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「工業之美」上行120層僅需53秒,探訪世界最高速電梯的誕生地

簡介記者 | 江帆JF1從東京出發,乘坐1小時40分鐘的JR新幹線至名古屋站,再換乘JR東海道本線抵達稻澤站,出站便能看見三菱電機株式會社(下稱三菱電機)稻澤製作所的地標建築——高173米的“SOLA”電梯試驗塔,這曾是世界上最大的試驗塔

自動扶梯的工作原理是什麼

「工業之美」上行120層僅需53秒,探訪世界最高速電梯的誕生地

記者 | 江帆JF

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從東京出發,乘坐1小時40分鐘的JR新幹線至名古屋站,再換乘JR東海道本線抵達稻澤站,出站便能看見三菱電機株式會社(下稱三菱電機)稻澤製作所的地標建築——高173米的“SOLA”電梯試驗塔,這曾是世界上最大的試驗塔。

「工業之美」上行120層僅需53秒,探訪世界最高速電梯的誕生地

三菱電機稻澤製作所的SOLA試驗塔 。攝影:江帆

隨著世界各國的高層建築拔地而起,更高速、更大載重量的電梯需求越來越大。為了響應這種需求,稻澤製作所建立了SOLA試驗塔。

稻澤製作所成立於1964 年,是世界上最大的電梯和自動扶梯的專業製造工廠,也是目前世界最高速電梯的誕生地。

公元前236年,阿基米德用滑輪和繩子設計了升降貨物的裝置,這是牽引式電梯最初的起源。1852年,美國紐約博覽會上展示了世界第一臺帶安全裝置電梯。30多年後,美國奧的斯公司(OTIS)製造出了第一臺真正意義上的電梯。

1901年,在奧的斯的幫助下,中國的第一部電梯出現在了上海。

100多年後,世界上執行速度最快的電梯同樣出現在了上海。這座安裝在中國最高、亞洲第二高建築——上海中心大廈中的超高速電梯,從地下2層出發到地上119層僅需53秒。它的製造者正是稻澤製作所。

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上海中心大廈。圖片來源:稻澤製作所

該電梯至今仍保持著三項吉尼斯世界紀錄:分別為世界最高速電梯,上行秒速20。5米;世界最高速雙轎廂電梯,上行秒速10米;世界最長升降行程電梯,578。5米。

據三菱電機稻澤製作所營業部高永聰介紹,三菱電梯曾多次重新整理執行速度世界紀錄:1992年,橫濱地標大廈電梯秒速達12。5米;2013年,上海中心大廈電梯秒速達18米,2016年,該電梯經改造後,上行秒速達20。5米,再次重新整理紀錄。

牽引式電梯執行的原理,類似於透過滑輪及繩索從水井中提水。

簡單來說,就是在曳引機上懸掛鋼絲繩,載人的轎廂和對重分別掛在兩側。鋼絲繩透過曳引機的帶動來提升或放下轎廂。平衡對重的重量與電梯定員達到一半時的轎廂重量相當,以此減輕一半曳引機所承受的負荷。

對重是電梯曳引系統的組成部分,作用在於減少曳引電動機的功率和曳引輪、蝸輪上的力矩。

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工作人員演示電梯的工作原理。攝影:江帆

隨著建築物高度的增加,製造又長又重的曳引鋼絲繩,成為超高層建築電梯的難題。過去,電梯業內一致認為,600米是高度極限。上海中心大廈的地上高度達到了632米。

為此,稻澤製作所開發了密度大、直徑粗並能保證強度的新結構曳引鋼絲繩。在相同重量情況下,它的強度是原來的1。5倍,且不易拉伸,減小乘客在乘梯時的上下晃動。

為了減小由於導軌變形及連線處不平而產生的橫向晃動,三菱電梯開發了主動滾動導靴。透過感測器檢測轎廂振動,對轎廂施加一個和振動方向相反的力,從而減小橫向晃動。

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工作人員現場演示硬幣試驗。攝影:江帆

在SOLA電梯試驗塔中,高永聰對向介面新聞記者在內的多家媒體演示了著名的硬幣試驗。在電梯高速執行過程中,他於轎廂地面豎立了一枚10日元硬幣,到達指定樓層後也沒有倒下。

為了實現高速化,三菱電梯將一臺強勁的永磁電機和兩塊大容量控制面板組合成了新型曳引機,可保證最大產生1000馬力,是小汽車的10倍。在它的帶動下,電梯可達到普通住宅用電梯10倍以上的速度。普通住宅用電梯的速度通常為1。5米/秒。

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新型曳引機。攝影:江帆

此外,平衡對重或轎廂在下降時,會對曳引機電機產生拉力,這時,電機可作為發電機進行發電。這種再生電力可補充動力供給,達到節能效果。

在一年一度的研究開發成果展示會上,三菱電機還展示了一個最新裝置:當強風和長週期地震動發生時,其研發的“鋼絲繩制振裝置”可以抑制高層建築的電梯曳引鋼絲繩的晃動。

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新品鋼絲繩制振裝置。攝影:江帆

該裝置利用永久磁鐵的磁力,根據振幅加大電梯箱上部的鋼絲繩末端的晃動。隨著鋼絲繩的共振頻率降低,建築物和鋼絲繩難以達到共振,從而大幅度地抑制晃動。

在電梯試驗塔SOLA的實驗中,安裝“鋼絲繩制振裝置”後,鋼絲繩的晃動可比原先減少55%以上。

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螺旋自動扶梯展示。攝影:江帆

除了超高速電梯技術,三菱電機還在1985年研發出螺旋形自動扶梯,目前仍是該產品的唯一生產者。

三菱電機的螺旋形自動扶梯已在中國上海有應用案例。新世界大丸百貨已安裝了12臺螺旋式自動扶梯。

稻澤製作所是三菱電梯的“母工廠”,在海外擁有14個生產基地,在中國有三家工廠。目前其主要負責技術研發、品質和安全管理,產品主要供應日本市場及海外高階市場。

截至2018年4月,該工廠累計生產的電梯總檯數突破48萬臺,預計2020年上半年,將達到50萬臺的累計生產量。

三菱電梯目前在中國主要有兩個品牌,分別為上海三菱(SMEC)、廣東菱電。成立於1987年的上海三菱是中國最早成立的電梯合資企業,由中方控股,年產能力7萬-8萬臺。

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