起重机:构建现代世界的巨人

发表于:2013-09-29 来源:中国科学报
关键词: 起重机

   物理学的一些伟大发现,多次彻底改变了人们对自然的认识。当这些发现成为应用工具,人类的生存痕迹就更加容易被雕刻于自然的历史画卷当中。

   阿基米德的杠杆原理就是其中之一。按照杠杆原理而产生的滑轮,虽然只被定义是一种简单机械,却在相当长的一段时间里构建着人类的基本生活。

   而由滑轮逐渐衍生出的更复杂机械,则可以说彻底改变了人类的生活方式。

   公元前10年,古罗马建筑师维特鲁维斯(Vitruvius)曾在其建筑手册里描述了一种起重机械。这种机械有一根桅杆,杆顶装有由两个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,由牵索固定桅杆的位置,用绞盘拉动通过滑轮的缆索,以吊起重物。有些起重机械可用两根桅杆,构成人字形,把吊起物横向移动,但幅度很小,因此操作也十分吃力。也有古籍宣称,这种起重机是公元前3世纪由阿基米德发明的。

   古埃及和古罗马人按照这样的原理发展了很多种起重机的雏形。其中应用比较广泛的当属踏轮起重机。踏轮起重机是用踏轮替代绞盘,利用人在巨大的轮子中踩踏以转动踏轮,而带动整个的机械。

   据称,绞盘拉动的起重机可以吊起3000公斤的重物,而踏轮式的起重机将重量翻倍,可吊起6000公斤重物。古埃及和古罗马人利用这些原始的起重机建起了庞大的城垣。

   不过在西罗马帝国灭亡时,罗马人关于起重机的智慧也告一段落了。直到中世纪(约公元476年~公元1453年),踏轮起重机被再次大规模引入西欧。据文献所记载,中世纪踏轮起重机最早出现在法国,并被用于港口的货物搬运,时间大约是公元1244年。

   这一时期的起重机,主要构件都是木质结构。

   到了15世纪,意大利发明了转臂式起重机,解决了原始起重机比较费力的问题。这种起重机有根倾斜的悬臂,臂顶装有滑轮组,既可升降又可旋转。

   不过直到18世纪,人类所使用的各种起重机械还都是以人力、畜力为动力的,在起重量、使用范围和工作效率上很有限。

   工业革命让起重机的历史脱胎换骨。18世纪中后期,英国人瓦特改进和发明蒸汽机之后,为起重机械提供了动力条件,将人力从这庞然大物中解放出来。

   1805年,格兰工程师伦尼为伦敦船坞建造了第一批蒸汽起重机。1846年,英国的阿姆斯特朗把新堡船坞的一台蒸汽起重机改为水力起重机。20世纪初期,欧洲开始使用塔式起重机。到1933年,有些起重机已装上了活动式起重臂。

   随着工业时代的到来,移动式的起重机也应运而生,经过上百年的发展,移动式起重机已经派生出汽车起重机、履带式起重机、全地面起重机等庞大的分支。

   到20世纪初,欧洲人发明了汽车起重机,采用载重卡车底盘,搭载桁架臂或箱型液压伸缩臂,能在普通道路上行驶和作业;具有结构紧凑、快速转移、受场地限制较小、价格低廉等特点。而全路面起重机(AllTerrainCrane)于上世纪60年代发源于欧洲,它采用专门设计的多轴全轮驱动底盘,油气悬挂、液压减震,可实现全轮转向、全桥驱动;搭载桁架臂或箱型液压伸缩臂。

   不过,不论起重机的材料、动力、底盘、吊臂如何发展,滑轮,依然是这个庞然大物的根本。如今我们生活的这个钢筋水泥的世界,已然离不开这个巨人的肩膀。

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