液压电梯的发展历程

1.2液压电梯的发展历程

当今世界，作为一种垂直交通运输工具的电梯，其生产情况和使用数量已成为衡量一个国家现代化程度的标志之一是现代都市建筑中不可缺少的升降设备。

随着电梯功能和用途越来越广泛。其分类也越来越细如果根据电梯传动结构形式的不同，目前最为广泛的的电梯可分为两大类：一种是曳引电动机直接驱动的曳引电梯；另一种是液压传动的液压电梯对于前者，电梯轿厢的升降靠钢丝绳与曳引轮槽之间产生的摩擦力驱动：对于后者，利用油缸直顶支撑轿厢，或者侧置支撑轿厢（需要借助钢丝绳通过滑轮组与轿厢连接），通过油缸柱塞（活塞）杆的伸缩来驱动轿厢的升降。

1.2.1.液压电梯的起源和发展

在一般人的印象中会认为曳引电梯出现得比液压电梯早，而实际情况恰恰相反。要说明这一事实就得从电梯的起源说起。

公元前2800年，古代埃及在建筑金字塔时曾使用过人力驱动的升降机械，公元前1100年左右我国劳动人民也发明了“桔棒”、“辘护”等人力升降机，这些工具实际上都是电梯的雏形。公元前236年，古希腊的阿基米德设计出一种人力驱动的卷筒式卷扬机。共造出三台，安装在妮罗宫殿里。人们把这三台卷扬机看作是现代电梯的鼻祖。随着自然科学的进步，到了17世纪中叶法国物理学家和数学家帕斯卡提出了指导液压传动技术应用的静压传递原理。之后液压理论及液压传动技术获得了飞速发展，这比人们掌握电气理沦并应用电气传动技术要早。在这样的背景下，第一台液压升降机出现了，它是在1845年由汤姆逊研制的升降工具随后尽管不断被改进。但被工业界普遍认可具有安全保护装置的升降机仍未出现。

1769年瓦特发明了蒸汽机后，人们开始尝试在各种生产实践中应用蒸汽机作为驱动力。1850年。在美国纽约市出现了世界第一台由亨利?沃特曼制造的以蒸汽机为动力的卷扬机1852年美国人伊莱沙?格雷夫斯?奥的斯发明了世界仁第一部以蒸汽机为动力、配有安全装置的载人升降机，这是世界上第一部备有安全装置的客梯“安全”这一概念不仅开创了升降梯工业，而且也为那些想建造更高层建筑物以增加更多可利用空间的设计者打开了通途，之后升降梯得到公众的广泛认同。随后的几年，这类安全升降梯陆续被应用在一些货运场合。1857年奥的斯公司在纽约市的一幢豪华商厦里安装了世界上第一台安全客运升降机（由建筑物内的蒸汽动力站通过一系列轴和皮带驱动）。1862年，奥的斯公司采用单独蒸汽机控制的升降机问世一。因为当时公共液压动力站的液压动力在造价和传递方面比蒸气动力有明显的优越性，又因为蒸汽动力电梯采用强制驱动方式，其卷筒的宽度限制了电梯行程和绳的根

数，所以水压梯得以发展，而蒸气动力电梯随着液压电梯的发展而很快被淘汰掉了。1867年在巴黎举行的世博会上首次展出了载人水力升降梯，1870年奥地利工程师在维也纳首先建造了投入实际运行的载人水力货梯。1878年，奥的斯公司在纽约百老汇大街安装了第1台水压式乘客升降机，提升高度达34m。随着高层建筑的增多，在1880年到1900年之间液压电梯占据了所有的10到20层的建筑物。

早期的液压升降机直接以城市水压为动力，液压系统的工作压力、速度都比较低，而且会因水击现象引起水管破裂。后来人们开始采用独立的泵供压，升降机液压系统的工作压力不断增高，速度也不断加快。

1.2..2曳引电梯的兴起和液压电梯的衰落

18世纪末至19世纪初，由于生产发展的需要，世界各国的科学家在电磁现象方面的研究工作发展很快，法拉第在1831年发现的电磁感应现象是以后电工技术的重要理论基础，与楞次一起从事电磁现象研究工作的雅克比在1834年制造出世界上第一台电动机，使电能的实际应用成为可能。以电动机为驱动力的各种生产机械在工农业的各个部门逐渐被广泛应用。1852年德国制成人类历史上最早的用电动机拖动提升绳索使轿厢上下运行的电梯，但是结构简单、无导轨、无安全装置，仅供货物运送。在1889年，美国奥的斯升降机公司推出了世界上第一部以电动机驱动蜗轮蜗杆减速的升降机，这才出现了名副其实的电梯，同年在纽约市的马累特大厦安装成功。该电梯由直流电动机与蜗杆传动直接联接，通过卷筒使电梯上下运行。1903年，奥的斯公司又将卷筒式（即鼓轮式）驱动方式改进为槽轮式（即曳引式）驱动。曳引式驱动方式为开发长行程、速度高的现代电梯奠定了基础。电力技术和电气传动技术的飞速进步，使曳引电梯的成本开始低于液压电梯，液压电梯在与曳引电梯的竞争中开始处于劣势。由于以水为传动介质，存在着腐蚀、泄漏、润滑等技术难题，从1900年开始，液压技术开始萧条了，当时液压电梯的发展也停滞不前，几乎很少安装新的液压电梯，乘客液压电梯的市场几乎完全被电力驱动曳引电梯所占据。但是以水为介质的液压电梯仍使用了很长一段时间，在英国，一些古老的液压电梯一直用到1976年伦敦液压动力公司倒闭为止。而与此同时，电动机技术却在快速进步，直流拖动的曳引电梯的运行性能得到不断改善。交流感应电动机发明后，电梯逐渐开始采用交流驱动式，最初为交流单速式电梯，后来出现了交流双速式电梯。1967年，晶闸管用于电梯驱动，交流调压调速驱动控制的电梯出现。1983年，变压变频控制的电梯出现，由于其良好的调速性能、舒适感和节能等特点迅速成为电梯的主流产品川。近几年，交流永磁同步电机变频调速驱动控制电梯成为市场

上的热点。

1.2..3液压电梯的重新崛起

进人20世纪，由于石油工业的日益兴起，人们开始用原油炼制品取代水作为传动介质，推动了液压传动技术重新崛起并迅速在传动领域发展和应用。1905年詹尼首先将矿物油为工作介质，研制了一台带轴向柱塞泵的油压传动与控制装置，并于1906年成功地应用在美国弗吉尼亚号战舰的炮塔俯仰、转动机构中。液压油的应用，改善了液压元件摩擦件的润滑和泄漏，为提高液压系统工作压力创造了条件。之后以油为介质的液压传动装置的应用从各类军事武器逐渐扩展到各类机床上。第二次世界大战，一些兵器上应用了功率大、反应快、动作准的液压传动和控制装置，极大地促进了液压技术的发展。战后，由于军事需要而发展起来的液压技术迅速转向工业民用领域，依靠这些技术，人们研制出了以液压油为介质的具有独立传动系统的液压电梯。此时的液压电梯一般只用于重载货梯，且多采用直顶式布置。其液压系统采用机械开关阀控制流量，只能进行双速调节（高速运行和平层停靠两档速度）。

在20世纪50年代到70年代，欧美一些发达国家涌现了很多专门致力于电梯液压控制系统生产制造的电梯公司，例如意大利的GMV和MORIS公司，德国的ALGI和BLAIN公司，美国的MAXTON和ESCO公司，瑞士的BERINGER公司等等。这些公司经过数十年的发展，目前已经世界闻名。在这些液压电梯公司及其工程师的努力下，液压电梯实现了大规模的工业化生产，同时液压电梯的结构和种类也有了很大发展。如直顶式，侧顶式，单节缸、多级缸，侧置绕绳式，拉缸式，带配重式等。这些不同形式的液压电梯可以适用于各种不同的井道结构，满足不同的建筑需要。各类液压元件的不断成熟和完善，一些新型液压元件很快被应用到液压电梯速度控制系统中，提高了液压电梯的控制性能。液压电梯的机械开关阀调速范围变宽，精度提高。诞生于20世纪60年代末的电液比例技术，在70年代初就被应用到液压电梯上，使电梯的动态响应、稳定性和控制精度都有了进一步提高，应用于乘客电梯，乘坐舒适感良好。液压电梯的这些技术发展进步使得它能够与曳引电梯在低层建筑应用领域保持竞争，得到了大规模的推广使用。自第二次世界大战结束，液压电梯重新崛起后，其在欧美发达地区就一直占据着较高的市场份额，在某些地区，液压电梯每年的市场需求量一度达到80%以上。

2.2液压电梯的未来发展

近些年来，液压电梯变转速容积调速技术日渐成熟，并获得实际应用，不仅提高了液压电梯的性能，而且降低了能耗。”绿色电梯”是未来所有种类电梯的发展方向，即在电梯的

生产制造以及安装使用过程中要实现节能和减少环境污染，液压电梯也不例外。在液压电梯节能技术方面，除了变转速容积调速技术外，配置蓄能器技术、安装机械对重技术等一些能大幅度降低液压电梯能耗的节能措施被日益重视和采用。为减小环境污染，减少液压电梯用油量或采用水基液、植物油、动物油甚至纯水作为液压电梯的传动介质，也是未来液压电梯的发展方向。