電梯間能夠上下運(yùn)動(dòng),是因?yàn)槔|繩在牽引著它。實(shí)際上,在電梯豎井的上方有一個(gè)機(jī)械室,機(jī)械室里有控制系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)和電梯尼龍輪,纜繩就嵌在滑輪的凹槽里,滑輪與電動(dòng)機(jī)相連,受到電動(dòng)機(jī)的控制。當(dāng)電動(dòng)機(jī)向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),力量傳遞給滑輪和纜繩,電梯間就上升了;當(dāng)電動(dòng)機(jī)向另一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),電梯間則下降。
牽引電梯的纜繩其實(shí)是一個(gè)“環(huán)線”,它的另一側(cè)是與所謂的配重相連的。配重的重量大約等于電梯間填充了40%后的總重量。換句話說,當(dāng)電梯間處于40%的載重量時(shí),配重和電梯間總重量基本相等,兩者處于平衡狀態(tài)。
用配重來平衡電梯間,本質(zhì)上是為了節(jié)省能量。學(xué)過中學(xué)物理的人知道,當(dāng)滑輪兩邊的重量相等時(shí),只需要一點(diǎn)點(diǎn)的力量,就可以打破平衡。電動(dòng)機(jī)只要克服一點(diǎn)點(diǎn)摩擦力,就能夠讓滑輪轉(zhuǎn)動(dòng),電梯間上升,實(shí)際上牽引電梯間的是另一側(cè)的配重。反之,電梯間下降,它牽引著配重上升。
這其實(shí)是一個(gè)勢(shì)能守恒的物理系統(tǒng),電梯間勢(shì)能增加時(shí),配重的勢(shì)能就下降。電動(dòng)機(jī)只需要付出一點(diǎn)點(diǎn)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(wěn)運(yùn)行,不會(huì)出現(xiàn)速度忽快忽慢的不穩(wěn)定狀態(tài)。
而且,電梯豎井的側(cè)面安裝了導(dǎo)軌,電梯間和配重都是在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的,所以兩者在上下運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,不會(huì)發(fā)生左右晃動(dòng),這也保障了基本的安全。
每條纜繩是有幾條鋼索纏繞而成的,如此牢固的纜繩結(jié)構(gòu)足以讓一條纜繩就拉住電梯間和配重。而電梯間上一共連接了多少條纜繩呢?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(huì)開始自由落體運(yùn)動(dòng)。只要電梯間移動(dòng)速度超出了設(shè)置值,調(diào)速器系統(tǒng)就啟動(dòng)了。
調(diào)速器系統(tǒng)一般安裝在電梯豎井頂部滑輪的旁邊,調(diào)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(dāng)電梯間上下運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,調(diào)速器的纜繩也在運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電梯間加速時(shí),調(diào)速器也加速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在調(diào)速器的內(nèi)部有兩個(gè)鐵鉤子,在正常情況下,鐵鉤子會(huì)被彈簧固定,保持位置不動(dòng)。而當(dāng)電梯間移動(dòng)速度過快時(shí),鐵鉤子就會(huì)運(yùn)動(dòng)到調(diào)速器的邊緣,插入到邊緣的齒輪里,把調(diào)速器卡住。于是調(diào)速器的纜繩也被拉住了,電梯間的速度被遏制了。
有了以上的安全措施,電梯設(shè)計(jì)師們并沒有收工回家睡大覺,他們還設(shè)計(jì)了其他一些安全系統(tǒng)。
比如,電梯本身有電磁制動(dòng)器,在通電狀態(tài)下,電磁鐵會(huì)讓制動(dòng)器保持在打開狀態(tài),當(dāng)電梯突然出現(xiàn)斷電情況時(shí),制動(dòng)器會(huì)立刻工作,自動(dòng)地鉗住電梯間,不會(huì)任由電梯間自由下落。
如果以上安全系統(tǒng)全都失靈,電梯在豎井里真的在自由下落,而你不幸就在電梯間里。在祈禱上帝救命之前,你還可以求助于減震系統(tǒng)。在豎井的底部,有一個(gè)重型的震動(dòng)吸收器,通常是一個(gè)充油圓柱缸里的活塞裝置。當(dāng)電梯間落到活塞上時(shí),震動(dòng)吸收器會(huì)有一個(gè)巨大的緩沖作用,讓高速的電梯間減速,直到停下來。所以請(qǐng)放心,你不會(huì)和電梯間一起猛烈地撞擊地面。
這還不是電梯安全系統(tǒng)的全部,我還沒有說導(dǎo)軌也能起到剎車的作用呢。總之,電梯設(shè)計(jì)師們給電梯系統(tǒng)添加了各種各樣的應(yīng)急安全系統(tǒng),就是為了讓電梯間在危急時(shí)刻停下來,保障乘客的安全。