엘리베이터

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배경

엘리베이터는 사람이나 화물을 건물의 고층으로 들어 올리는 데 사용되는 개방형 또는 폐쇄형 플랫폼입니다. 엘리베이터는 고층 상업용 또는 주거용 건물의 표준 부품입니다. 최근 몇 년 동안 미국 연방 장애인법(Federal American with Disabilities Act)이 도입되면서 많은 2층 및 3층 건물에 엘리베이터를 장착해야 했습니다.

수동으로 작동되는 엘리베이터는 이미 1600년대에 창고와 제조 공장에서 화물을 들어 올리는 데 사용되었습니다. 현대식 엘리베이터는 1853년 뉴욕 만국 박람회에서 Elisha G. Otis가 처음 선보인 디자인의 직계 후손입니다. Otis 엘리베이터의 주목할만한 특징이자 대중적으로 받아들여진 주된 이유는 즉시 작동하는 안전 장치였습니다. 호이스팅 케이블이 끊어진 경우를 대비해 엘리베이터를 잡고 있었습니다. 최초의 엘리베이터는 케이블 드럼을 돌리기 위해 증기 동력으로 작동되었습니다. 1871년에는 수압을 동력원으로 사용하는 최초의 유압식 엘리베이터가 도입되었습니다. 처음에는 유압식 램이 일체형이었습니다. 즉, 엘리베이터가 높이려면 엘리베이터 샤프트 아래에 구멍을 파야 했습니다. 나중에 다중 섹션, 신축식 유압 램은 더 얕은 구멍을 허용했습니다. 많은 도시에서 이 초기 엘리베이터의 수력은 도시 전체에 수압 배관 네트워크를 설치하고 유지 관리하는 전력 회사에 의해 공급되었습니다. 상업적으로 성공한 최초의 전기 엘리베이터는 1889년에 설치되었으며 전기는 빠르게 승인된 동력원이 되었습니다.

전동 엘리베이터는 두 가지 중요한 이점을 제공했습니다. 첫째, 전력은 분명히 보편적으로 사용 가능하게 되었고, 엘리베이터가 있을 가능성이 있는 모든 건물에도 전력이 공급될 것입니다. 둘째, 유압식 엘리베이터는 올라갈 수 있는 높이가 크게 제한되어 있는 반면, 전기식 엘리베이터는 단순한 케이블과 도르래 시스템을 사용하여 높이 제한이 거의 없었습니다. 수년 동안 전기 엘리베이터는 직류(DC) 모터 또는 교류(AC) 모터를 사용했습니다. 오늘날 거의 모든 엘리베이터는 두 가지 유형의 AC 모터 중 하나를 사용합니다. 가장 일반적인 것은 분당 최대 500피트(분당 153m)의 속도로 이동하는 엘리베이터용 기어드 모터이고, 직접 구동 모터는 더 높은 속도로 이동하는 엘리베이터에 사용됩니다. 속도. 일부 현대식 고속 엘리베이터는 분당 최대 2,000피트(분당 610m)로 움직입니다.

초기 엘리베이터의 제어 시스템은 작업자가 리프트 및 하강 속도를 조절하고, 각 층에서 엘리베이터를 멈추고, 문을 열고 닫을 수 있도록 했습니다. 1950년대에는 자동 푸시 버튼 제어 시스템이 수동 제어를 대체했습니다. 1970년대에 전자 기계 제어는 점차적으로 고체 상태의 전자 제어로 대체되었습니다.

수백 피트 상공에서 작은 상자를 타고 타는 것은 안전에 대한 확신이 없다면 당혹스러운 경험이 될 것입니다. 전기 엘리베이터에는 두 가지 기본 안전 메커니즘이 장착되어 있습니다. 하나는 케이블 풀리의 속도를 제어하여 엘리베이터의 속도를 제어하는 ​​거버너이고, 다른 하나는 케이블이 끊어졌을 때 엘리베이터 가이드 레일을 잡아주는 턱으로 구성된 비상 브레이크입니다. 엘리베이터에는 문이 완전히 닫히지 않은 경우 엘리베이터가 작동하지 않도록 하고 닫히는 문에 승객이 갇히는 것을 방지하기 위해 전자 기계식 도어 인터록도 포함되어 있습니다. 동일한 도어 인터록은 엘리베이터가 없는 경우 각 층의 외부 도어가 열리는 것을 방지합니다. 대부분의 엘리베이터에는 전화기가 설치되어 있으며 때로는 천장에 트랩 도어가 있어 엘리베이터가 층 사이에 끼일 경우 승객이 도움을 요청하거나 탈출할 수 있습니다.

디자인

엘리베이터 자체는 단순한 장치이며 기본적인 승강 시스템은 50년이 넘도록 크게 바뀌지 않았습니다. 그러나 제어 시스템은 안전성과 작동 속도를 향상시키기 위해 상당히 변경되었습니다. 엘리베이터는 건물의 높이, 각 층으로 이동하는 사람들의 수, 예상되는 높은 사용 기간과 같은 요소를 고려하여 특정 건물에 맞게 설계되었습니다.

대부분의 엘리베이터는 엘리베이터 무게에 최대 정격 하중의 40%를 더한 것과 같은 균형추를 사용합니다. 이 균형추는 모터가 들어야 하는 무게를 줄이고 케이블이 손상되지 않은 상태에서 엘리베이터가 통제 불능 상태로 떨어지지 않도록 합니다. 리프팅 드럼 설치에서, 호이스트 케이블은 호이스트 모터에 부착된 구동 드럼에서 엘리베이터 상단의 큰 도르래 주위로, 엘리베이터 샤프트의 지붕에 매달려 있는 두 번째 도르래까지, 그리고 다시 아래로 내려갑니다. 카운터 웨이트. 트랙션 드럼 설치에서 케이블은 엘리베이터에서 위로 올라가 호이스트 모터에 부착된 구동 드럼 주위를 한 번 돌았다가 다시 균형추로 연결됩니다. 자동차라고 하는 엘리베이터와 균형추는 각각 고유한 가이드 레일 세트에서 작동합니다. 두 번째 조속기 케이블은 카에서 조속기 도르래까지 이어진 다음 엘리베이터 샤프트 하단의 텐션 풀리로 내려가고 다시 카까지 연결됩니다. 이 케이블은 자동차의 속도에 정비례하는 속도로 거버너 풀리를 회전시킵니다. 차량 속도가 과도할 경우 거버너는 다른 케이블을 사용하여 가이드 레일을 잡고 차량 속도를 늦추는 비상 브레이크 조를 활성화합니다.

엘리베이터 샤프트의 측면에 있는 램프 바는 차량 외부에 있는 일련의 스위치를 활성화하여 적절한 층에서 차량을 감속 및 정지시킵니다. 차량이 원하는 층에 접근하면 경사로가 감속 스위치를 활성화하여 호이스트 모터에 속도를 줄이도록 신호를 보냅니다. 차량이 외부 도어 열림과 정렬되면 램프가 리미트 스위치를 활성화하여 차량을 정지시킵니다. 도어 인터록 스위치가 차량이 적절한 위치에 있음을 감지하면 전동 도어 개방 모터가 활성화되어 차량 내부 도어와 외부 바닥 도어를 모두 엽니다.

현대 상업용 건물에는 일반적으로 통합 제어 시스템을 갖춘 여러 대의 엘리베이터가 있습니다. 제어 시스템의 목적은 엘리베이터 호출 버튼을 누른 시간부터 사용 가능한 첫 번째 엘리베이터가 도착할 때까지 승객이 보내는 평균 시간을 최소화하는 것입니다. 서로 다른 시스템은 서로 다른 수준의 정교함을 사용합니다. 가장 간단한 시스템은 엘리베이터의 수에 관계없이 각 층에 하나의 위아래 버튼을 사용합니다. 승객이 엘리베이터를 호출하면 컨트롤러는 원하는 방향으로 이동하는 가장 가까운 엘리베이터를 보냅니다. 엘리베이터 카의 접근은 위 또는 아래를 가리키는 엘리베이터 도어 위의 조명 화살표로 신호를 보냅니다.

보다 정교한 시스템에서 컨트롤러는 나란히 작동하는 엘리베이터 세트 또는 뱅크에 대한 엘리베이터 호출 시스템을 모니터링합니다. 이 엘리베이터의 운영 구역은 섹터로 나뉘며 각 섹터는 인접한 층으로 구성됩니다. 차량이 호출에 응답하고 지정된 주행을 완료하면 다른 호출에 응답할 수 있게 됩니다. 이 시점에서 컨트롤러의 프로그래밍에 따라 자동차는 지정된 "집" 층으로 반환되거나 해당 섹터를 커버하기 위해 다른 작동 또는 사용 가능한 차량에서 가장 먼 섹터로 보내질 수 있습니다. 전화가 수신되면 컨트롤러는 은행에 있는 모든 차량의 위치를 ​​자동으로 비교하여 가장 가까운 차량을 보냅니다.

컨트롤러는 하루 중 다른 시간에 다르게 반응하도록 프로그래밍할 수도 있습니다. 예를 들어, 바쁜 사무실 건물의 엘리베이터 컨트롤러는 직원이 도착하여 고층에 있는 작업장으로 가야 하는 아침에 1층에서 주로 전화를 받습니다. 이 경우 컨트롤러는 할당되지 않은 모든 차량을 해당 섹터의 홈 층으로 돌아가게 하지 않고 1층으로 보내도록 프로그래밍됩니다. 늦은 시간에 건물을 떠나는 승객이 아침보다 훨씬 더 고르게 층에 분포되기 때문에 다른 명령 세트를 사용하여 할당되지 않은 엘리베이터를 다른 구역으로 보낼 수 있습니다.

모든 현대식 엘리베이터에는 소방관이 중간 정류장 없이 엘리베이터를 특정 층으로 바로 이동할 수 있는 키로 활성화할 수 있는 특수 오버라이드 제어 장치도 있습니다.

원자재

엘리베이터 카 자체는 내구성과 강도를 위해 강철 프레임으로 구성됩니다. 크로스헤드라고 하는 자동차 위의 강철 빔 세트는 엘리베이터 샤프트를 좌우로 연결하고 호이스트 케이블용 도르래를 고정합니다. 슬링이라고 하는 강철 구조는 크로스헤드에서 자동차 측면 아래로 확장되어 바닥 또는 플랫폼을 지지합니다. 승객용 엘리베이터 카의 측면은 일반적으로 강판으로 만들어지며 내부는 장식 패널로 다듬어집니다. 자동차 바닥은 타일이나 카펫이 깔려 있을 수 있습니다. 난간 및 기타 내부 장식은 외관과 착용성을 위해 스테인리스 스틸로 만들 수 있습니다. 매달린 천장은 일반적으로 자동차의 실제 상단 아래에 매달려 있으며 플라스틱 디퓨저 패널 위에 형광등을 포함할 수 있습니다. 엘리베이터 컨트롤, 알람 버튼 및 비상 전화는 도어 옆의 차량 전면 패널 뒤에 있습니다.

스틸 가이드 롤러 또는 가이드 슈는 가이드 레일을 따라 주행하도록 양쪽의 슬링 구조의 상단과 하단에 부착됩니다. 가이드 레일도 강철이며 건물의 상단에서 하단으로 이어지는 승강기 샤프트의 내부 벽에 부착됩니다. 비상 제동 장치는 쐐기로 함께 구동되어 가이드 레일을 압착할 수 있는 두 개의 클램핑 면으로 구성됩니다. 쐐기는 비상 케이블에 부착된 드럼으로 돌리는 나사로 작동됩니다.

뉴욕에 새로 생긴 로드앤테일러 백화점의 엘리베이터는 개장일에 이런 모습이었다. 1873년. (헨리 포드 박물관 및 그린필드 빌리지 컬렉션에서)

엘리베이터는 종종 "파급 효과"가 간과되는 발명품 중 하나입니다. 엘리베이터가 없는 8층 또는 10층 이상 건물의 실용성을 생각해 보십시오. 그런 다음 10층 이상의 건물이 없는 현대 도시를 상상해 보십시오. 구조용 강철 및 철근 콘크리트와 함께 엘리베이터는 현대적인 고층 건물의 발전에 필수적이었고 따라서 현대 도심의 일반적인 형태에 필수적이었습니다.

엘리베이터의 실질적인 영향은 상징적인 영향과 거의 일치했습니다. 1880$는 엄청난 도시 성장의 해였으며 도시로의 새로운 이민자 유입에는 공장 노동자뿐만 아니라 중산층 직업인도 포함되었습니다. 도시의 부동산 가치가 치솟으면서 중산층 가정은 단독 주택을 살 여유가 없었습니다. 아파트 건물 소유주는 냉온수, 전화 시스템, 조리 및 조명용 중앙 가스, 완비된 욕실 및 엘리베이터와 같은 "첨단" 편의 시설의 광고로 아파트 생활을 장려했습니다.

또한 이러한 모든 현대적인 편의를 갖춘 아파트 생활은 가사 업무의 새로운 조직의 구현으로 중산층의 상상력을 사로 잡았습니다. 건물에는 중앙 난방, 환기 및 배관 시스템이 있습니다. 일부는 지하실에 개별 아파트 거주자를 위한 음식을 준비할 주방이 있었습니다. 일부는 심지어 각 방에 노즐이 있는 중앙 집중식 진공 시스템을 지하실의 펌프에 연결했습니다.

엘리베이터는 민주주의에 기여한 사람으로 칭송받기까지 했습니다. 엘리베이터가 있는 건물에서, 어느 층에 살았는지는 거의 차이가 없습니다. 모든 층은 동등하게 접근 가능했습니다. 이에 반해 유럽에서는 비행기를 많이 타지 않아도 되는 중층에 부유한 가족들이 주로 찾아왔다. 가난한 가족은 대개 지하실이나 위층에 머물렀습니다.

윌리엄 S. 프레처

엘리베이터 호이스팅 케이블은 일반적으로 6개 이상의 가닥으로 구성되며 각 가닥은 여러 개의 개별 강선으로 구성됩니다. 가닥은 쿠션 역할을 하고 윤활유도 포함하는 대마 중심 주위로 꼬일 수 있습니다.

리프팅 드럼 설치에서 호이스트 케이블은 호이스트 모터에 부착된 드라이브 드럼에서 엘리베이터 상단에 있는 큰 도르래, 엘리베이터 지붕에서 매달린 두 번째 도르래까지, 그리고 균형추까지 내려오는 ogoin. 견인 드럼 설치에서 케이블은 승강기에서 위로 그리고 한 번 호이스트 모터에 부착된 구동 드럼 주위를 도는 다음 평형추에 고정됩니다.

전기 호이스팅 모터는 엘리베이터 서비스용으로 특별히 설계되었으며 기어박스를 통해 호이스팅 드럼을 구동할 수 있습니다. 둘 다 구매한 부품입니다.

제조
프로세스

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엘리베이터 카는 표준 금속 절단, 용접 및 성형 기술을 사용하여 엘리베이터 제조업체의 공장에서 제작됩니다. 건물 건설 중 차량이 날씨에 노출될 경우 건물이 완료된 후 내부 트림을 설치할 수 있습니다.

엘리베이터의 나머지 부분은 건설 현장에서 조립됩니다. 건물 디자인은 처음부터 엘리베이터 샤프트를 통합하고 건물이 세워질수록 샤프트가 커집니다. 샤프트의 벽은 콘크리트를 붓고 샤프트의 직진도와 대부분의 엘리베이터는 엘리베이터 무게에 최대 정격 하중의 40%를 더한 것과 같은 균형추를 사용합니다. 이 균형추는 모터가 들어야 하는 무게를 줄이고 케이블이 손상되지 않은 상태에서 엘리베이터가 통제 불능 상태로 떨어지지 않도록 합니다. 다른 치수는 각 층이 올라갈 때 주의 깊게 모니터링됩니다.

가이드 레일, 스위치 램프, 서비스 사다리 및 이와 유사한 지지 장비는 샤프트 벽이 완성된 후 샤프트가 지붕을 덮기 전에 샤프트에 볼트로 고정됩니다.

샤프트가 상단에서 열려 있는 동안 크레인이 균형추를 건물 상단으로 들어 올리고 레일을 따라 샤프트로 내립니다.

그런 다음 크레인이 엘리베이터 카를 들어올려 부분적으로 샤프트에 삽입합니다. 가이드 휠이 카를 가이드 레일에 연결하고 카를 샤프트 바닥까지 조심스럽게 내립니다.

그런 다음 샤프트를 지붕으로 덮고 샤프트 위에 기계실을 남깁니다. 호이스트 모터, 거버너, 컨트롤러 및 기타 장비가 이 방에 장착되어 있으며 모터는 엘리베이터 카 풀리 바로 위에 있습니다.

엘리베이터와 조속기 케이블이 연결되고 전기 연결이 완료되고 컨트롤러가 프로그래밍됩니다.

품질 관리

미국의 각 엘리베이터 설치는 미국 표준 협회(American National Standards Institute) 및 미국 기계 공학회(American Society of Mechanical Engineers)의 안전 표준을 충족해야 합니다. 이러한 표준은 현지 건축 법규에 통합되거나 현지 법규에 자체 안전 표준이 있을 수 있습니다. 주에서는 각 승객용 승강기 설치를 운영하기 전에 검사, 평가 및 인증해야 하며 그 후에는 정기적으로 재검사해야 합니다.

미래

엘리베이터는 수년 동안 크게 바뀌지 않았으며 가까운 장래에 그렇게 될 것 같지 않습니다. 전자 제어는 매우 극적이지 않고 진화적인 방식으로 계속 개선될 것입니다. 대기 시간을 줄이기 위해 과거 교통 패턴에서 학습하고 이 정보를 사용하여 미래의 요구 사항을 예측하는 제어 시스템이 개발되고 있습니다. 자동차 속도와 거리를 측정하고 잠재적인 승객을 찾기 위해 건물 바닥을 스캔하는 데 레이저 컨트롤이 사용되고 있습니다.