯間和配重都是在導軌上運動的,所以兩者在上下運動的時候,不會發生左右晃動,這也保障了基本的安全。
纜繩都斷了也沒事
在好萊塢的許多動作片中,經常有這樣一幕:由於壞人破壞或故障,纜繩突然斷了,結果電梯間和裡面的乘客猛然下落。實際上這一幕不太可能出現在現實生活中。
首先每條纜繩是有幾條鋼索纏繞而成的,如此牢固的纜繩結構足以讓一條纜繩就拉住電梯間和配重。而電梯間上一共連線了多少條纜繩呢?一般是4條或8條。因此就算其中一條繩索斷裂了,其他的繩索也足以抓住電梯間,不讓它猛然墜落。
退一步說,就算所有的繩索都斷裂了,或者滑輪出了故障,所有的繩索都從滑輪凹槽脫落了,電梯間也不會開始自由落體運動。只要電梯間移動速度超出了設定值,調速器系統就啟動了。
調速器系統一般安裝在電梯豎井頂部滑輪的旁邊,調速器也有纜繩,纏繞在滑輪之上,而且也與電梯間相連。所以當電梯間上下運動的時候,調速器的纜繩也在運動。當電梯間加速時,調速器也加速旋轉運動。在調速器的內部有兩個鐵鉤子,在正常情況下,鐵鉤子會被彈簧固定,保持位置不動。而當電梯間移動速度過快時,鐵鉤子就會運動到調速器的邊緣,插入到邊緣的齒輪裡,把調速器卡住。於是調速器的纜繩也被拉住了,電梯間的速度被遏制了。
安全系統比你想像的要多
有了以上的安全措施,電梯設計師們並沒有收工回家睡大覺,他們還設計了其他一些安全系統。
比如,電梯本身有電磁製動器,在通電狀態下,電磁鐵會讓制動器保持在開啟狀態,當電梯突然出現斷電情況時,制動器會立刻工作,自動地鉗住電梯間,不會任由電梯間自由下落。
如果以上安全系統全都失靈,電梯在豎井裡真的在自由下落,而你不幸就在電梯間裡。在祈禱上帝救命之前,你還可以求助於減震系統。在豎井的底部,有一個重型的震動吸收器,通常是一個充油圓柱缸裡的活塞裝置。當電梯間落到活塞上時,震動吸收器會有一個巨大的緩衝作用,讓高速的電梯間減速,直到停下來。所以請放心,你不會和電梯間一起猛烈地撞擊地面。
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