चित्र 76कैसे काम करता है
लिफ़्ट कैसे काम करती है
यात्रियों से भरी लिफ़्ट कार का वज़न लगभग 2 टन तक हो सकता है, फिर भी मोटर को उसका क़रीब एक-चौथाई ही उठाना पड़ता है, क्योंकि रस्सियों के दूसरे सिरे पर काउंटरवेट लटका होता है।
इस डिवाइस पर 3D मॉडल नहीं दिख सकता। नीचे गाइड के चरण आप लिखित रूप में पढ़ सकते हैं।
1 / 10 काटकर दिखाई गई लिफ़्टयह छह स्टॉप वाली यात्री लिफ़्ट है, जिसे सामने से काटकर खोला गया है। कार कंक्रीट के शाफ़्ट में रेलों पर चलती है, काउंटरवेट बगल में, और मशीन ऊपर के कमरे में। मंज़िलें 3 m के अंतर पर हैं, इसलिए कार सबसे नीचे से सबसे ऊपर तक 15 m चलती है।
घुमाने के लिए खींचें। ज़ूम के लिए स्क्रॉल करें या दो उँगलियों से फैलाएँ।
मॉडल क्या दिखाता है
ग्राउंड फ़्लोर पर लिफ़्ट में चढ़िए, 6 दबाइए, और लगभग दस सेकंड बाद दरवाज़े 15 m ऊपर खुलते हैं। कार के अंदर कुछ भी नहीं बताता कि यह कैसे हुआ। न चरखी की आवाज़, न रस्सी के तनने का एहसास, और सफ़र वैसा ही लगता है चाहे आप अकेले हों या बारह और लोगों के साथ ठसाठस भरे हों। यह प्रदर्शनी शाफ़्ट को खोलकर दिखाती है कि ऐसा क्यों है।
मॉडल आम आकार की यात्री ट्रैक्शन लिफ़्ट है: 3 m के अंतर पर छह स्टॉप, 1,000 kg की कार जो 1,000 kg तक ले जा सकती है, बगल में काउंटरवेट, और शाफ़्ट के ऊपर एक कमरे में गियर-रहित मशीन। बटनों पर मंज़िलें 1 से 6 तक गिनी गई हैं, और 1 सबसे निचला स्टॉप है, जिसे भारत में आम तौर पर ग्राउंड फ़्लोर कहा जाता है। यह किसी एक कंपनी की डेटा शीट की नक़ल नहीं है। हर द्रव्यमान और माप एक मॉडल मान है, जिसे सामान्य दायरे में और हिसाब को आसानी से समझने लायक़ चुना गया है। आप कार में 13 यात्री तक चढ़ा सकते हैं (हर यात्री 75 kg गिना जाता है), स्टेज की दाईं ओर के कॉल बटन दबा सकते हैं, दरवाज़े खुले रख सकते हैं, रेटेड गति बढ़ा सकते हैं और रस्सियाँ काट सकते हैं। कोने का पैनल हर बार टॉर्क, हर यात्रा का कार्य और सुरक्षा से जुड़े आँकड़े फिर से निकालता है।
रस्सियाँ ड्रम पर क्यों नहीं लपेटी जातीं
किसी डिब्बे को उठाने का सीधा तरीक़ा है उसमें रस्सी बाँधकर रस्सी को ड्रम पर लपेटना। शुरुआती माल-लिफ़्टें ठीक यही करती थीं, और छोटी ड्रम मशीनें आज भी मिलती हैं। मुश्किल यह है कि ड्रम को पूरी रस्सी समेटनी पड़ती है, और मोटर को हर बार कार और उसके लोड का पूरा वज़न उठाना पड़ता है।
ट्रैक्शन लिफ़्ट कुछ अलग करती है। रस्सियों का एक सिरा कार से और दूसरा काउंटरवेट से बँधा होता है, और बीच में वे बस एक खाँचेदार पहिये पर टिकी रहती हैं, जिसे ट्रैक्शन शीव कहते हैं। कुछ भी लपेटा नहीं जाता। मोटर जब शीव घुमाती है, तो खाँचों का घर्षण रस्सियों को साथ खींचता है, जिससे कार एक ओर जाती है और काउंटरवेट उतनी ही दूरी दूसरी ओर। मॉडल में शीव का व्यास 640 mm है और पाँच रस्सियाँ उसके खाँचों में अगल-बगल चलती हैं। उसके पास एक छोटा डिफ़्लेक्टर शीव रस्सियों को फैलाता है, ताकि काउंटरवेट मशीन के ठीक नीचे नहीं बल्कि कार के बगल में लटक सके।
कार चलते समय दोनों शीव पर लगे लाल निशान देखिए। वे ठीक उतना घूमते हैं जितना रस्सी की चाल को उनकी त्रिज्या से भाग देने पर आता है, इसीलिए छोटा डिफ़्लेक्टर शीव बड़े शीव से तेज़ घूमता है।
काउंटरवेट कार और लगभग आधा लोड उठाता है
पहला ज़रूरी आँकड़ा यह है। मॉडल में काउंटरवेट का वज़न 1,450 kg है। यह ख़ाली कार (1,000 kg) और रेटेड लोड (1,000 kg) के 45% का जोड़ है। ट्रैक्शन लिफ़्टों के प्रकाशित विवरण भी यही नियम बताते हैं: काउंटरवेट आम तौर पर कार के वज़न और क्षमता के 40 से 50% के बराबर होता है।
तो पूरी भरी कार के बराबर क्यों नहीं? क्योंकि लिफ़्ट शायद ही कभी पूरी भरी होती है। अगर काउंटरवेट भरी कार के बराबर होता, तो मोटर को ख़ाली कार को 1,000 kg के अतिरिक्त काउंटरवेट के ख़िलाफ़ ऊपर खींचना पड़ता, और भीड़ के समय को छोड़ दें तो ख़ाली कार ही सबसे आम स्थिति है। बीच का रास्ता चुनने से छह यात्रियों (450 kg) पर कार की तरफ़ और काउंटरवेट की तरफ़ बराबर हो जाती हैं, और असंतुलन किसी भी दिशा में बहुत बड़ा नहीं होता।
यात्री स्लाइडर को 6 पर रखिए और पैनल देखिए। "कार की तरफ़ − काउंटरवेट की तरफ़" शून्य दिखाता है। इस हालत में मोटर को सिर्फ़ घर्षण पार करना और द्रव्यमानों को त्वरित करना होता है। बाक़ी सब रस्सियों के दूसरे सिरे पर गुरुत्व से संतुलित हो जाता है।
टॉर्क और ऊर्जा का हिसाब
स्थिर गति पर मोटर को जो टॉर्क देना होता है, वह असंतुलित द्रव्यमान गुणा g गुणा शीव त्रिज्या है:
T = (m_car + m_load − m_cw) × g × r
13 यात्रियों पर कार की तरफ़ 1,000 + 975 = 1,975 kg है, इसलिए असंतुलन 1,975 − 1,450 = 525 kg है। r = 0.32 m पर यह 525 × 9.81 × 0.32 = 1,648 N·m देता है। काउंटरवेट हटा दें तो मोटर को पूरा 1,975 kg थामना पड़ता है: 1,975 × 9.81 × 0.32 = 6,200 N·m। लोड की पूरी रेंज में सबसे बुरी स्थिति घटकर बिना काउंटरवेट वाली स्थिति के लगभग 27% पर आ जाती है।
| यात्री | कार की तरफ़ | असंतुलन | काउंटरवेट के साथ टॉर्क | बिना |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 1,000 kg | −450 kg | −1,413 N·m | 3,139 N·m |
| 3 | 1,225 kg | −225 kg | −706 N·m | 3,846 N·m |
| 6 | 1,450 kg | 0 kg | 0 N·m | 4,552 N·m |
| 9 | 1,675 kg | +225 kg | +706 N·m | 5,258 N·m |
| 13 | 1,975 kg | +525 kg | +1,648 N·m | 6,200 N·m |
ऋण चिह्नों पर ध्यान दीजिए। ख़ाली कार होने पर काउंटरवेट की तरफ़ भारी होती है, इसलिए ऊपर जाते समय मोटर को कार को खींचना नहीं, बल्कि रोकना पड़ता है। पैनल का चार्ट इसे लाल रेखा के रूप में दिखाता है, जो छह यात्रियों पर शून्य पार करती है, जबकि धूसर रेखा (बिना काउंटरवेट) उससे काफ़ी ऊपर रहती है।
ऊर्जा भी इसी ढर्रे पर चलती है। काउंटरवेट के साथ भरी कार को मंज़िल 1 से मंज़िल 6 तक (15 m) उठाने में 525 × 9.81 × 15 = 77 kJ लगते हैं। बिना काउंटरवेट 1,975 × 9.81 × 15 = 291 kJ, यानी लगभग चार गुना। 0 से 13 यात्रियों तक हर लोड का औसत लें तो अंतर और बड़ा है: काउंटरवेट के साथ हर यात्रा में लगभग 39 kJ और बिना उसके 219 kJ। जब काउंटरवेट की तरफ़ भारी होती है, मोटर ब्रेक की तरह काम करती है, और आधुनिक रीजेनरेटिव ड्राइव उस ऊर्जा का कुछ हिस्सा गर्मी में बदलने के बजाय इमारत को लौटा सकती है।
शीव रस्सियों को पकड़ कैसे पाता है
ट्रैक्शन शीव तभी काम करता है जब रस्सी के दोनों सिरे उस पर खिंचाव डालें। घुमावदार सतह पर घर्षण तनाव के अंतर को थाम सकता है, लेकिन एक अनुपात तक ही, जो घर्षण गुणांक और लपेट के कोण के साथ घातांकी रूप से बढ़ता है। नाविक जब रस्सी को खूँटे पर कुछ फेरे लपेटते हैं, तो यही प्रभाव काम में लाते हैं।
मॉडल में दोनों तरफ़ का तनाव अनुपात ख़ाली कार पर 1.45, संतुलन पर 1.00 और 13 यात्रियों पर 1.36 है। ये आराम वाले आँकड़े हैं। काउंटरवेट न हो तो शीव के दूसरी तरफ़ कुछ भी नहीं होगा, और ट्रैक्शन ड्राइव काम ही नहीं कर पाएगी। इसलिए काउंटरवेट दो काम करता है: मोटर का कार्य बचाता है, और शीव को पकड़ने के लिए कुछ देता है। ब्रिटेन के लिफ़्ट विनियम दूसरे काम को एक वाक्य में कहते हैं: घर्षण पुली से चलने वाली लिफ़्टें इस तरह डिज़ाइन होनी चाहिए कि पुली पर ट्रैक्शन केबलों की स्थिरता बनी रहे।
कार कैसे तय करती है कि अगली बार कहाँ रुके
कॉल पैनल पर कई बटन दबाइए, कार उन्हें उस क्रम में नहीं निपटाती जिसमें आपने दबाए। वह एक सरल कलेक्टिव कंट्रोल का पालन करती है, जिसे ज़्यादातर अकेली लिफ़्टें किसी न किसी रूप में इस्तेमाल करती हैं:
- जब तक आगे कोई कॉल हो, कार उसी दिशा में चलती रहती है।
- रास्ते में वह कार के अंदर दबाए बटनों और उसी दिशा में जाने वाली लैंडिंग कॉल के लिए रुकती है।
- अगर आगे सिर्फ़ उलटी दिशा की कॉल बची हों, तो वह उनमें सबसे दूर वाली तक जाती है, फिर मुड़ती है।
- आगे कुछ न बचे तो वह दिशा बदलती है, या दरवाज़े बंद करके रुकी रहती है।
टूर एक आम स्थिति दिखाता है। कार मंज़िल 1 पर खड़ी है। अंदर किसी ने 5 और 2 दबाए हैं। मंज़िल 3 पर कोई ऊपर जाना चाहता है, और मंज़िल 4 पर कोई नीचे। कार ऊपर जाते हुए 2, 3 और 5 पर रुकती है, फिर नीचे लौटकर 4 पर आती है। मंज़िल 4 वाले यात्री को थोड़ा ज़्यादा इंतज़ार करना पड़ता है, पर किसी को ग़लत दिशा में नहीं ले जाया जाता। कभी डिस्क ड्राइव भी अपने रीड हेड इसी नियम से चलाती थीं, और कंप्यूटर विज्ञान में आज भी इसे एलिवेटर एल्गोरिदम कहते हैं।
पैनल "अगला" शब्द के बाद तय स्टॉप की सूची दिखाता है, और बटन दबाते ही सूची बदल जाती है। जो कॉल इतनी पास है कि कार 1 m/s² पर आराम से ब्रेक लगाकर वहाँ रुक न सके, उसे वापसी के सफ़र के लिए छोड़ दिया जाता है।
कई लिफ़्टों वाली ऊँची इमारतें ज़्यादा जटिल तरीक़े अपनाती हैं। डेस्टिनेशन डिस्पैच में यात्री कार में चढ़ने से पहले अपनी मंज़िल डालते हैं, और कंट्रोलर पास-पास की मंज़िलों पर जाने वालों को एक ही कार में भेजता है।
दरवाज़े जो कार चलने से पहले लॉक होते हैं
ख़ाली शाफ़्ट की ओर खुलने वाला लैंडिंग दरवाज़ा वही ख़तरा है जिसे रोकने के लिए इंटरलॉक बना है। मॉडल के हर लैंडिंग दरवाज़े के ऊपर एक ताला है। दरवाज़े बंद होने पर एक हुक गिरता है, एक स्विच जुड़ता है, और ताले के पास का छोटा बल्ब हरा हो जाता है। छहों स्विच सेफ़्टी चेन में श्रेणी में जुड़े हैं, इसलिए कहीं भी एक दरवाज़ा खुला हो तो पूरी लिफ़्ट रुक जाती है।
यूरोपीय मूल आवश्यकताओं को अपनाने वाले ब्रिटेन के लिफ़्ट विनियम इसे साफ़ लिखते हैं: इंटरलॉकिंग उपकरण को सामान्य संचालन में कार को तब तक चलने से रोकना चाहिए जब तक सभी लैंडिंग दरवाज़े बंद और लॉक न हों, और कार के लैंडिंग क्षेत्र से बाहर चलते समय किसी लैंडिंग दरवाज़े को खुलने से रोकना चाहिए। "दरवाज़े खुले रखें" चालू कीजिए और कोई और मंज़िल दबाइए। कार अपनी जगह रहती है, पैनल वजह बताता है, और जैसे ही आप दरवाज़े छोड़ते हैं और ताला बंद होता है, कार चल पड़ती है।
रस्सियाँ टूट जाएँ तो क्या होता है
लोग लिफ़्ट में यही डर लेकर चढ़ते हैं, और यही वह वजह है जिससे लिफ़्ट यात्रियों की मशीन बन पाई। मॉडल में एक टॉगल से पाँचों रस्सियाँ काटी जा सकती हैं। गिरना असली गति के एक-चौथाई पर दिखाया जाता है, क्योंकि असल में यह सब लगभग आधे सेकंड में ख़त्म हो जाता है।
इसमें तीन पुर्ज़े भाग लेते हैं। गवर्नर मशीन रूम में है। उसकी अपनी रस्सी पिट में भार वाली पुली तक नीचे जाकर एक फंदा बनाती है और कार से जकड़ी रहती है, इसलिए कार हिलते ही गवर्नर घूमता है। गति बढ़ने पर उसके अंदर के फ़्लाईवेट बाहर फैलते हैं। मॉडल में यह रेटेड गति के 1.15 गुना पर ट्रिप होता है, यानी 1.75 m/s के लिए 2.01 m/s, और एक जबड़ा गवर्नर रस्सी को जकड़ लेता है। कार एक पल और गिरती रहती है, इसलिए जकड़ी रस्सी कार फ़्रेम पर लगे लिंकेज को ऊपर खींचती है। वह लिंकेज सेफ़्टी गियर के वेज को हर रेल के बगल की संकरी होती दरार में उठाता है, और वे रेल को तब तक भींचते हैं जब तक कार रुक न जाए।
हिसाब छोटा है। विराम से कार 2.01 m/s तक मुक्त रूप से गिरती है, जिसमें 2.01 ÷ 9.81 = 0.21 s और 2.01² ÷ (2 × 9.81) = 21 cm लगते हैं। फिर मॉडल का प्रोग्रेसिव सेफ़्टी गियर औसतन 0.6 g से ब्रेक लगाता है, इसलिए कार 2.01² ÷ (2 × 0.6 × 9.81) = 34 cm में रुकती है। कुल लगभग 55 cm। अब छूटा हुआ काउंटरवेट पिट में अपने बफ़र पर गिरता है।
विनियम तीन बातें माँगते हैं, जो यहाँ दिखती हैं। लिफ़्ट में ओवरस्पीड गवर्नर होना चाहिए। गिरती कार को रोकने वाला उपकरण उसे लटकाने वाली रस्सियों से स्वतंत्र होना चाहिए। और वह पूरे रेटेड लोड और सबसे ऊँची गति पर भी कार को यात्रियों को नुक़सान पहुँचाने वाले मंदन के बिना रोक सके। विनियम कम से कम दो स्वतंत्र रस्सियाँ भी माँगते हैं, जिनकी अपनी-अपनी एंकरिंग हो, और पिट में बफ़र। गवर्नर की सटीक ट्रिप गति और मंदन की अनुमत सीमा विस्तृत लिफ़्ट मानकों में तय होती है। यहाँ इस्तेमाल किए गए 1.15 और 0.6 g आम दायरे के मॉडल मान हैं।
ऊँची इमारतों की लिफ़्टें कितनी तेज़ चलती हैं
गति स्लाइडर 21 m/s तक जाता है, जो हिताची ने ग्वांगझू CTF फ़ाइनेंस सेंटर की अपनी लिफ़्ट की रेटेड गति बताई है: 1,260 m/min, जो लोगों को ग्राउंड फ़्लोर से 95वीं मंज़िल की होटल लॉबी तक, 440 m ऊपर, लगभग 42 s में पहुँचाती है। वही लिफ़्ट नीचे सिर्फ़ 600 m/min (10 m/s) पर आती है। इससे पहले रिकॉर्ड ताइपे 101 के पास था, जिसकी लिफ़्टें 2004 में 16.83 m/s तक पहुँचीं। बुर्ज ख़लीफ़ा की डबल-डेक लिफ़्टें 10 m/s तक चलती हैं।
मॉडल में स्लाइडर बढ़ाइए, तो लगभग कुछ नहीं बदलता दिखता। असली बात यही है। 1 m/s² के त्वरण पर कार को तेज़ होने और फिर धीमा होने के लिए v² ÷ a मीटर चाहिए। 21 m/s के लिए यह 441 m है, जो ग्वांगझू के पूरे सफ़र से थोड़ा ज़्यादा है, इसीलिए समय लगभग 2 × √440 = 42 s आता है, जो हिताची के आँकड़े से मेल खाता है। हमारे 15 m के शाफ़्ट में कार ब्रेक लगाने से पहले सिर्फ़ √15 = 3.9 m/s तक पहुँच पाती है। तेज़ लिफ़्टें ऊँची इमारतों में ही फ़ायदेमंद हैं, और वहाँ भी त्वरण की आराम-सीमा और कानों पर हवा के दबाव का बदलाव डिज़ाइन का बड़ा हिस्सा तय करते हैं।
मॉडल असली लिफ़्ट से कहाँ सरल है
- रस्सियों का वज़न छोड़ दिया गया है। ऊँची इमारत में रस्सियाँ ख़ुद सैकड़ों किलोग्राम की होती हैं और कार चलने पर शीव की एक तरफ़ से दूसरी तरफ़ खिसकती हैं, इसलिए लंबी दूरी वाली लिफ़्टों में कार और काउंटरवेट के नीचे कंपेन्सेटिंग रस्सियाँ या चेन लटकाई जाती हैं।
- घर्षण, मोटर के नुक़सान और द्रव्यमानों को त्वरित करने की ऊर्जा को नज़रअंदाज़ किया गया है। दिखाए गए टॉर्क और कार्य सिर्फ़ गुरुत्व वाला हिस्सा हैं।
- असली गति-प्रोफ़ाइल झटके (त्वरण के बदलने की दर) को भी सीमित करते हैं, इसलिए चलना और रुकना यहाँ के स्थिर 1 m/s² से ज़्यादा नरम होता है।
- मॉडल का सेफ़्टी गियर तय 0.6 g पर पकड़ता है। असली प्रोग्रेसिव गियर रेटेड लोड के लिए सेट होता है और उसका मंदन कार के लोड पर निर्भर करता है।
- कंट्रोल एक सरल नियम मानता है और दरवाज़े दोबारा खुलने, लोड तौलने (असली लिफ़्ट ओवरलोड होने पर चलने से इनकार करती है) और फ़ायर सर्विस मोड को नज़रअंदाज़ करता है।
संक्षिप्त इतिहास
एलिशा ओटिस से जुड़ा आविष्कार लिफ़्ट नहीं, बल्कि सेफ़्टी ब्रेक है। ओटिस एलिवेटर कंपनी अपने कारोबार की शुरुआत 20 सितंबर 1853 से गिनती है, जब उनके सेफ़्टी ब्रेक वाली पहली लिफ़्ट बिकी। 1854 में न्यूयॉर्क की सभी राष्ट्रों के उद्योग की प्रदर्शनी (क्रिस्टल पैलेस प्रदर्शनी) में ओटिस एक ऊँचे प्लेटफ़ॉर्म पर खड़े हुए और उठाने वाली रस्सी कटवा दी। कंपनी के अपने इतिहास के अनुसार प्लेटफ़ॉर्म कुछ इंच गिरा और फिर ब्रेक ने उसे रोक दिया, और ओटिस ने भीड़ से कहा, "सब सुरक्षित है, सज्जनो, सब सुरक्षित।" तीन साल बाद, 23 मार्च 1857 को, न्यूयॉर्क की ई. वी. हॉवाउट बिल्डिंग में पहली ओटिस यात्री लिफ़्ट शुरू हुई। ओटिस को जनवरी 1861 में पेटेंट मिला और कुछ महीनों बाद उनकी मृत्यु हो गई।
तब से गति बढ़ती गई है। हिताची बताती है कि टोक्यो की कासुमिगासेकी बिल्डिंग के लिए उसकी 1968 की लिफ़्ट 300 m/min पर चलती थी, जो उस समय जापान में सबसे तेज़ थी; ग्वांगझू की लिफ़्ट उससे चार गुने से भी ज़्यादा तेज़ है।
आँकड़ों की जाँच कैसे हुई
स्टेज पर हर मान सूत्रों के एक ही समूह से आता है। इन्हीं सूत्रों को हाथ से हल किया गया और नतीजे मिले: काउंटरवेट, छह यात्रियों पर संतुलन बिंदु, 0 और 13 यात्रियों पर काउंटरवेट के साथ और बिना टॉर्क और कार्य, रस्सी तनाव अनुपात, यात्रा का समय, 440.4 m के लिए हिताची के 42 s, मुक्त पतन और रुकने की दूरी, और कलेक्टिव कंट्रोल के पाँच कॉल क्रम। हाथ से किए गए सभी 54 हिसाब मिलते हैं।
शक्ति और प्रति यात्रा ऊर्जा अलग हैं
मोटर चुनते समय पूरी यात्रा की ऊर्जा के साथ यह भी देखना होता है कि वह कितनी तेजी से काम करेगी। मान लें कि बिना संतुलित किया हुआ 1,000 kg द्रव्यमान लगातार 3 m/s से ऊपर उठ रहा है। ये गणना की धारणाएँ हैं, स्क्रीन की केबिन का भार और वेग नहीं। गुरुत्वाकर्षण नीचे की ओर 9,810 N बल लगाता है। बल को वेग से गुणा करने पर 29,430 W, यानी 29.43 kW यांत्रिक शक्ति मिलती है। द्रव्यमान को 15 m उठाने में 147,150 J, लगभग 147 kJ कार्य लगता है। यात्रा का समान वेग वाला हिस्सा तेज हो या धीमा, गुरुत्वाकर्षण के विरुद्ध किया गया यह कार्य समान रहता है। अधिक वेग के लिए अधिक शक्ति चाहिए, लेकिन यह ऊर्जा नहीं बदलती।
अब मॉडल के वास्तविक द्रव्यमान लें। 13 यात्रियों के साथ समान वेग पर गुरुत्वाकर्षण संबंधी शक्ति में केवल 525 kg का असंतुलन योगदान देता है। 3 m/s पर लगभग 15.45 kW और मूल वेग 1.75 m/s पर लगभग 9.01 kW चाहिए। दोनों आदर्श 15 m यात्राओं में मोटर और चल रहे भारों के बीच समान 77.25 kJ ऊर्जा का आदान-प्रदान होता है। कार्य के प्रदर्शन की तरह इन आँकड़ों में त्वरण और हानियाँ शामिल नहीं हैं। ये न मोटर की अनुशंसित रेटिंग हैं, न बिजली के मीटर की रीडिंग।
केवल उदाहरण के लिए मान लें कि समान वेग से उठाते समय विद्युत इनपुट को यांत्रिक आउटपुट में बदलने की दक्षता 80% है। ट्रैक्शन शीव को 15.45 kW देने के लिए बिजली आपूर्ति से लगभग 19.31 kW लेने होंगे। यह दक्षता प्रदर्शनी में मापी नहीं गई है। इमारत की सालाना खपत में दरवाजे चलाने, रोशनी और प्रतीक्षा के समय की खपत भी आती है। एक आदर्श यात्रा की ऊर्जा को दैनिक यात्रियों की संख्या से गुणा करके इसे नहीं निकाल सकते, क्योंकि यात्री साथ सफर करते हैं और हर बार भार बदलता है।
संतुलित केबिन में भी जड़त्व रहता है
छह यात्रियों पर केबिन वाला पक्ष और काउंटरवेट, दोनों 1,450 kg के हैं। शीव पर उनके गुरुत्वाकर्षण प्रभाव कट जाते हैं, लेकिन दोनों द्रव्यमान बने रहते हैं। केबिन ऊपर की ओर त्वरित होती है तो काउंटरवेट नीचे की ओर त्वरित होता है। दोनों की गतिज ऊर्जा बढ़ती है। इसलिए स्थिर अवस्था में असंतुलन शून्य होने पर भी मोटर को संयुक्त 2,900 kg द्रव्यमान त्वरित करना पड़ता है।
रस्सी का द्रव्यमान और घूर्णन जड़त्व छोड़कर 1 m/s² त्वरण की आदर्श गणना में अतिरिक्त चालक बल 2,900 N है। मॉडल की शीव की 0.32 m त्रिज्या पर यह 928 N·m त्वरण टॉर्क देता है। यह गुरुत्वाकर्षण टॉर्क के अतिरिक्त है, जो केवल इस संतुलित स्थिति में शून्य है। यही तंत्र 1.75 m/s तक पहुँचता है तो सीधी रेखा में चल रहे दोनों द्रव्यमानों की कुल गतिज ऊर्जा लगभग 4.44 kJ होती है। ब्रेक लगाते समय इसे फिर निकालना पड़ता है। वास्तविक मशीन अपने रोटर और शीव को भी त्वरित करती है तथा ड्राइव की धारा और तापमान सीमाएँ होती हैं।
इसलिए संतुलन पर शून्य टॉर्क दिखने का अर्थ यह नहीं कि लिफ्ट को मोटर नहीं चाहिए। यह केवल समान वेग पर गुरुत्वाकर्षण टॉर्क का शून्य है। मॉडल इस सरल तुलना को गति की गणना से अलग रखता है। यात्री संख्या बदलने से टॉर्क का प्रदर्शन बदलता है, लेकिन आदेशित त्वरण पाने में मोटर के संघर्ष को यह प्रदर्शनी नहीं दिखाती। वास्तविक लिफ्ट में ट्रैक्शन, उपलब्ध मोटर टॉर्क और अनुमत यात्रा गति-प्रोफाइल की जाँच साथ करनी पड़ती है।
मशीन ब्रेक और सेफ्टी गियर के काम अलग हैं
सामान्य सेवा में ड्राइव मंजिल से पहले केबिन धीमी करती है और मशीन का ब्रेक रुके हुए उपकरण को थामता है। ओवरस्पीड गवर्नर और सेफ्टी गियर दूसरी खराबी के लिए हैं: केबिन का बहुत तेज चलना। गवर्नर अपनी अलग रस्सी से गति पहचानता है और सेफ्टी गियर गाइड रेल पर काम करता है। ब्रिटेन के लिफ्ट नियमों के अनुसार मुक्त पतन रोकने वाला उपकरण केबिन को लटकाने के साधन से स्वतंत्र होना चाहिए। सभी निलंबन रस्सियाँ टूट जाने के बाद केवल ट्रैक्शन शीव पर लगा ब्रेक यह उद्देश्य पूरा नहीं कर सकता।
रेल पकड़ना निकटतम मंजिल पर रुकने का आदेश नहीं है और यह यात्रियों का सामान्य नियंत्रण भी नहीं। केबिन मंजिलों के बीच रुक सकती है और सक्षम कर्मियों द्वारा नियंत्रित बचाव की जरूरत रह सकती है। पिट के बफर यात्रा के अंतिम छोर पर दूसरी सुरक्षा देते हैं; वे गवर्नर और रेल पकड़ने वाले गियर के विकल्प नहीं हैं। अलग-अलग हिस्सों की भूमिका इसलिए है कि एक खराबी केबिन रोकने के सभी साधन खत्म न कर दे।
स्क्रीन का रस्सी काटने वाला स्विच यह क्रम दिखाने के लिए पाँचों निलंबन रस्सियाँ एक साथ हटाता है। वह ऐसी घटना की संभावना का अनुमान नहीं देता। इसी तरह 55 cm का परिणाम मॉडल की बताई शर्तों पर लागू है, जिनमें शुरुआती गति, सक्रिय होने की सीमा और माना गया ब्रेकिंग मंदन शामिल हैं। यह हर स्थापना के लिए गारंटीकृत खाली दूरी नहीं है। वास्तविक लिफ्ट के सुरक्षा उपकरण जाँचने, समायोजित करने या परखने के लिए प्रदर्शनी की गणना कभी उपयोग न करें।
स्क्रीन पर तुलना करें
यात्री संख्या 0 रखें, रेटेड वेग 1.75 m/s रहने दें और मंजिल 1 से मंजिल 6 बुलाएँ। ऋणात्मक असंतुलन देखें: खाली केबिन काउंटरवेट से हल्की है। यही छह यात्रियों और फिर 13 के साथ दोहराएँ। प्रदर्शन शून्य से गुजरकर धनात्मक हो जाता है। हर स्थिति में आदेश मिलने पर केबिन ऊपर ही जाती है। चिह्न गुरुत्वाकर्षण के कारण मोटर के प्रयास की दिशा बताता है, यात्रियों द्वारा माँगी गई दिशा नहीं।
अब मंजिल 1 से मंजिल 2 और मंजिल 1 से मंजिल 6 की यात्रा की तुलना करें। दूरियाँ 3 m और 15 m हैं। माने गए 1 m/s² त्वरण पर छोटी यात्रा लगभग 1.73 m/s तक ही पहुँच सकती है, फिर ब्रेक लगाना पड़ता है। रेटेड वेग 21 m/s करने पर भी इस छोटे रास्ते पर 21 m/s की क्रूज़ गति नहीं मिलती। लंबी यात्रा भी आदर्श त्रिकोणीय वेग प्रोफाइल में लगभग 3.87 m/s तक ही पहुँचती है। ये सीमाएँ उपलब्ध दूरी की हैं, स्लाइडर की खराबी नहीं।
अंत में दूसरी मंजिल का अनुरोध करने से पहले दरवाजे खुले रखने वाला विकल्प सक्रिय करें। उसे छोड़ने पर देखें कि इंटरलॉक गति की अनुमति देता है। रस्सी काटने का प्रयोग अलग करें और रेटेड वेग मूल मान पर रखें, ताकि ऊपर की सुरक्षा गणना से तुलना हो सके। दोनों नियंत्रण अलग सुरक्षा दिखाते हैं: बिना लॉक हुए लैंडिंग दरवाजे के साथ प्रस्थान रोकना और अति-वेग वाली केबिन को रोकना। इनमें से कोई भी मॉडल के बाहर दरवाजों या सुरक्षा उपकरणों से छेड़छाड़ की अनुमति नहीं देता।
सवाल-जवाब
क्या केबल टूटने पर लिफ़्ट गिर सकती है?
ट्रैक्शन लिफ़्ट कई स्वतंत्र रस्सियों पर लटकी होती है। सुरक्षा नियम इन्हें बड़ी गुंजाइश के साथ तय करते हैं; उदाहरण के लिए कैलिफ़ोर्निया के लिफ़्ट सुरक्षा आदेश सस्पेंशन रस्सियों के लिए न्यूनतम सुरक्षा गुणांक तय करते हैं, जो रस्सी की गति के साथ बढ़ता है। सभी रस्सियों का एक साथ पूरा टूटना बहुत असंभावित है। अगर किसी भी कारण से कार की गति ज़्यादा हो जाए, तो गवर्नर ट्रिप होता है और सेफ़्टी गियर रेलों को जकड़ लेता है। मॉडल में इससे कार रस्सियाँ टूटने की जगह से लगभग 55 cm नीचे रुक जाती है।
लिफ़्ट में काउंटरवेट क्यों होता है?
यह कार और रेटेड लोड के लगभग आधे हिस्से को संतुलित करता है। इससे मोटर का टॉर्क और हर यात्रा की ऊर्जा घटती है, और ट्रैक्शन शीव के दोनों ओर तनाव रहता है, जिससे रस्सियाँ पकड़ में रहती हैं। मॉडल में यह सबसे बुरी स्थिति का टॉर्क 6,200 से घटाकर 1,648 N·m कर देता है।
काउंटरवेट भरी कार जितना भारी क्यों नहीं होता?
क्योंकि लिफ़्टें आम तौर पर कुछ ख़ाली चलती हैं। लगभग आधे लोड के हिसाब से बना काउंटरवेट सबसे ज़्यादा होने वाले लोड पर असंतुलन को छोटा रखता है। तब भरी कार और ख़ाली कार मोटर पर लगभग बराबर और उलटे लोड डालती हैं।
लिफ़्ट ऊपर जाते समय ज़्यादा ऊर्जा लेती है या नीचे आते समय?
यह लोड पर निर्भर है। भरी कार का ऊपर जाना और ख़ाली कार का नीचे आना, दोनों में मोटर को काम करना पड़ता है, क्योंकि भारी तरफ़ उठाई जा रही है। हल्की कार का ऊपर जाना या भरी कार का नीचे आना गुरुत्व को काम करने देता है और मोटर ब्रेक की तरह काम करती है। रीजेनरेटिव ड्राइव उस ऊर्जा का कुछ हिस्सा लौटा देती हैं।
लिफ़्ट कभी-कभी मेरी मंज़िल क्यों छोड़ देती है?
अगर आपने नीचे वाला बटन दबाया है और कार ऊपर जा रही है, तो वह आपकी मंज़िल से गुज़र जाएगी और लौटते समय आपको लेगी। यह कलेक्टिव नियम का काम है। जिन कॉल पर रुकने के लिए कार बहुत पास है, वे भी अगले चक्कर के लिए छोड़ दी जाती हैं।
क्या दरवाज़े खुले रहने पर लिफ़्ट चलेगी?
नहीं। हर लैंडिंग दरवाज़े पर इंटरलॉक स्विच होता है, और जब तक सारे बंद और लॉक न हों, कार चल नहीं सकती। इस पेज पर उद्धृत विनियम इसे ब्रिटेन और यूरोपीय संघ की लिफ़्टों के लिए क़ानूनी शर्त बनाते हैं।
दुनिया की सबसे तेज़ लिफ़्ट कौन-सी है?
हिताची ग्वांगझू CTF फ़ाइनेंस सेंटर की अपनी लिफ़्ट के लिए ऊपर की ओर 1,260 m/min (21 m/s) की रेटेड गति बताती है, जिसे 2019 में गिनीज़ वर्ल्ड रिकॉर्ड्स ने मान्यता दी। यह लगभग 42 s में 440 m तय करती है और 10 m/s पर नीचे आती है।
1,000 kg को 3 m/s से उठाने में कितनी शक्ति चाहिए?
हानियाँ और त्वरण छोड़ने पर 29.43 kW। यह बिना संतुलित द्रव्यमान की काल्पनिक गणना है। मॉडल के काउंटरवेट और 13 यात्रियों के साथ असंतुलन 525 kg है, इसलिए समान वेग की संबंधित यांत्रिक शक्ति लगभग 15.45 kW है।
पूरा संतुलन होने पर क्या मोटर हटा सकते हैं?
नहीं। छह यात्रियों पर गुरुत्वाकर्षण संतुलित है, लेकिन दोनों चलते द्रव्यमानों में जड़त्व है। शुरू करने, घर्षण पर काबू पाने और रुकना नियंत्रित करने के लिए ड्राइव चाहिए। दिखाया गया शून्य केवल समान वेग का गुरुत्वाकर्षण टॉर्क है।
क्या रस्सी काटने का परिणाम वास्तविक लिफ्ट की सुरक्षा की गारंटी है?
नहीं। रुकने की दूरी शुरुआती वेग और मॉडल में मानी गई गवर्नर तथा सेफ्टी गियर सेटिंग पर निर्भर है। वास्तविक उपकरण लागू सुरक्षा नियमों के अनुसार डिजाइन, जाँचे और रखरखाव किए जाने चाहिए।
शब्दावली
- कार: यात्रियों को ले जाने वाला हिस्सा, स्टील के फ़्रेम (स्लिंग) में लगा केबिन।
- काउंटरवेट: रस्सियों के दूसरे सिरे का भार, आम तौर पर कार और रेटेड लोड का 40 से 50%।
- ट्रैक्शन शीव: मोटर पर लगा खाँचेदार पहिया, जो घर्षण से रस्सियाँ चलाता है।
- डिफ़्लेक्टर शीव: एक बिना ड्राइव वाला पहिया, जो रस्सियों को फैलाता है ताकि कार और काउंटरवेट अलग लटकें।
- रेटेड लोड: सबसे बड़ा लोड जिसके लिए लिफ़्ट बनी है, मॉडल में 1,000 kg।
- रेटेड गति: वह गति जिस पर चलने के लिए लिफ़्ट बनी है, मॉडल में 1.75 m/s।
- ओवरस्पीड गवर्नर: गति भाँपने वाला उपकरण, जो कार बहुत तेज़ होने पर अपनी रस्सी जकड़ लेता है।
- सेफ़्टी गियर: कार फ़्रेम पर लगे वेज या रोलर, जो गवर्नर रस्सी के खींचने पर गाइड रेलों को पकड़ते हैं।
- इंटरलॉक: लैंडिंग दरवाज़े का ताला और स्विच, जो दरवाज़ा बंद और लॉक होने तक कार को चलने नहीं देते।
- बफ़र: पिट में कार और काउंटरवेट के नीचे स्प्रिंग या तेल वाला गद्दा।
- कलेक्टिव कंट्रोल: एक नियम जो मुड़ने से पहले चलने की दिशा में आने वाली कॉल निपटाता है।
- डेस्टिनेशन डिस्पैच: एक प्रणाली जिसमें यात्री चढ़ने से पहले अपनी मंज़िल डालते हैं और उन्हें कार सौंपी जाती है।
स्रोत
- Otis Elevator Company, Our history: a story of innovation and progress (1853 first sale, 1854 Crystal Palace demonstration, 1857 Haughwout Building, 1861 patent). https://www.otis.com/en/us/our-company/history (checked 2026-10-17)
- National Inventors Hall of Fame, Elisha Graves Otis (elevator brake, US Patent 31,128; died 8 April 1861). https://www.invent.org/inductees/elisha-graves-otis (checked 2026-10-17)
- Design of Weight Cart for Elevator Balance Coefficient Test, ICCIR '22 proceedings, ACM 2022 (balance coefficient of traction lifts 0.4 to 0.5 under GB 7588-2003; the publisher page answers scripted requests with 403). https://doi.org/10.1145/3548608.3559238 (checked 2026-10-17)
- California Code of Regulations, Title 8, Section 3107, Factors of Safety for Suspension Wire Ropes (minimum factor of safety for suspension ropes, rising with rope speed). https://www.dir.ca.gov/title8/3107.html (checked 2026-10-17)
- UK legislation, The Lifts Regulations 2016, Schedule 1, essential health and safety requirements (interlocks, free fall device independent of the suspension, overspeed governor, two ropes, buffers, friction pulleys). https://www.legislation.gov.uk/uksi/2016/1093/schedule/1 (checked 2026-10-17)
- European Commission, Lifts (scope of the Lifts Directive 2014/33/EU: lifts faster than 0.15 m/s). https://single-market-economy.ec.europa.eu/sectors/mechanical-engineering/lifts_en (checked 2026-10-17)
- EU-OSHA, Directive 2014/33/EU: lifts and safety components for lifts. https://osha.europa.eu/en/legislation/directive/directive-201433eu-lifts-and-safety-components-lifts-recast (checked 2026-10-17)
- Hitachi, Hitachi's elevator delivered to Guangzhou CTF Finance Centre received a Guinness World Records title as the world's fastest (2019; 1,260 m/min up, 600 m/min down, 440.4 m, about 42 s, 1,600 kg). https://www.hitachi.com/en/press/articles/2019/09/0927 (checked 2026-10-17)
- Hitachi, Hitachi reaches 1,260 m/min, the world's fastest speed with ultra-high-speed elevator (2017; governor for different up and down speeds). https://www.hitachi.com/en/press/articles/2017/06/0602 (checked 2026-10-17)
- Academia Sinica, Institute of Statistical Science, TAIPEI 101 (2004 world records including the fastest elevators at 1,010 m/min, that is 16.83 m/s). https://www3.stat.sinica.edu.tw/2007symp/taipei101.htm (checked 2026-10-17)
- Toshiba Elevator and Building Systems, TAIPEI 101 (1,010 m/min ultra-high-speed elevator). https://www.toshiba-elevator.co.jp/elv/infoeng/projects/taiwan/02.html (checked 2026-10-17)
- Otis, SkyRise brochure, 2017 (Burj Khalifa double-deck elevators at 10 m/s). https://www.otis.com/documents/256045/10848749/Skyrise-brochure--jan-2017-.pdf/07d77263-38b1-5d10-5f3b-e05957410f4b (checked 2026-10-17)
- Remzi and Andrea Arpaci-Dusseau, Operating Systems: Three Easy Pieces, chapter Hard Disk Drives, University of Wisconsin-Madison (SCAN, sometimes called the elevator algorithm). https://pages.cs.wisc.edu/~remzi/OSTEP/file-disks.pdf (checked 2026-10-17)
- Daniel Baker and William Haynes, Engineering Statics: Open and Interactive, 9.5 Flexible Belts (T₊/T₋ = e^(μβ), rope wrapped round a bar). https://engineeringstatics.org/Chapter_09-flexible-belt-friction.html (checked 2026-10-17)
- Georgia State University HyperPhysics, Torque. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/torq.html (checked 2026-10-17)
- Georgia State University HyperPhysics, Work. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/work.html (checked 2026-10-17)
- Calculations on this page: m_cw = m_car + 0.45 × rated, T = Δm·g·r, W = Δm·g·h, t = h/v + v/a (or 2√(h/a) when h < v²/a), v_trip = 1.15 × v, d_fall = v_trip² / 2g, d_stop = v_trip² / (2 × 0.6 g).
मार्ग 3 में से 7
एक आम दिन के सवाल




