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中原圣起为大家简单的讲解一下起重机的历史


   文学上第一次的明确的记载滑轮组的复合系统是泛起在亚里士多德的机械挫折中,但是组成文字可能还要稍晚一些。与此同时,用于建造希腊神庙的石块尺寸再一次开始遇上他们的古代前辈了,这标志着当时更多的久经考验的的滑轮组一定在希腊建筑史上找到了它们的一席之地。下面中原圣起就来为大家简单的讲解一下起重机的历史。

用来晋升重型货物的其中节是古希腊人在公元前六世纪晚期发明的。考古记实显示最早在公元前515年晋升夹具和铁制的吊楔开始泛起在古希腊人石块结构的神殿里。因为这些是起重设备的核心装置、也因为他们是在石块的重心的中心或者是在离重心上一点间隔相等的两头被发现,他们被考古学家以为是起重机当时就存在的确凿证据。

绞盘与滑轮的的引入导致了人类之前用斜坡来向高处运送货物的方法被广泛替换。在接下来的两百年中,希腊的建筑都采用了这样新型的晋升物料的技术,它利用了一些小型的石块来来代替大块的石头,这样更具实用性。与更早先的古希腊人神殿的建筑材料的尺寸不断变得越来越大趋势比拟较,希腊古典庙宇好比帕台农神庙的石块重量都小于15-20吨。而且,要把巨型的石柱直立起来的功课古希腊人实际上更喜欢用好几块像鼓一样的圆柱石块堆叠而成。

尽管切当是何时从斜坡运输进入起重机晋升技术时代的时间还不是很清晰。但是当时古希腊不不乱的社会局势、和政治情况使得建造神殿更适合雇佣小型的、更加专业的建筑团队而不是像埃及和亚述那样大量使用的没有技术的劳动力。这样的情况使得起重机更像是希腊城邦发明的而非是采用纯劳动力斜坡运送货物的埃及或是亚述那样的专制国家。

古罗马时期

起重机械在古代的全盛时期却是在古罗马帝国展开的。当时建筑物的数目激增,而且这些建筑都达到了巨型的尺寸。罗马人采用了希腊人的起重机并将其发扬光大。多亏了那些维特鲁威工程师们撰写的相称冗长的文献和亚历山大大帝的苍鹭的巢,我们才得以如斯具体地了解到了它们的其中技术。目前与Haterii的墓碑一起现存于世还有两座公元一世纪晚期、雕刻精细的古罗破绽踏式起重机的浮雕作品。

 

三饼滑车是古罗马最简朴的一种起重机,它是由一个单梁吊臂、一个绞盘、一条绳索和一个三个滑轮组成的滑轮组组成的。这样就有能够省下3倍的力。经计算,假设一个人用尽力气能够长时间地提起相称于重50千克的物体那么通过这样的起重机械他可以晋升约150千克的物体(3个滑轮X50千克=150千克)。更加重型的起重机就拥有五个滑轮(五饼滑车),最大型的起重机会在两根、三根甚至是四根桅杆上面装上三饼和五饼的复合滑轮组(复滑车),这是由最大的负载载荷决定的。复滑车工作的时候两边需要4个人:两边各站两个已经可以提起重约3000千克的物体(3条绳索X5个滑轮X4个人X50千克=3000千克)。假如用踏车来代替绞盘的话,最大的起重载荷可以在人工减半的情况下达到两倍-6000千克,由于踏车有更大的直径能够提供一个大得多的力矩。这意味着,和建造埃及金字塔时50个人才能通过斜坡搬动2.5吨的石块(50千克每人)的情况比拟,罗马的复滑车的晋升能力把工作的效率进步60倍(3000千克每人)。

然而,大量现存的古罗马建筑中那些石块的重量比复滑车所能操纵的负载要重得多。这表明古罗马人全面的起重的能力要远远任何简朴的起重机。以Baalbek的Jupiter神庙为例,那些楣梁的石块每块都重达60吨以上,每个檐口的石块甚至达到了100吨以上,所有这些石料都被晋升到了19m的半空中。在罗马Trajan之柱的主要石块重达53.3吨,而这些石块必需被晋升到34m的高度。(见Trajian之柱)

假定古罗马的建筑师们是用两种方法把这么巨型石块提起来的:第一种方法是由苍鹭之巢的暗示得来,首先一座起重塔耸立了起来,它四个桅杆以两条平行的边各一个的方式形成了一个方形的外形,不像一个围起来的塔,而是塔的中间有圆柱体。然后,大量的绞盘被放置在塔附近的地面上,由于固然绞盘的杠杆比比踏车要低,但是绞盘可以安装在更高的地方由更多的人来驱动(此外还可以用牲口)。这种大量绞盘的使用也被Ammianus Marcellinus记实和在Circus Maximus起升的Lateranense 方尖塔联系了起来。单个绞盘的最大起重量由在那些大石块上钻的抓取孔的数目决定。就拿Baalbek楣梁上那些重量在55到60吨的石块来说,八个显著的抓取孔表明了每个吊爪答应承受7.5吨的重量,这也是每一个绞盘所要承受的重量。以既定的动作来晋升如斯重量的物体需要各个施力于绞盘上的各个工作组之间有鼎力的协调和配合。

中世纪时期

在中世纪时,跟着西罗马帝国的灭亡,西欧洲的科技技术水平一落千丈。这时踏车式的起重机再次被大范围地使用。最早的提到踏车式是大约1225年法国的一部档案文学作品,它在一份手稿上也说明叙述了直到1240年法国人的血统发源。在航海方面,最早使用港口起重机是在1244年的Utrecht、1263年的Antwerp、1288年的Brugge和1291年的Hamburg,而在英格兰踏车式的起重机直到1331年才有所记实。

一般来说,采用起重机来垂直运输比传统的方法更加的安全和经济。典型的应用领域就包括港口、矿井。值得一提的是在哥特式大教堂的建造过程中,踏车式的起重机起到了一个不可或缺的重要作用。但是,档案和丹青都显示了当时新引进的机械系统如踏车、独轮手推车等却没有完全替换那些楼梯、木桶、手推车等依靠劳动力的出产方法。这样,旧式的和新式的机械在继承在中世纪的建筑和港口共存。

除了踏车,中世纪的文献中也记载了由手动驱动带幅轮和曲柄的绞盘的起重机,在15世纪时也是由卷扬机发展成为了类似船轮的系统。为了缓冲这些不规则的冲击力和解决晋升过程中的死点题目,调速轮最早于1123年开始投入使用。

踏车式起重机详细以何种方式再次被采用的已经无从考证,尽管它再次被使用在建筑领域是被毋庸置疑地以为和哥特式建筑的崛起有相称紧密亲密的关系。踏车式起重机的再次泛起可能导致了卷扬机的技术发展,由于卷扬机在踏车式起重机的结构和机械方面都有所发展。中世纪的踏车可以看作是罗马Vitruvius’ De工程师设计品的一个精心改造品,它们可以在良多寺庙馆藏中看到。
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