تاريخ موجز لحبال أسلاك المصعد ، الجزء الأول

تم فحص حبال المصاعد السلكية في القرن التاسع عشر ونضجها في أوائل القرن العشرين.

يحتل حبل الرفع المتواضع مكانًا فريدًا في تاريخ النقل العمودي. يوجد حبل قنب بسيط في وسط إحدى أشهر قصص المصاعد - عرض إليشا جريفز أوتيس لجهاز السلامة المحسن في 1854 كريستال بالاس في مدينة نيويورك. إن "حبل" الأنابيب النانوية الكربونية المتطورة هو الابتكار الأساسي الذي يقود التطوير المفاهيمي (وربما الحرفي) لمصعد الفضاء المقترح. ومع ذلك ، فإن الحبل السلكي هو الذي يحتفظ بمكانة الصدارة في تاريخ المصعد حيث يعني التعليق الأطول خدمة. كان موضوعًا للعديد من المقالات التي تعود إلى القرن التاسع عشر والتي شككت في سلامتها ، وظهرت في عدد لا يحصى من الكتب والأفلام والبرامج التلفزيونية المعاصرة التي تنبئ بفشلها. تتناول سلسلة التاريخ هذه إدخال حبال المصاعد السلكية في القرن التاسع عشر ونضجها في النصف الأول من القرن العشرين.

تزامن اختراع الحبل السلكي مع اختراع مصعد الركاب ، وبحلول سبعينيات القرن التاسع عشر ، أصبح الحبل السلكي هو الحبل المفضل لاستخدام المصعد. نظرًا لحداثتها النسبية ، واجه كل من المصعد والحبل السلكي تحديات مماثلة فيما يتعلق بمخاوف السلامة. كان حبل رفع القنب الأقدم له تاريخ طويل في الاستخدام ، وكانت نقاط قوته وضعفه معروفة جيدًا. ومع ذلك ، كان الحبل المصنوع من الأسلاك أمرًا مختلفًا تمامًا. تم تلخيص هذا الاختلاف بشكل فعال في عدد 1870 يونيو 22 من American Architect and Building News ، والذي تضمن مقالة موجزة عن حبال المصاعد. أعرب المقال عن الشاغل الرئيسي في جملته الافتتاحية:

"أدى الإدخال المفاجئ للمصاعد في مدننا الكبيرة ، والتي يتم تعليق معظمها بواسطة الحبال السلكية ، إلى تساؤل الناس عما سيحدث عندما يرتدون ملابس لمدة عام ، ولماذا لا يكون هناك ، بعد فترة ، كسر الحبال والحوادث اللاحقة في جميع أنحاء البلاد ".

تركز الاهتمام الرئيسي على تحمل الحبل السلكي ورد فعله على الانحناء المستمر والمتكرر أثناء مروره حول براميل متعرجة وفوق الحزم. كان أحد الافتراضات الرئيسية للمقالة المذكورة أعلاه هو أن "الجميع يعرف ، على الأقل ، أن الانحناء المتكرر يضعف السلك ، سواء كان ذلك عن طريق التحبيب أو بالامتداد المستمر لأليافه." كان التحدي ، على الرغم من "العلم" بحدوث هذا الإجراء ، لم تكن هناك طريقة سهلة للحكم على الوقت الذي لم يعد فيه الحبل آمنًا للاستخدام. وزعم المقال أن شركة John A. Roebling's Sons Co. قد قدمت مؤخرًا نصائح جيدة فيما يتعلق باستخدام الحبل السلكي. لقد ذكروا أن "البراميل الكبيرة والحزم والبكرات ضرورية للغاية لإطالة عمر الحبل السلكي". واقترحوا أيضًا أنه "يجب تغيير الحبال في مصاعد الركاب كل عامين". ومن المثير للاهتمام ، زعم أبناء John A. Roebling أن "أفضل بناة المصاعد" ، على الرغم من فهمهم للحاجة إلى براميل وحزم كبيرة ، كانوا في الغالب مقيدين في استخدامها بسبب محدودية مساحة البنتهاوس والغرف الميكانيكية. يثير هذا أسئلة مثيرة للاهتمام حول المحادثات بين المهندسين المعماريين والمهندسين وبناة المصاعد حول دمج هذه التكنولوجيا الجديدة في المباني الجديدة والقائمة.

كانت الأسئلة المتعلقة بالسلامة والاستخدام المناسب للحبال السلكية تُثار باستمرار طوال ثمانينيات وتسعينيات القرن التاسع عشر وتم الرد عليها جزئيًا من خلال تطوير حبل سلكي "قياسي" للمصعد. شركة هازارد للتصنيع في ويلكس بار ، بنسلفانيا ، متخصصة في تصنيع الحبال السلكية وكانت واحدة من ست شركات أمريكية صنعت هذا المنتج الجديد. وصف العدد الصادر في 1880 سبتمبر 1890 من Street Railway Review محتويات كتالوج الشركة الجديد ، والذي أعطى "اهتمامًا خاصًا لـ. . . تصنيع حبال المصاعد القياسية. " كان حبل المصعد القياسي "مكونًا من ستة خيوط ، و 15 سلكًا في كل خيط ، أو 1896 سلكًا في الحبل ، وكانت الخيوط العديدة مثبتة بإحكام حول مركز القنب ، مما يشكل وسادة ويمنح الحبل مرونة." تم وصف الأساس المنطقي وراء تصميمه على النحو التالي:

"من بين 19 سلكًا في كل ضفيرة ، هناك 12 سلكًا خارجيًا أو سلكًا مستهلكًا وتحتوي على 60٪ من إجمالي قوة الحبل ؛ سبعة أسلاك داخلية أو أسلاك سحب ، ولا تتعرض أبدًا للتآكل وتحتوي على 40٪ من إجمالي قوة الحبل. تشكل الأسلاك المركزية قوة احتياطية بعد تآكل الأسلاك الخارجية أو كسرها ".

كان تطوير حبل المصعد القياسي مصحوبًا بتطوير ممارسات الاستخدام القياسي ، والتي تم تلخيصها في منشور 1902 عن المصاعد التي أصدرتها مدارس المراسلة الدولية (ICS). تمت معالجة هذه المادة تحت عنوان "العناية بالحبال السلكية والكابلات والموجهات" ، وهي تقدم رؤى إضافية حول استخدام حبال المصاعد. إن وجود حبل مركز القنب جعل الحبال السلكية "أكثر مرونة وبالتالي أكثر متانة ، بسبب الانحناءات القصيرة على البكرات الصغيرة نسبيًا ، أو الحزم." يتطلب استخدام الحبال السلكية أيضًا وسيلة لضمان "الحفاظ عليها" في أعمدة المصاعد ، وهي حاجة تمت تلبيتها من خلال التزييت المناسب:

"لمنع الصدأ ، يجب استخدام زيت بذر الكتان الخام مع قطعة من جلد الغنم. ينصح أبناء John A. Roebling بخلط زيت بذر الكتان مع الأجزاء المتساوية من اللون البني أو السناج الإسباني. توصي شركة Otis Elevator Co بخليط من سبعة أجزاء من زيت بذر الكتان وثلاثة أجزاء من زيت القطران. يتم تصنيع مادة تشحيم جيدة أخرى للحفظ عن طريق تسخين وخلط زيت أسطوانة البئر والجرافيت والشحم والقطران النباتي. عندما تصبح الحبال ، أو الكابلات كما يطلق عليها كثيرًا في أعمال المصاعد ، مبللة جيدًا مرة واحدة ، فإنها تحتاج إلى التزييت فقط كل ثالث أو رابع شهر ".

ومع ذلك ، لوحظ أيضًا أن الحبال "لا ينبغي السماح لها بالتسخين والصمغ". نظرًا لطبيعة مواد التشحيم المقترحة ، يجب أن يكون هذا احتمالًا صعبًا.

تناول مؤلف ICS أيضًا استبدال الحبل ، مشيرًا إلى أنه "يجب إيلاء اهتمام خاص للمثبتات". كانت التوصية الرئيسية هي "إعادة إنتاج المفصل بعناية كما تم صنعه في الأصل" من قبل الشركة المصنعة للمصاعد. تم وصف القيد النموذجي المستخدم بواسطة Otis Elevator على النحو التالي (الشكل 1):

"يتكون من قضيب مشقوق ، الساقان أ ​​، أ منها منتفخة ومزودة بأنوف في نهايتها. يمتد طوق B على الساقين ويتاخم في النهاية ضد الأنف. يتم إحضار الحبل من خلال الياقة ، ويتم ثنيه على كشتبان C ، ثم يتم تمريره مرة أخرى عبر الطوق ، وبعد ذلك يتم تثبيت الطرف الحر عن طريق لفه بالأسلاك. يجب أن يكون طول الطرف الملفوف للحبل 8 بوصات على الأقل. الأسطح الداخلية للساق أ والسطح الخارجي للكشتبان مقعرة لتتوافق مع الحبل ".

عند ربط الحبل بأسطوانة اللف ، يوصى بأنه عندما تكون السيارة في أدنى موضع لها ، يجب أن "يطوق الحبل الأسطوانة عدة مرات لتقليل الضغط عند نقطة التثبيت".

بحلول عام 1900 ، كان استخدام الحبل السلكي ميزة مقبولة في المشهد الصناعي ، وكان استخدام حبل سلك المصعد القياسي جانبًا مقبولًا بنفس القدر في تشغيل المصعد. يوضح كتالوج شركة American Steel & Wire Co لعام 1913 الاستخدام الواسع النطاق للحبال السلكية ويحتوي على ثروة من المعلومات ، والتي تم تقديمها في تنسيق كتاب مدرسي تضمن 10 فصول وأربعة ملاحق ومسرد وفهرس. تم تخصيص فصلين لأسعار منتجات الشركة المختلفة ، بينما ركزت ثمانية فصول على علم واستخدام الحبال السلكية:

• الفصل 1: الطرق والتسهيلات القياسية لاختبار الحبل السلكي
• الفصل الثاني: المواد المكونة للحبال السلكية وخصائصها
• الفصل 3: الأنواع القياسية لبناء حبل الأسلاك
• الفصل الرابع: استخدامات متنوعة للحبال السلكية
• الفصل الخامس: النظرية الميكانيكية للحبل السلكي
• الفصل السادس: تلميحات ومقترحات عملية
• الفصل السابع: تعليمات طلب حبل سلكي
• الفصل الثامن: التطبيقات النموذجية للحبل السلكي في الممارسة

كانت الأقسام التي تناولت حبال المصاعد بمثابة تذكير بأن أنظمة المصاعد المختلفة تتطلب أنواعًا مختلفة من الحبال:

"عند طلب حبل للمصاعد ، حدد ما إذا كان مطلوبًا رفع أو ثقل موازنة أو يد أو صمام أو حبل أمان ، وأيضًا ما إذا كان التمديد الأيمن أو الأيسر مطلوبًا. الحبال المستخدمة لهذه الأغراض مختلفة ولا يمكن استبدالها ".

انعكس تنوع حبال المصاعد في تصميم حبل الرفع القياسي لشركة American Steel & Wire ، والذي تم إنتاجه في ست درجات أو نقاط قوة: الحديد ، والفولاذ الطري ، والفولاذ المصبوب ذو البوتقة ، والفولاذ المصبوب ذو البوتقة القوية للغاية ، والصلب المحراث ، والصلب المحراث. تم تصميم الحبل الحديدي القياسي للشركة بشكل أساسي للاستخدام في آلات الأسطوانة وكان "يستخدم لرفع المصعد حيث تكون القوة كافية" (الشكل 2). كما تم وصفه أيضًا بأنه "مستخدم عالميًا تقريبًا للحبال الموازنة ، باستثناء مصاعد الجر." تم تصميم حبل الرفع المصنوع من الفولاذ الطري "خصيصًا لمصاعد الجر في المباني الشاهقة حيث يتطلب الأمر حبلًا أقوى وأخف وزنًا بسبب [] التشغيل السريع المعتاد والتوقف." تختلف حبال الشاحن أو التحكم (وتسمى أيضًا حبال الحراثة أو الحبال اليدوية) عن الحبال القياسية من حيث أنها تتكون من ستة خيوط من 42 سلكًا لكل منها ، والتي تم لفها حول سبعة نوى من القنب (الشكل 3).

بالإضافة إلى توفير معلومات مفصلة عن مجموعة متنوعة من أنواع الحبال السلكية ، تضمن الكتالوج أيضًا رسومات تخطيطية توضح التطبيق الصحيح لها. تضمنت هذه الرسوم 17 رسمًا متعلقًا بالمصعد والتي تصور المصاعد الهيدروليكية ذات الغطاس المباشر والجانبي والأفقي ؛ المصاعد الكهربائية الموجهة والجر ؛ والمصاعد الكهربائية والمُدارة بالديدان. إن تركيز الرسومات على تطبيق الحبال السلكية يجعلها موردًا فريدًا. تم تصوير نسختين من المصاعد ذات الغطاس المباشر - أحدهما بحبل الشاحن والآخر مزود بوحدة تحكم داخل السيارة - ويسمح وجود رسمين للارتفاع لكل نظام بفهم دقيق لهذه المصاعد (الشكل 4). تم توفير نفس المستوى من التفاصيل للمصاعد الهيدروليكية ذات الغطاس الجانبي (المصنعة من قبل Otis) والأنظمة الهيدروليكية ذات الغطاس الأفقي (الشكلان 5 و 6). تحظى رسومات المصعد الكهربائي بأهمية خاصة ، لأنها في عام 1913 مثلت أحدث الأنظمة في السوق. تتميز آلة الأسطوانة الكهربائية بمجموعة مثيرة للاهتمام من الحزم للسيارة وحبال ثقل الموازنة ، بينما استخدمت آلة التروس الدودية أسطوانة متعرجة تقع بالقرب من نقطة منتصف العمود (الشكلان 7 و 8). يوضح رسم مصعد الجر بشكل فعال بساطته الكامنة وإمكانات هذا التصميم الجديد (الشكل 9).

يمثل تنوع أنواع المصاعد الموضحة في كتالوج American Steel & Wire تنوع أنظمة المصاعد السائدة في أوائل القرن العشرين ، فضلاً عن أهمية الحبال السلكية في تشغيلها. سيتبع الجزء الثاني من هذه المقالة هذه القصة خلال الثلاثينيات من القرن الماضي ، والتي تشمل التطوير المستمر لمصعد الجر وكتابة أول رموز سلامة المصعد.