高樓層電梯為什麼還在使用有纜技術?無纜繩技術發展有什麼技術難關么?
11-17
有些高層建築由於鋼纜的缺陷出現換乘層這種東西。王國塔據報道才用了剛強度碳纖維纜繩有效解決了纜繩自重問題。那麼問題來了,為什麼不發展無纜繩技術,電梯單元安裝電動機爬升,更科幻一點利用電磁技術無聲低噪運行應該也能是實現的吧,其他末節的安全機構之類就不討論了。沒有實現無纜技術的原因是什麼,成本么?還是有技術瓶頸。
首先非常榮幸受邀回答這個問題。
講一下電梯的驅動類型。電梯的驅動類型目前大概有這三類:牽引、曳引、液壓。眾所周知,牽引(如卷揚機)耗能將非常高,提升相同的重物,其主機功率又要成倍增大;液壓能應用的範圍受到液壓裝置的限制。因此,曳引式電梯系統逐漸沉澱成為較為先進和成熟的技術。
曳引式系統受到曳引繩自重的限制,因此在高度上會達到一個極限,這時候曳引繩本身將不再能承受其自重。因此,通力發明了輕質、高強的碳纖維曳引繩制繩技術,使得超高層電梯層高能突破1000m,相比與傳統的鋼絲繩曳引電梯增大了1倍多。
至始至終,電梯人都在竭盡全力尋找更高效、更節能、更舒適的電梯解決方案。曳引電梯系統的缺點在於其對重的存在,增加了井道空間,增加建築成本。因此無纜繩似乎是一個很不錯的選擇。但不得不說的是,曳引之外的電梯系統無論如何都會使電梯耗能提高几倍,乃至幾十倍,我想這個不是一個經濟的能夠為大眾接受的解決方案。
無纜繩技術,最容易讓人想到的的有直齒輪牽引和磁懸浮技術。直齒輪作為電梯牽引技術:由於是齒輪嚙合傳動,其傳動平穩程度顯然不盡如人意,特別是到齒輪磨損的條件下,其撞擊聲、嚙合聲足以讓乘客是在坐火車。而磁懸浮技術,不說也知道其成本特別高。不過目前有廠商在開發用於超高速電梯中的磁懸浮導靴,用於降低轎廂的振動。
綜上所述,我認為無纜繩技術似乎不是一個適合大眾的技術。電梯技術也不可能脫離曳引技術,採用混合的策略用於改善電梯乘坐品質,應當是一種必然的趨勢。
主要是投入和回報博弈後的結果。
「有纜」的這個「纜」,包括曳引用鋼絲繩/鋼帶、平衡用補償繩/鏈,還有轎廂內電氣設備用隨行電纜,其實改進餘地很大,比如我知道的就有:- 通力研發的碳纖維曳引帶,號稱自重降低94%,注意是降低不是降低到,這個數字嚇尿我
- 無線充電系統,無線通信系統。這個目前我們公司正在研發,其他公司估計也有在開發的,還沒聽說過有實際項目採用的。大體上有這麼幾個技術模塊:
- 轎廂上安裝大容量電池給轎內電氣設備供電;
- 當轎廂運行特定周期或特定位置時,利用無線快速充電技術給電池充電;
- 通過定向無線信號實現轎廂和控制櫃的無線通信。
如果同時採用這兩種技術,電梯的「纜」基本上就瘦成閃電了。能不能做到太空電梯說不好,但是應對高度再翻幾倍的建築也不成問題。同時因為「纜」的減少,電梯可以嘗試更高速度,更大載重。
那麼,為什麼不用這些「高科技」呢?回到我最初的論點,還是投入和回報博弈後的結果。- 高新技術沒有量產,一段時間內其價格肯定超過價值;
- 高新技術使用之初必然會有長期的「發現問題-&>解決問題-&>再發現問題-&>再解決問題」的磨合期,其可靠性相較成熟技術肯定會更低。
如果經過計算、比較,現有技術可以滿足使用,何必花費更多錢去用可靠性更低的商品呢?
必然是技術瓶頸和成本。
某些媒體,會報道一些吸引眼球卻捕風捉影的新聞,什麼太空電梯啊,那都是吹牛沒影兒的事,別被誤導了。
電梯其實是一個很邊緣的行業,世界第一的奧的斯電梯只是其母公司美國聯合技術公司旗下一個副業,主業是造飛機發動機的。世界第三的蒂森克虜伯電梯只是整個蒂森克虜伯集團中比重不大的業務單元。三菱啊日立啊,不用說了。(也不是沒有專心造電梯的,瑞士迅達和芬蘭通力,都算得上百年老店)。
150多年前,奧的斯發明的安全鉗和限速器聯動系統,現在都是各個垂直電梯的標配,你說是前人太聰明了,還是今人太笨了?有些東西已經很成熟了,你想拋棄不用,腦洞大開的幻想一套東西出來,是不現實的!
電梯是典型的機電一體的集成產品,要發展也只能依靠機械和電子各個細分領域的某個技術革新帶來的微創新,比如材料領域,製造出更輕更強的材料,現在的鋼絲繩和一百年前的鋼絲繩是一樣的嗎,現在已經有使用碳纖維繩纜的電梯了,主要礙於成本原因,才沒普及。比如電子領域,發明了變頻器後,電梯告別雙速,變得更省電更智能,舒適感更好安全性更高。
所以,電梯並不是能引領技術革命而改變世界的神話英雄。
等那天液壓器便宜了,液壓天下獨佔的時候,有纜電梯就可以進博物館了
有纜繩和無纜繩主要是懸掛和驅動的區別,無纜繩最普通的就是齒輪齒條式,或者直線電機式,都有產品或樣機。磁懸浮混在這裡面是不同的,電梯的磁懸浮可以只解決導靴的摩擦和振動,不解決驅動問題。直線電機+磁懸浮也是可以的,這也許是大家想表達的。磁懸浮列車就是直線電機+磁懸浮,能減小很大的運行阻力,而且還能驅動。
有纜電梯最大的問題是無法實現多轎廂的共井運行。個人認為不是技術問題,而是目前沒有對新驅動方式的迫切需求。
我覺得傳統有纜繩電梯的安全性秒殺無纜繩的磁懸浮電梯。遇到停電時傳統電梯最多把乘客關到轎廂里,磁懸浮電梯估計直接就自由落體運動了
一個成熟的產品,是不需要革命性的改變的。除非是未來世界有300層已上的建築且普及,電梯也就不是電梯了。
蒂森克虜伯 明年年底將推出磁懸浮電梯,有興趣可以百度一下。
這個要等磁軌炮技術發展成熟了,可能會有機會
因為物業公司不願意換,還了麻煩,還得花錢,湊湊合合能把錢裝兜里就什麼都OK,業主愛投訴去投訴吧,大事化小,小事化了,技術難關?應該沒有,關鍵是市場都在用這種電梯,你用這個電梯不麻煩么?再說電梯公司又不會修,會修要的也貴,還難請到,業主投訴會煩死人的,這跟交通工具一樣一樣的,保有率、維護保養價錢、好了不說了,有人卡電梯里了,我去看看......
蒂森克虜伯已開發出基於磁懸浮技術的Multi電梯,樣梯預計2016年問世,有興趣可以百度一下
我非電梯行業從業人員,以下只是我的個人思考!
電梯為什麼不借用纜車的思路來發展,從單線程單任務到單線程多任務,多個電梯橋箱,每一個上下口加一個纜車的擒縱機構,乘客乘用電梯不用按上下,而是直接按目標層,電梯根據一段時間裡的目的地安排橋箱,到達同一層的共用一個橋箱,減少橋箱開門次數,達到快速到達目標層。尤其是高層寫字樓,上下班,完全可以一層一個橋箱,效率高!
雖然有纜繩,但是做到了高效!關於纜繩自重問題,隨著高強度低重量的纜繩研發,尤其是仿生蜘蛛網的突破,絕對沒問題。
關於隨橋箱走的供電可以用超級電容解決,利用上下乘客的時間秒速充電,現在超級電容都能供公交車用了。@趙鑫 關於超級電容的想法不知道你們公司之前嘗試過沒有,如果沒有,希望你能說服管理層去嘗試一下,如果成功了記得告訴我奧!
以上就是我的想法,有局限性,希望各位呼友多多指正!
本人認為電梯的最終技術突破必然是在空氣動力學方面。。。。。
推薦閱讀: