电梯用简单机械

通过安迪·达恩利

电梯和所有复杂的机器一样,是由几个简单的机器一起工作组成的。大多数电梯使用者看不见的是电梯运行所需的隐藏部件。其中包括用户乘坐的金属盒子或“汽车”,用于平衡的配重,电动马达和制动系统,在马达之间运行的电缆滑轮,以及防止电缆断裂的安全系统。所有这些关键部件都是由六台简单的机器制成的。

轮轴

车轮和车轴是一个简单的机器与一杆运行通过中间的车轮。旋转轮产生的动量可以用来轻松地拉动重物。在电梯里,轮轴和滑轮一起工作,把金属车厢拉到上面的楼层。电梯电机中使用的齿轮也是轮和轴的例子。

滑轮

滑轮是另一种简单的机器,它将绳子或缆绳与轮子和轴结合起来,以举起大型物体。带大金属电缆的滑轮用于现代电梯。电缆缠绕在车轮和车轴上的凹槽上。电动马达拉动缆绳,在楼层之间提升汽车。几个滑轮可以组合在一起,以减少举升重物所需的工作量。旗杆、起重机和百叶窗都使用滑轮。


杠杆是由一根横梁和一个固定的支点(也称为枢轴)组成的。这台简单的机器以力换距离来举起重物。跷跷板是一种简单的杠杆。支点是梁推动杠杆的部分。如果一个支点离被举起的物体很近,那么举起物体所花的力气就比支点离物体较远时要小。在电梯中,如果汽车移动太快,杠杆机构就会触发刹车系统。当滑轮上的电缆断裂时,使用这种制动系统。驱动电梯的电动机中使用的齿轮的齿也可以被认为是杠杆。齿轮只是可以连续旋转的杠杆。

楔/斜面

楔形和斜面是相似的。斜面也被称为斜坡。坡道是一端高于另一端的平面。重力使得在斜面上上下移动重物比不借助简单机器直接上下移动重物要容易得多。楔子是两个背靠背放置并起作用的斜面。刀、锯或剪刀都是楔形物的例子。在电梯中,制动系统将一个楔子插入电梯轿厢所连接的轨道上,以便在紧急情况下(如电缆断裂)轿厢停止。

螺杆

螺丝和斜面似乎没有什么共同之处,但仔细观察就会发现,螺丝实际上是缠绕在杆子上的斜面。通过上下扭转斜面,可以使用螺钉来提升或降低物体。如果将螺钉打入物体表面,也可以使用螺钉将物体固定在一起。螺旋楼梯是固定螺钉的一个例子,它可以帮助人们轻松地升降自己和物体。螺钉在电梯中有多种用途。用小螺丝固定电梯轿厢内的面板,将简单的机器藏在里面。更大的螺钉也用于组装电梯的电机。