越来越多的大楼拔地而起,它们都需要升降梯。人们必须提高生产力以满足需要。但是19世妃80年代的建筑者们仍然踌躇不前,因为砖砌墙的承受力有限,他们不能建造高于12层的大厦。而事实也正是如此,当时最高的商业大厦就是芝加哥16层楼高的蒙娜诺克大厦。然而,1885年是一个突破,建筑师W.L.詹纳设计了芝加哥家庭保险大楼,道座建筑不算高——只有10层——但使用的全部是铁框架承重,无须再使用通常庞大的砖砌基础了。这就是“摩天大楼”建筑技术的开端。 1888年建成的芝加哥12层高的塔克玛大楼是另一座同类型的钢框架结构建筑物。接着1890年探用新的钢框架结构技术,建造了当时高达22层的纽约世界大厦。竞赛在不断继续着。
有关这种新型设计观念的时代,一位作家曾经这样说道:“作为一个独立的经验来说,美国的建筑业一开始便和升降梯的发明舆使用同时并存了。由于曼哈顿岛上任何地方都需要尽可能得到一平方呎的封闭空间,因而纽约市建筑的特征正经历着一个过渡时期。商业交往不断增加,同特也就需要更多的空间来处理这些商务工作。”
电梯
正当高层建筑成为头号新闻的时候,另一钟升降梯“首次”悄然溜进了人们的生活。 1889年12月在第玛瑞忻特大楼成功地安装了第一台直接连接式电梯,首次用来运货,同时也可慢速运送客人。
由于齿轮傅送结构具有优良的性能,因而在中型建筑物中就使用电梯了。但电梯却丝毫没有构成对高速液压升降梯市场的威胁。当时液压升降梯的速度可达每分钟800呎,而新型的电梯只能以每分钟100呎的速度运行。几年内齿轮结构的电梯便增加到了预期可达到的每分钟400呎的速度。舆电梯出现的同时又出现了一种电动机控制系就,它使电梯像我们当今所知道的电梯一样运行起来平稳而又舒适。这种被称作“瓦而德——伦纳德”系就可提供一种简便的电力控制发电机的方法来为电梯供应电力。这一系统只要付诸使用,便马到功成,因为这就意味着电梯的速度再也不必依赖蒸汽机压力,或者油泵、水泵了。
无齿轮曳引电梯
这种电梯速度相当快,可以用於任何高度的建筑物中,它将成为电梯业中的中坚骨干。这种非同寻常的机械结构的另一特性是其耐久性。人们已经声称这种电梯“寿命比建筑物还长”。事实上,很多建筑物在使用了50年或者更多年之後便要拆毁,而发现其中的电梯及机械结构却仍然运转艮好。在很多情况下,一个建筑物在使用了40年或者更多年後需要更换使之更趋近代化,整套电梯控制系统及轿厢都进行了更换,但很少未要更换和安装新的无齿轮曳引机构。
电梯是如何运行的?
无齿轮曳引结构的原理极其简单。实际上它就像火车头牵引车厢一样,是由於火车的钢轮在铁轨上拖引运行的结果。一台电梯有6—8根长钢丝绳,或者叫“提升绳”与电梯顶部连结,缠绕在有专门槽沟的驱动槽轮上,钢丝绳的另一端连结在对重上,对重沿著导轨在井道中上下滑动。 这种布置的结果是:钢丝绳的一端是轿厢的重量,另一端是对重的全部重量。对重可将钢丝绳往下拉压入驱动轮槽内。当电动机转动槽轮 时,钢丝绳随之也运动起来,一点不会打滑。实际上起重电动机并不需要提升电梯轿厢及乘客的全部重量,因为电梯轿厢及约一半乘客的重量在轿厢向上运行而对重向下滑动时相互平衡了。在此过程中起重钢丝绳及驱动轮之间提供了必需的牵引力。 对重这一原理可以追溯到早期的电梯设计中去,而且它确属伊里 沙.奥的斯的基本电梯设计专利。 驱动轮的直径相当大——从30到48吋,电动机必须具备足够的功率,以每分钟50—200转的速度来驱动槽轮,以便使电梯按照所设计的速度运行。速度可达每分钟1800呎,如芝加哥的约翰·汉可克大楼。在纽约世界贸易中心一对新的110层塔式大楼上安装的是每分钟1,600呎的高速电梯。帝国大厦的电梯速度为每分钟1,200呎,25—30层高的建筑物,其电梯速度约为每分钟700呎。
齿轮曳引梯
齿轮曳引机的运转与上述无齿轮曳引机的原理相同。正如其名称所说明的一样,齿轮设备有减速齿轮,安装在电动机与提升槽轮之间。齿轮曳引机设计来用於低速度运行,其用途广泛,可用於电梯及所有30磅至30,000磅以上载荷的货梯。08层一20层高的公寓楼也可利用齿轮曳引电梯,运行速度为每分钟200—350呎。
安全
电梯设有充份的安全装置,前面早已叙述过每台电梯使用6—8根钢绳,由於电梯的安全系数随著使用钢绳的数目而增大,主要是用附加的钢丝绳来增加在驱动轮上的牵引面。万一电梯牵引失灵,开始下跌时,一个控制装置便可操纵一个大功率的夹钳来夹紧导轨,使轿厢在所有负载的条件下能平稳地停止。
高层建筑的增长
1903年,纽约182尺高的比弗尔大厦安装了第一台无齿轮曳引电梯,电梯负载量为250磅,速度为每分钟500尺。第二年芝加哥的玛捷斯特大楼也安装上同样类型的两台电梯。於是从1906年开始,在纽约的全部高楼大厦便接踵而起。首先是建起了41层, 612尺高的歌唱家大楼。 1908年52层, 700尺高的城市生活保险大楼及塔楼,以及1912年60层, 780尺高的伍尔沃斯大楼便相继拔地而起了。
1915年奥的斯研制出了微驱动。这是电梯的自平层装置。首次用於美国海军布雷舰队,电梯底板与甲板平层,无论装载,还是卸载时钢绳长度如河改变,均能保持同一水平。这种特点在战後则应用到客梯上,大大减少了乘客步出电梯时绊倒的危险。由於安装上这种独出心裁的安全设施,乘客们对电梯的服务质量很快就表示满意,同时也节约了时间, 因为当电梯的门刚一打开时就立即达到平层。