从舞台到升降机

Serapid 可为液压或绳索驱动达到极限的应用提供补充。

作者：《电子周刊》记者 Sascha Göbel

五十多年来，Serapid 一直致力于生产用于垂直和水平输送重物的系统。该公司于 1972 年在法国北部成立，凭借其独有的机械驱动原理——刚性链技术 (RCT)（也称为推链技术）——而闻名。

Serapid在工业搬运技术领域深耕数十年，并自20世纪90年代中期起涉足舞台机械制造领域。自2019年起，Serapid以Serapid Lift Systems品牌活跃于传统电梯市场。在2019年国际电梯展（Interlift 2019）上，Serapid首次展示了一款符合EN 81-20/50标准的全功能汽车升降机——此前，这种驱动原理的电梯产品尚未获得此项标准认证。

刚性链原理：柔性链产生刚性力

RCT的核心部件是一条由精密加工的块状钢链节组成的链条，这些链节在压缩载荷作用下通过形状和力相互咬合。当链条向前驱动时，各个链节组装成一个刚性的杆状致动器——即所谓的“灯笼齿条”——从而将负载垂直向上推动。然而，在回程过程中，链节再次分离；链条变得灵活，可以紧凑地收纳在地面上，从而节省存储空间。

从机械工程角度来看，延伸的刚性链柱在载荷作用下表现得像一根两端固定的杆——即所谓的欧拉情况4，它是所有欧拉情况中最有利的一种，具有最短的有效屈曲长度，因此屈曲载荷也最高。当然，链条并非均质实心杆，工程的精髓在于精确确定这种铰接结构的实际转动惯量——需要考虑链节之间的轴承以及所有部件的公差——并应用适当的安全系数。为了更好地理解尺寸设计：最常用的驱动装置LinkLift80的额定载荷为50 kN——部件失效的极限载荷为345 kN，这并非由于屈曲，而是由于链节轴线在弯曲剪切作用下的断裂。

关于负载下的性能，Serapid 采用了一种机械类比：刚性链柱在过载时不会突然弯曲——它会像脊柱在压力下一样发生形变，并在负载移除后恢复到原始形状。这种两状态特性——工作负载下刚性，恢复时柔性——是 RCT 的核心设计特征，使其无需机房、电缆、配重和液压油。

手里剑、冗余和可扩展性：细节中的技术成熟度

LinkLift 第三代产品一项技术亮点在于其专利的“手里剑”链轮设计。该名称最初是内部工作名称，源自日本飞镖的形状，与链轮轮廓的设计不谋而合。其真正要解决的问题在于运动学特性：传统链轮在两齿啮合时，速度会发生短暂的跃变——即所谓的“多边形效应”——从而导致振动和噪音。“手里剑”设计延长了啮合路径，使前后齿能够同时短暂啮合——实现重叠式、运动学上更为平滑的过渡。在实际运行中，这可以减少磨损、降低噪音，并使运行更加平稳，尤其是在高速运转时。

RCT与水力学：不是竞争而是互补

如果简单地将RCT系统全面描述为比久经考验的液压系统“更好”，那就太片面了，也不公平。液压系统几十年来已经证明了自身的优势：购置成本低，在各种提升高度下都经过了实践检验，并且在全球范围内拥有完善的售后服务体系。对于中等负载范围内的众多标准应用而言，液压系统仍然是一个完全有效且经济的选择——RCT系统并不会改变这一点。

然而，随着有效载荷的增加，RCT 的优势就更加显著。Serapid 数十年来一直深耕于重型和超重型运输领域——这些领域需要搬运的载荷从几吨到几百吨不等。在这样的规模下，传统液压系统在经济和技术上都日益接近极限：复杂的油缸装置、高压、不断增长的液压油用量以及复杂的安全要求，都使得系统维护成本高昂且繁琐。而 RCT 则在这方面展现出相对优雅的扩展性——纯机械结构，无油设计，且占地面积小。

升降柱可精确到毫米级无级锁定，无需回弹或补偿系统，这一优势在承载重型、分布不均的载荷时尤为显著，例如在卡车升降机或工业平台上。同样，该系统完全无油，也使火车站、医院或历史建筑等对环境敏感的场所受益匪浅。

该驱动装置为纯机电系统，完全无油运行，从而消除了土壤和地下水污染的风险。

与绳索升降机的比较也同样细致入微：对于高提升高度和高运行周期，曳引式升降机仍然是更经济、技术更先进的系统。然而，在机房空间不足、需要对竖井进行紧凑改造或涉及极端载荷的情况下，曳引式升降机就能发挥其优势。

因此，结论不是“非此即彼”，而是：具体应用是什么？

提升高度、有效载荷、建筑结构、使用频率和环境条件等因素共同决定了哪种技术最合适。RCT并非万能灵药，但在重型设备领域，它是一种值得认真考虑的选项，应根据具体情况逐一评估。

能源效率值得关注：RCT 系统的机械效率高达 80-90%，且无需液压油。由于无需进行微调或锁定操作（液压升降机在这些操作期间处于静止状态，而 RCT 升降机则已在运行），理论上可以在保持相同运输能力的前提下，实现更低的最高速度。从物理角度来看，速度和功率需求成正比。“速度减半，功率也减半”——而更高的效率进一步强化了这一效果。Serapid 公司指出，在没有配重的情况下，RCT 系统与液压直驱系统相比，由于能够在保持相当的承载能力的同时降低行驶速度，因此可节省 50% 的能源。这一因素是否以及何时成为主要的决策标准，将取决于当前的市场环境、成本分析以及最终的法律法规。

从工业应用到电梯领域：RCT 的历程

这一举措源于实践经验：负责舞台和升降机作业的技术人员最终提出了一个显而易见的问题：“既然它在舞台上已经证明了自身的价值，为什么不能应用于升降机呢？”活动场馆的货物升降机和货运升降机都配备了经过内部测试验证的RCT系统，该系统能够带来预期的优势：高运行可靠性、节省空间和能源，以及更少的维护需求。

Serapid 意识到这一点，于 2013 年在奥格斯堡国际电梯展 (interlift) 上首次亮相，以评估市场需求，并于 2015 年和 2017 年再次参展。市场反馈总体积极，但并未带来任何实质性订单。最常见的反馈是：技术上很有意思，但作为一种未知的驱动解决方案，它尚未在电梯制造的批量生产中进行充分测试。Serapid 将此解读为一种结构性信号：市场需要的不是另一个组件，而是成熟且经过认证的参考系统。因此，在 2019 年，Serapid 决定采取一个有针对性的过渡步骤：作为一家提供交钥匙系统的电梯制造商——这并非一种永久的商业模式，而是为了提升知名度、获得标准认证并交付可验证的参考项目。这是一项旨在提升信誉的投资，以便为更广泛的合作打开市场。

英国铁路运营商Network Rail提供了一个具体的实际案例，展现了下一步发展的方向：2020年，该公司找到Serapid，希望为其最繁忙的车站开发一款可靠且方便乘客使用的电梯。Serapid开发了一款有效载荷为1250公斤、运行速度为0.63米/秒的解决方案，其中包括一款有效载荷为450公斤、运行速度降低的应急运行版本——完全符合EN 81-20/50标准。

以遵守标准为基础建立合作伙伴关系

对于Serapid电梯系统而言，符合欧洲电梯标准EN 81-20/50不仅是获得认证的先决条件，更是与成熟电梯公司开展合作的根本前提。负责规划、调试和承担责任的电梯制造商需要符合既定标准和测试流程的驱动技术。Serapid提供经独立公告机构认证的交钥匙系统，因此能够轻松融入现有合作伙伴的项目工作流程和责任体系。

标准产品系列涵盖了广泛的有效载荷和轿厢尺寸。此外，Serapid 还与设计公司和运营商进行沟通，开发定制解决方案，尤其是在现有建筑现代化改造或历史建筑加装电梯时，无需大幅改变建筑结构。

当然，一项新技术在一个历经数十年发展演变的行业中，不可能立即在所有领域都具备完全的竞争力。初期产量低、配置种类日益增多，研发阶段都需要资金支持——但它也具有独特的优势：例如，即使系统以较低的额定功率运行，也能保持其稳健性和高可用性。

巴黎参考项目：巴黎翻新项目中的RCT

巴黎正在进行的一个项目提供了一个很好的实践案例：对一座建于20世纪60年代的建筑进行全面翻新，将其改造成一个新的文化中心。总承包商是Vinci公司，KONE公司负责电梯部分。

为什么选择RCT？答案源于两个独立的限制因素。首先，客户在之前的合作项目中熟悉Serapid技术，并已将其指定为首选方案。其次，通力(KONE)目前没有针对载重超过5吨的电梯提供标准的无机房(MRL)解决方案。此外，由于项目地点紧邻地下水、池塘和塞纳河，出于环境和责任方面的考虑，液压系统实际上已被排除在外。

Serapid自2017年起便参与了该项目——最初是通过咨询公司Ducks Sceno参与“Scenic”工作包，随后又通过垂直运输咨询公司SETEC参与“Special Lifts”工作包。此次翻新工程对可用安装空间以及建筑物和地基的允许荷载提出了极高的要求。RCT针对这些关键问题提供了传统方案无法解决的解决方案：无需机房、建筑物荷载低、力直接传递至底坑、无油运行、精准定位——其有效载荷远超传统升降技术的“舒适区”。

该项目揭示了一个在实践中常被低估的方面：驱动技术的选择并非总是主要取决于成本或行程高度。环境法规、地下水位置以及承包商产品组合中缺乏合适的标准解决方案等因素，其对决策的影响可能比任何技术规格分析都更为显著。同时，该项目也展示了这种合作模式的实际运作方式：通力提供电梯方面的专业知识——包括规划、安装、调试和后续维护；Serapid 提供驱动技术。这种清晰的分工使双方都能专注于各自的核心竞争力。

与可压缩的液压油或弹性钢缆不同，链条在负载下形成刚性、不可压缩的钢柱。Serapid平台在装载过程中（例如使用叉车装载）能够以毫米级的精度保持位置，不会发生下垂。机械锁定系统（锁定棘爪）或耗时的重新调整（微调）被完全摒弃，从而缩短了运行周期并提高了运行可靠性。最新的第三代LinkLift还优化了乘客运输的乘坐舒适性。获得专利的“手里剑”链轮设计可将高速行驶时的振动降低高达20%，从而确保极其平稳安静的乘坐体验。

本文（巴黎项目）关键事实概要： 

• 地点：巴黎 
• 总承包商：Vinci 
• 电梯合作伙伴：通力 
• 有效载荷：每套系统 9500 公斤
• 技术：Serapid RCT（LinkLift 第三代） 
• 特点：无油运行、浅坑设计、无需停机即可精确定位。

结论与展望：科技寻求合作伙伴

RCT（反向传动）在电梯行业仍是一种相对陌生的驱动原理，但其技术已经过数十年的验证，如今已完全纳入行业标准，并在早期参考项目中得到验证。Serapid决定暂时涉足电梯制造领域，是经过深思熟虑的过渡步骤，旨在提升知名度、建立信任并证明RCT在电梯运行中的有效性。这一步骤已达到预期目的。

Serapid Lift Systems 目前寻求的不是更多的内部项目，而是合作伙伴：对电梯业务有全面了解的公司——从规划和安装到维护和服务——并且准备将 RCT 作为其产品组合中的驱动选项——最好是具有国内或国际业务，并且关注液压和绳索都无法提供最佳解决方案的应用。

这项技术并非旨在竞争，而是互补。此次合作也并非旨在取代现有产品，而是通过一套在特定领域具有明显优势的驱动系统来拓展合作伙伴的产品组合。如果您认为这符合您的需求，那么 Serapid 将是您理想的供应商，我们积极提供支持、培训和技术支持。

该战略是在全球范围内构思的，这一点可以从目前在印度新德里与合作伙伴 EASA 合作实施的一个项目中得到体现——该项目将在即将出版的一期中进行更详细的介绍。