Объявляется подъем!

Если человек весом 70 кг десять минут идет по горизонтальной поверхности (со скоростью 5 км/ч), то он затрачивает 41 ккал, а если вверх по лестнице – то 223 ккал. Представляете, как увеличиваются энергозатраты для подъема? А если у человека вес далеко за 100 кг – к примеру, как у меня? На одной еде разориться можно! Вот поэтому лифт считается одним из величайших изобретений.

3543 0 0

отправить по e-mail

Эйфелева башня. Фото: Arthur Bojan www.500px.com

Сегодня, правда, мы об этом даже не думаем – как и о том, что привычный электрический лифт является «транспортным средством повышенной опасности», таким же, как метро или автомобиль. А не думаем потому, что у разработчиков лифтов было достаточно времени, чтобы сделать свои детища безопасными.

Одно из первых материальных свидетельств постройки лифтов сохранилось в римском Колизее, на его нижних этажах (гипогее) – это остатки опор шахт, в которых находились подъемные механизмы для доставки на арену диких животных: львов, медведей, даже гиппопотамов. Учитывая, что вес бегемота – примерно 2 т, для подъема такой туши нужно весьма мощное сооружение. И лифтов в Колизее было много – в гипогее 28 мест с остатками конструкций. Немецкие археологи прямо там реконструировали такой подъемник, используя только материалы, которые были в Древнем Риме. И получилось! Для приведения в действие такого лифта использовался труд восьми рабов.

В Колизее тоже работали лифты

Единственное отличие средневековых лифтов от античных – домашние животные в качестве движущей силы (с рабами-то ситуация ухудшалась из века в век). А конструкция та же: канаты да деревянные детали. В основном она применялась для подъема воды из реки, а также в карьерах и шахтах, пока богатеющая знать не задумалась о комфорте. В 1743 году в Версале для Людовика XV был сооружен пассажирский лифт, приводимый в движение слугами. Кулибин построил в Зимнем дворце «самоподъемное кресло», понравившееся Екатерине II. Но все это единичные конструкции – лифты были игрушкой для очень богатых, пока не появился массовый паровой двигатель. Его впервые применили для лифта в 1800 году в Америке, в угольной шахте, а через 35 лет в Англии паровые грузовые лифты появились на промышленных предприятиях. В жилых домах это долго было невозможно из-за весомых причин. Во-первых, надо постоянно держать паровую машину включенной, и для жилого здания, где лифт нужен эпизодически, такой режим неприемлем. Во-вторых, паровая машина очень шумит. В-третьих – травмоопасность.

Элиша Отис описывает зрителям принцип работы механизма безопасности

ПЕРВЫЕ ЛИФТЫ не обладали никакими системами безопасности: когда тросы рвались, кабины падали, что почти всегда заканчивалось смертью пассажиров. На предприятиях полагалась двойная плата за такой риск, но погибнуть в своем доме задаром никто не соглашался. Вот тут-то американскому механику Элише Отису (1811–1861) пришла в голову замечательная мысль: за нее Отиса даже называют изобретателем лифта, но на самом деле он изобрел не лифт, а систему его остановки в шахте при обрыве троса.

Патент и схема работы подъемника Отиса

ПОДЪЕМНИК ОТИСА представляет собой П-образную раму, внизу которой прикреплена горизонтальная платформа. Сама рама движется по двум направляющим с вырезанными на одной стороне зубцами. В верхней части мы видим плоскую изогнутую пластину, именуемую рессорой, и два симметричных (справа и слева) Г-образных элемента. Они прикреплены к раме через ось в месте перегиба через принадлежащие ей «уши» и могут немного вращаться на этой оси туда-сюда. На одном конце Г-образного элемента, опять же через ось, закреплен штырь, входящий в отверстие в раме сбоку, другим концом Г-образный элемент также через ось соединен с аналогичным элементом с другой стороны. Трос проходит через отверстие в раме, через отверстие в рессоре и закрепляется в месте соединения концов Г-образных элементов в центре. ПОД ДЕЙСТВИЕМ собственного веса рама натягивает трос, он давит на место соединения концов Г-образных элементов, те поворачиваются на оси в «ушах» и вытягивают своими другими концами штыри из отверстия на раме, позволяя ей вместе с платформой свободно перемещаться вверх-вниз. Одновременно место соединения в центре давит на изогнутую рессору, и она становится более плоской, сопротивляясь давлению. Теперь представим, что трос оборвался и рама начала падение. Давление на рессору прекращается, она выгибается и уже сама начинает давить на место соединения концов Г-образных элементов в центре. Элементы поворачиваются на оси уже в противоположную сторону, другими концами толкают штыри, те выходят за пределы рамы и ложатся на зубцы направляющих. Все, подъемник висит на этих штырях. Как видите, все просто.

КОГДА В 1853 ГОДУ Элиша Отис основал Otis Elevator Company и начал продавать свои безопасные подъемники, дела у него пошли со скрипом. Первый покупатель приобрел грузовой лифт за $300 – это примерно $3 тысячи по сегодняшнему курсу. Большие деньги! В качестве частичной оплаты Отис даже принял несколько… пушек (их потом можно было перепродать). За год удались только три сделки, несмотря на рекламу в газетах. И тут Отис придумал вещь, которую позже назвали «одной из гениальнейших рекламных кампаний».

Дело было на первой Всемирной ярмарке, проходившей в New York Crystal Palace. В главном зале Отис разместил свой лифт. На него грузили ящики, бочки, сам Отис вставал на платформу, и конструкция начинала подниматься. Автор тем временем описывал зрителям принцип работы механизма безопасности. А затем, поднявшись метров на 10, давал своему помощнику команду, и тот саблей перерубал трос. Лифт, начав падать под общий вопль, тут же останавливался, Отис снимал цилиндр, раскланивался и говорил: «Господа, все абсолютно безопасно!»

Гидравлический лифт до сих пор действует над Эйфелевой башне. Внутри ее "ног" курсируют лифты фирмы "Отис"

ПО СРАВНЕНИЮ с этой «абсолютностью» безопасность современных лифтов выросла еще на порядок. В лифте Отиса был только один предохранительный механизм, а в современном лифте их несколько, работающих одновременно. Для примера рассмотрим самый обыкновенный электрический лифт отечественного производства, который устанавливается в большинстве многоэтажек.

Во-первых, кабина и противовес подвешены на тросы, которых в большинстве современных лифтов несколько – в гражданском домостроении принято, что их должно быть не меньше пяти. Сечение троса подбирается так, чтобы кабина и противовес могли удерживаться только одним тросом, даже если лопнут оставшиеся четыре.

Во-вторых, на лебедке лифта установлен тормоз, срабатывающий при обрыве и даже при простом ослаблении какого-либо троса, при этом лебедка останавливается, и кабина просто висит на тросах.

В-третьих, даже если все тросы оборвутся (что маловероятно), в дело вступает ограничитель скорости. Это устройство функционирует отдельно от лебедки, принцип действия чисто механический, основан на центробежном кулачковом механизме. Если скорость спуска или подъема превышает допустимые значения, то из пола кабины выдвигаются ловители – они упираются в направляющие, по которым лифт двигается, и кабина повисает на этих ловителях.

В-четвертых, двери шахты на этажах заблокированы замком, он разблокируется кабиной, когда она становится в строго определенное положение на этаже. Чтобы открыть двери без кабины, надо приложить серьезные усилия и еще знать, куда их прикладывать. Так что, когда авторы захватывающих фильмов показывают, как двери лифта открываются в пустоту, они эксплуатируют популярный миф.

ПОЧТИ ОДНОВРЕМЕННО С ПАРОВЫМИ КОНСТРУКЦИЯМИ НА КАНАТАХ ИЗОБРЕЛИ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ЛИФТЫ. Поначалу они получили даже большее распространение – ввиду простоты и безопасности: плунжер, ходивший в вертикальном цилиндре, расположенном ниже дна лифтовой шахты, толкал кабину вверх, а в случае поломки она просто медленно опускалась. Когда в США в конце XIX века началась эра небоскребов, большинство лифтов в них были гидравлические. Они двигались быстрее паровых, но не устанавливались в здания выше 20 этажей – очень уж глубокие получались ямы для размещения гидроцилиндра. Но потом изобрели гидравлический лифт с горизонтальным расположением цилиндра, и необходимость в глубоком котловане отпала. Гидравлический лифт той эпохи до сих пор действует на Эйфелевой башне. Внутри ее «ног» курсируют лифты фирмы «Отис», установленные там во времена Густава Эйфеля, в 1889 году.

В 1880 ГОДУ фирма Siemens&Halske в Мангейме установила первый электрический лифт с реечным механизмом. На высоту 20 м он поднимался за 11 секунд. С этого момента начинается эра электричества в лифтостроении. Началось массовое производство электрических лифтов, появился механизм блокировки дверей шахты и система вызова лифта нажатием кнопки, а затем и автоматические двери – и тогда всякие механики по обслуживанию паровых машин, лифтеры, дежурные на этажах для закрывания и открывания дверей канули в вечность.

ГОСПОДСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЛИФТОВ продолжается. Разумеется, появляются и новые идеи. Например, безредукторный привод KONE EcoDisc финской компании KONE, позволяющий разместить все оборудование в шахте и обойтись без машинного отделения. Скоростные лифты – это авангард технологий: здесь задействованы новейшие разработки, начиная от кремниево-азотных керамических тормозных устройств, полимерных тросов и заканчивая системами кондиционирования. А компьютеризированные системы управления, основанные на нейросети на нечеткой логике и учитывающие психологию пассажиров?

Есть некоторый ренессанс гидравлических лифтов. Их механизмы стали меньше, обзавелись микроконтроллерами, могут обходиться без машинного отделения, а самое главное – они экономичнее чисто электрических (спуск кабины происходит под действием силы тяжести).

Появился очень интересный тип лифта – воздушный, который производит компания Pneumatic Vacuum Elevators: это что-то типа пневмопочты, только увеличенной до размеров обычного небольшого лифта. Высота подъема небольшая, только на два этажа, но эти конструкции не требуют никаких строительных работ (установка в доме занимает один день), они очень экономичны и абсолютно безопасны.

БОЛЬШИНСТВО ТРАГИЧЕСКИХ СЛУЧАЕВ, связанных с лифтами, происходит со строителями, с механиками при починке, а также с людьми, застрявшими между дверьми. Лифт ведь остается «транспортным средством повышенной опасности» и, как все транспортные средства, имеет технический паспорт, должен проходить техосмотр и регулярно ремонтироваться. Там, где это помнят, лифты нормально работают многие годы. А там, где про это забывают, могут произойти разные нештатные моменты. У всех на слуху трагедия, разыгравшаяся минувшей зимой в Москве в элитном доме: у кабины лифта обрушился пол, погибла пассажирка – дочь известного телеведущего. Лифты в этом жилом комплексе – швейцарской компании Schindler, и надежность их высочайшая. Однако человеческая халатность может испортить даже самую качественную технику. Но это уже тема для другой статьи.

Соблюдайте правила пользования лифтами!

Наш журнал ММ Поддержать ММ

Технологии

Игорь Корнилов

Машины и Механизмы