一口氣看完電梯升降原理，從曳引牽引到配重平衡完整傳動，帶你吃透電梯最硬核起重力學原理！

找腦子最好的方式就是多看我的原理拆解 接下來的一百年 我將帶你逐一拆解各種事物的核心原理 今天我將一口氣帶你看懂電梯的完整工作原理 紅葉引輪 對重 倒限速器 安全鉗和門鎖聯動 我們先看最基本的結構 電梯上下運行的垂直空間叫做井道 最下面則是井底 轎廂就在井道內部運行 井道兩側還有垂直倒軌 轎廂通過倒靴或者倒向滾輪沿着這些倒軌運動 所以轎廂並不是像一個箱子一樣懸在空中亂晃 常見電梯主要可以分成兩類 液壓電梯和液引電梯 先看液壓電梯 它的原理有點像一臺巨大的液壓千斤頂 轎廂下面連接着液壓缸和活塞 需要上升時液壓泵把液壓油送進油缸 隨着壓力升高 活塞被向上推出 再把整個轎廂頂起來 下降時則不需要反過來把轎廂拉下去 控制閥打開以後 液壓油逐漸流回儲油裝置 轎廂利用自身重量推動活塞下降 所以它的運動過程可以簡單理解爲 油泵加壓轎廂上升 油液迴流轎廂下降 不過提升高度越高 需要的液壓結構也越龐大 因此這種結構更多出現在較低樓層建築 真正到了幾十層甚至上百層建築 更常見的是液引電梯 它的核心就在井道頂部 這裏有電動機和一個巨大的液引輪 多根鋼絲繩繞過液引輪 一邊連接轎廂 另一邊連接一個很重的東西 對重 電機讓液引輪旋轉以後 鋼絲繩隨之移動 轎廂向上 對重就向下 轎廂向下 對重就向上 但爲什麼要專門掛這麼大一塊對重 因爲如果沒有它 電動機每次上升 都相當於獨自把幾噸重的轎廂和乘客 硬生生拉起來 這顯然非常費力 加入對重以後 相當於先抵消掉轎廂相當一部分重量 電機真正需要克服的 主要變成兩邊重量之間的差值 以及系統運行中的阻力 所以對重並不是爲了防止電梯掉下去 它真正的作用 是讓轎廂和對重 形成一種接近平衡的狀態 從而減輕電機負擔 控制這一切的是電梯控制櫃 它就像整部電梯的大腦 你按下樓層按鈕後 控制系統會綜合轎廂位置 運行方向 門鎖狀態 和各種安全裝置的信息 再控制電梯啓動 加速 減速 和停車 到達目標樓層後 機械制動器讓液引機停止 並把轎廂穩定保持在當前位置 而且液引電梯並不是只有一根鋼絲繩 每根鋼絲繩本身還具有較高安全餘量 不過接下來纔是最關鍵的 假設真的出現極端情況 轎廂開始異常快速下降怎麼辦 這時候就輪到電梯非常重要的一套 獨立保護系統 限速器和安全鉗 安全鉗安裝在轎廂架附近 位於兩側導軌旁邊 正常運行時 它們與導軌保持正常間隙 所以轎廂可以自由上下移動 而控制安全鉗的 正常情況下 轎廂上下一動 限速器也跟着旋轉 如果轎廂下降速度異常升高 限速器轉速也會越來越快 達到設定速度後 內部的離心機構開始動作 觸發鎖止結構 限速器一旦被鎖住 它所連接的鋼絲繩 就會與仍然下行的轎廂產生相對運動 這個動作繼續拉動安全鉗機構 安全鉗隨即夾向兩側導軌 而且夾得越來越緊 最後直接利用導軌 把正在下墜的轎廂機械制停 所以電影裏那種鋼絲繩一段 轎廂直接自由落體 掉到底的畫面 真正的安全邏輯是 正常時靠夜影系統運行 出現異常超速後 由限速器檢測速度 超小你的厭倦 但超速度 在觸發安全前夾住導軌 還有一個每天都能看到 卻很容易忽略的結構 電梯門 你仔細觀察會發現 乘坐電梯時其實經過了兩道門 一道跟着轎廂一起移動 叫轎廂門 另一道安裝在每層樓的警道入口 叫警道門 最關鍵的問題來了 如果轎廂還在20樓 而10樓的警道門突然被打開 門後面直接就是電梯警 所以正常運行時 每層警道門 都必須被機械鎖鎖住 只有轎廂準確停到這一層以後 門鎖才允許解除 更有意思的是 大多數警道門本身 並不需要單獨安裝一套開門電機 真正提供動力的 是轎廂頂部的門機 轎廂門上安裝着類似門刀 或者離合器的機械結構 而警道門上則有對應滾輪 當轎廂還在警道里運行時 兩者互不作用 警道門保持鎖死 只有轎廂準確停靠樓層 門機開始開門以後 轎廂門上的門刀 纔會作用於警道門滾輪 這個動作首先解除警道門鎖 隨後轎廂門繼續滑動 並拖着警道門一起打開 所以你看到的兩扇門 幾乎同時打開 實際上背後經歷的是 轎廂到站門刀接觸滾輪 而在所有門完全關閉 並確認鎖緊之前 控制系統不會允許電梯正常啓動 現在把整臺電梯重新連起來 電動機帶動液引輪旋轉 鋼絲繩讓轎廂和對重 向相反方向運動 對重抵消轎廂的大部分重量 降低電機負擔 導軌限制轎廂運行軌跡 制動器負責停車和保持位置 一旦轎廂出現異常超速 限速器觸發安全鉗 讓安全鉗直接夾住導軌 轎廂到達樓層以後 門機在通過門刀滾輪和連鎖機構 同時控制轎廂門和警道門 所以你每天按下按鈕以後 看似只是一個鐵箱子上下移動 背後真正工作的 卻是一整套液引 平衡 制動 限速 機械鎖止和門連鎖系統