电梯
背景
电梯是一种开放式或封闭式平台，用于将人员或货物提升到建筑物内的较高楼层。电梯是任何高层商业或住宅建筑的标准部件。近年来，《联邦美国残疾人法》的出台，要求许多二层和三层的建筑要加装电梯。
早在 1600 年代，手动操作的电梯就被用于在仓库和制造工厂中提升货物。现代电梯是 Elisha G. Otis 于 1853 年在纽约世界博览会上首次展示的设计的直接后代。并在起重电缆断裂的情况下保持电梯。第一台电梯由蒸汽动力驱动，以转动电缆卷筒。 1871 年，第一台液压电梯以水压作为动力源问世。起初，液压油缸是一体式的，这意味着必须在电梯井下挖一个洞，和电梯的高度一样深。后来多节，伸缩式液压油缸允许更浅的孔。在许多城市，这些早期电梯的液压动力是由电力公司提供的，电力公司在整个城市安装和维护液压管道网络。第一台商业上成功的电动电梯于 1889 年安装，电力迅速成为公认的动力来源。
电动电梯具有两大优势。首先，电力显然变得普遍可用，任何可能配备电梯的建筑物也将拥有电力。其次，液压电梯的上升高度受到严格限制，而使用简单电缆和滑轮系统的电动电梯几乎没有高度限制。多年来，电动电梯使用直流 (DC) 电机或交流 (AC) 电机。今天，几乎所有的电梯都使用两种交流电机中的一种：最常见的是减速电机，用于以高达 500 英尺/分钟（每分钟 153 米）的速度运行的电梯，而直驱电机用于以更高的速度运行的电梯。速度。一些现代高速电梯的移动速度高达每分钟 2,000 英尺（每分钟 610 m）。
早期电梯的控制系统需要人工操作员来调节电梯和下降的速度，在每个楼层停止电梯，以及打开和关闭门。在 1950 年代，自动按钮控制系统取代了手动控制。在 1970 年代，机电控制逐渐被固态电子控制所取代。
如果人们不相信它的安全性，那么在数百英尺高的小盒子中骑行将是一种令人不安的体验。电动电梯配备了两个主要的安全机制：通过控制电缆滑轮的速度来控制电梯速度的调速器，以及由夹爪组成的紧急制动器，以防电缆断裂。电梯还包括机电门联锁装置，以防止电梯在门未完全关闭时运行，并保护乘客免于被关闭的门困住。如果没有电梯，相同的门互锁还可以防止每层楼的外门打开。大多数电梯都配备了电话，有时在天花板上装有活板门，以便在电梯卡在楼层之间时乘客可以呼叫帮助或逃生。
设计
电梯本身是简单的设备，50多年来基本的升降系统没有太大变化。然而，控制系统已经发生了重大变化，以提高操作的安全性和速度。电梯是为特定建筑物设计的，考虑了建筑物的高度、每层楼的通行人数以及预期的高使用时间等因素。
大多数电梯使用的配重等于电梯的重量加上其最大额定载荷的 40%。这种配重减轻了电机必须提升的重量，并确保在电缆完好无损的情况下电梯不会失控。在提升卷筒安装中，起重缆索从连接到起重电机的驱动卷筒向下运行，围绕电梯顶部的一个大滑轮，直至悬挂在电梯井道顶部的第二个滑轮，然后再次下降到配重。在牵引卷筒安装中，电缆从升降机向上延伸，并绕过与起重电机相连的驱动卷筒，然后返回配重。电梯（称为轿厢）和配重均在各自的导轨组中运行。第二条调速器电缆从轿厢向上延伸到调速器滑轮，然后向下连接到电梯井底部的张紧轮，再向上到达轿厢。该电缆以与汽车速度成正比的速度旋转调速器滑轮。在轿厢速度过快的情况下，调速器使用另一根电缆启动紧急制动爪，后者抓住导轨并使轿厢减速停止。
电梯竖井一侧的斜杆会激活轿厢外部的一系列开关，以将轿厢减速并停在适当的楼层。当轿厢接近所需楼层时，坡道启动减速开关，向起重机电机发出信号以降低速度。当汽车与外门开口对齐时，斜坡会激活限位开关以停止汽车。如果门联锁开关也感应到轿厢在正确位置，则电动开门电机启动，同时打开内轿门和外层门。
现代商业建筑通常有多部电梯和统一的控制系统。控制系统的目标是最小化任何乘客从按下电梯呼叫按钮到第一部可用电梯到达的平均时间。不同的系统使用不同的复杂程度。最简单的系统在每层楼都使用一个向上和向下按钮，而不管电梯的数量如何。当乘客呼叫电梯时，控制器会发送最近的往所需方向行驶的电梯。电梯轿厢的接近由电梯门上方指向上方或下方的发光箭头发出信号。
在更复杂的系统中，控制器监视电梯呼叫系统中的一组或一组并排运行的电梯。这些电梯的运行区域被划分为多个扇区，每个扇区由相邻的楼层组成。当汽车接听电话并完成指定的运行后，即可接听另一个电话。此时，根据控制器的编程，轿厢可能会返回到指定的“家”楼层，或者可能会被发送到距离其他运行或可用轿厢最远的扇区以覆盖该扇区。当接到电话时，控制器会自动比较银行中所有汽车的位置并发送最近的一辆。
还可以对控制器进行编程，使其在一天中的不同时间做出不同的响应。例如，繁忙的办公大楼中的电梯控制器会在早上收到来自底层的大量呼叫，当时员工正在到达并需要前往较高楼层的工作场所。在这种情况下，控制器将被编程为将所有未分配的轿厢发送到底层，而不是让它们返回其所在扇区的主楼层。当天晚些时候，可以使用一组不同的指令将未分配的电梯发送到不同的部门，因为离开建筑物的乘客将比早上更均匀地分布在楼层之间。
所有现代电梯还具有特殊的超驰控制装置，消防员可以用钥匙激活该控制装置，使电梯直接前往特定楼层，而无需中间停止。
原材料
电梯轿厢本身由钢框架构成，以提高耐用性和强度。轿厢上方的一组钢梁称为十字头，从一侧到另一侧跨越电梯井并固定起重缆索的滑轮。称为吊索的钢结构从横梁向下延伸到汽车的侧面，并支撑地板或平台。乘客电梯轿厢的侧面通常由钢板制成，内部装饰有装饰镶板。汽车的地板可能铺有瓷砖或地毯。扶手和其他内饰可以由不锈钢制成，以提高外观和耐磨性。吊顶通常悬挂在汽车的实际顶部下方，并且可能在塑料扩散板上方装有荧光灯。电梯控制装置、警报按钮和紧急电话位于轿厢前部的面板后面，靠近门。
钢制导轮或导靴安装在每侧吊索结构的顶部和底部，沿导轨运行。导轨也是钢制的，安装在电梯井的内壁上，电梯井从建筑物的顶部延伸到底部。紧急制动机构由两个夹紧面组成，两个夹紧面可以通过楔块一起驱动挤压在导轨上。楔子由连接到应急电缆的鼓转动的螺钉激活。
纽约市新的Lord and Taylor百货公司的电梯在开业当天是这样的1873 年。 （来自亨利福特博物馆和格林菲尔德村的收藏。）
电梯是那些“涟漪效应”经常被忽视的发明之一。想想任何没有电梯的八层或十层以上的建筑物的实用性。然后想象一个没有超过十层楼的现代城市 与结构钢和钢筋混凝土一样，电梯对于现代摩天大楼的发展以及现代城市中心的共同形式至关重要。
电梯的实际影响几乎与其象征性影响相匹配。 1880 年是城市高速增长的年份，涌入城市的新移民包括中产阶级职业人士和工厂工人。随着城市房价飞涨，中产阶级家庭买不起单户住宅。公寓业主通过“高科技”便利设施的广告来宣传公寓生活：冷热水、电话系统、用于烹饪和照明的中央燃气、设备齐全的浴室和电梯。
此外，凭借所有这些现代便利设施，公寓生活吸引了中产阶级的想象力，成为新的家务组织的体现。建筑物配备了集中供暖、通风和管道系统；有些在地下室设有厨房，可为个别公寓居民准备食物；有些甚至有一个中央真空系统，每个房间的喷嘴都与地下室的泵相连。
电梯甚至被称赞为民主的贡献者。在配备电梯的建筑中，住哪一层几乎没有区别；每一层楼都一样方便。相比之下，在欧洲，富裕家庭一般都在中间楼层，他们不需要爬很多次航班。较贫穷的家庭通常被限制在地下室或较高楼层。
威廉 S. Pretzer
电梯起重缆索通常由六股或更多股组成，每股由多根单独的钢丝组成。股线可以围绕麻中心扭曲，该中心用作垫子并包含润滑剂。
在起重卷筒安装中，起重缆绳从连接到起重马达的驱动卷筒向下延伸，围绕一个电梯顶部的大滑轮，从电梯顶上悬挂的第二个滑轮，然后向下到配重。在牵引卷筒安装中，电缆从升降机向上延伸，并绕过与起重电机相连的驱动卷筒，然后撞到配重。
电动提升电机专为电梯服务而设计，可通过齿轮箱驱动卷扬筒，两者均为外购件。
制造
过程
- 电梯轿厢是在电梯制造商的工厂中使用标准金属切割、焊接和成型技术制造的。如果汽车在建筑施工期间会暴露在天气中，则可以在建筑完工后安装内饰。
- 电梯的其余部分在建筑工地组装。建筑设计从一开始就融入了电梯井道，随着建筑的竖立，井道不断壮大。竖井壁采用浇筑混凝土，竖井直线度和
大多数电梯使用的配重等于电梯的重量加上其最大额定载荷的 40%。该配重减轻了电机必须提升的重量，并确保在电缆完好无损的情况下电梯不会失控。随着每层楼的上升，其他维度都会受到仔细监控。 - 导轨、道岔坡道、服务梯和类似的支撑设备在竖井壁完成后、竖井盖顶之前用螺栓固定在竖井中。
- 当竖井顶部仍然打开时，起重机将配重提升到建筑物的顶部，然后沿着轨道将其降低到竖井中。
- 然后起重机将电梯轿厢举起并将其部分插入竖井中。导向轮将轿厢与导轨连接起来，轿厢小心地下降到井道底部。
- 然后将竖井盖上屋顶，在竖井上方留下一个机房。提升电机、调速器、控制器和其他设备都安装在这个房间里，电机直接位于电梯轿厢滑轮的上方。
- 电梯和调速器电缆已连接好，电气连接已完成，控制器已编程。
质量控制
在美国安装的每部电梯都必须符合美国国家标准协会和美国机械工程师协会的安全标准。这些标准可能被纳入当地建筑规范，或者当地规范可能有自己的安全标准。国家必须在每个乘客电梯设备投入运行之前对其进行检查、评级和认证，此后必须定期进行重新检查。
未来
多年来，电梯并没有发生重大变化，而且在不久的将来也不太可能发生这种变化。电子控制将继续以渐进式和非戏剧性的方式改进。正在开发的控制系统将从过去的交通模式中学习，并使用这些信息来预测未来的需求，以减少等待时间。激光控制正在投入使用，既可以测量汽车速度和距离，也可以扫描建筑物楼层以寻找潜在乘客。
制造工艺