電梯墜落減震器能保護多少層

現代電梯上有特殊的機械裝置,防止電梯鋼纜斷了后以自由落體的方式掉落 。
電梯箱與配重塊通過一組滑輪聯系,如果電梯里面沒有人,電梯箱體的重量和配重塊的重量是一致的 。卷揚機把電梯上下移動,只要克服電梯中人的重量和滑輪組的摩擦力 。
雖然現在電梯具有相當多的安全機制,電梯突然掉落這種事情仍然發生過 。

電梯墜落減震器能保護多少層

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這相當于人坐在轎車車廂里撞擊墻壁,但是撞擊方向一個是水平,一個是垂直的 。
從總的原理上來說,電梯掉下去,以相同的速度撞到地面,人的生還概率比撞車時相同的速度水平撞擊概率要大 。
▍美國芝加哥約翰.漢考克大廈電梯掉落事故 。
約翰.漢考克大廈是芝加哥第四高樓,總高有100層 。
2018年11月16號,6名乘客登上電梯,從95層準備下到1樓的大堂,電梯運行到第84層時,突然不受控制,一路掉落,直到第11層才停止 。
電梯墜落減震器能保護多少層

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里面的幾個乘客都以為自己要死了,等到電梯停下來的時候,他們都跌倒了 。有一個人爬起來,然后對大家說拍手,于是大家一起鼓掌慶祝自己還活著 。
三個小時之后這些乘客才被救出來,里面的乘客包括一名孕婦,全部安然無恙 。這里面的人以為電梯只掉了3層或者4層,說明當時下落的速度相當快 。
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電梯之所以沒有一直掉到1樓,是鎖定裝置在下落的過程中起了作用 。
▍電梯上的制動裝置有哪些?
接在電梯箱上的鋼纜一般有4根或者是8根,只要有一根起作用就可以把電梯給拉住 。
這些鋼纜又分成兩組,其中一組連接在配重塊上,另外一組連接在起重卷揚機上,在起重卷揚機上有專門的剎車裝置 。
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每隔一段時間就會有專門的安全檢查人員來檢查這些鋼纜的磨損和連接情況 。
而且,電梯的轎廂也不是完全懸空,它和周邊的導軌有接觸,導軌上有一個剎車裝置 。
發明這個裝置的是美國工程師奧迪斯 。奧迪斯設計了一種齒條,當電梯的纜繩斷掉以后,會有一個彈簧片彈出來,卡在齒條上,強迫電梯制動 。
這種安全裝置經過改良以后,形成了現代的電梯 。
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只要電梯的一根鋼纜出現問題,電梯的剎車裝置就開始起作用 。一方面是卷揚機上的剎車裝置在起作用,另外一個就是軌道上的抱死裝置在起作用 。
如果所有這些裝置都失靈了,電梯就會垂直下落到最底層 。
自由落體的加速度是9.8米每秒平方,但是電梯下落的速度沒有這么高,因為仍然有其他的幾個力減緩電梯箱的掉落速度 。
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首先,不可能所有的鋼纜都同時斷掉,沒有斷掉的鋼纜會帶動卷揚機,這會產生一部分阻力 。電梯箱和軌道的摩擦也會產生一定的阻力 。同時電梯箱高速下墜,會擠壓下部的空氣,也會減緩速度 。
在電梯井的最底層,還有彈簧或者是液壓的減震裝置,這是最后一個保險裝置 。
▍如果電梯直接墜地,底部彈簧是否能救人一命?
假如2018年11月16號芝加哥約翰.漢考克大廈失控的電梯直接掉到1樓大堂,假定下落的加速度是0.5個g,那么從94層掉下來大概需要12.7秒,最高瞬時速度為62.2米每秒 。
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當然,如果在觸地的那一瞬間,人能夠往上跳的話,理論上是可以減少傷害的,但是關鍵的問題人起跳的速度太低了,不會超過5米每秒,所以基本上無法抵消撞擊 。
在高速的撞擊下,最重要的是要防止脊柱折斷,躺在地上抱住頭,生還的機會比站著或者跳起來要大的多 。
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人到底會不會死?取決于人體能夠承受的極限加速度 。
我們知道,戰斗機的駕駛員能夠短時間承受10個G的加速度,但是實際上人體能夠承受的瞬間極限加速度要高 。
美國的有一位科學家叫做約翰.保羅.斯塔普 。他為了研究人體能夠承受的極限加速度,專門把自己綁在火箭滑車上,1954年測得了人類承受的極限加速度值為46.2個G 。
電梯墜落減震器能保護多少層

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因為這個實驗他的眼睛2天失明,手腕和胳膊骨折,牙齒掉了6顆 。
但是,斯塔普做的實驗有完整的保護措施,所以受到的傷害看起來還是可以忍受的 。
我們姑且把46.2個G作為無充分保護下人體生與死能夠承受的極限加速度值 。
如果電梯從高處掉下來,經過最底部的彈簧減速,只要這個減速度不超過46.2個G,人生還的可能性會非常大 。
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62.2米每秒的速度,在46.2個G的減速度情況下,能夠在0.15秒減到0 。
所以,這里面最關鍵的問題要讓緩沖的彈簧的行程要足夠長,至少要達到0.5×62.2×0.15等于4.7米 。
所以理論上說只要在電梯的最下方墊上合適的彈簧,減速的時間足夠的長,里面的人就有生還可能 。
機械減速最好的方法是戰斗機降落在航母上用阻攔索減速 。但是這種裝置的造價遠遠超過電梯本身的造價 。
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總的來說,建筑物內的電梯出現事故掉下來,造成人死亡的情況很少 。
大部分造成人員傷亡的電梯掉落事故,都是工地上的簡易施工電梯,這些電梯沒有任何保險裝置 。
2012年9月,湖北武漢曾經發生過施工電梯從33樓直接掉到地上,造成19人遇難的事故 。
【電梯墜落減震器能保護多少層】讓電梯在自由掉落的情況下,安全著地的裝置在理論上存在,只是限于成本,不太可能實施 。

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