बहुतेक यांत्रिकी शोध हे मनुष्याचे काम कमीत कमी श्रमांत आणि कमीत कमी वेळेत कसे होईल या ध्यासापोटी लागलेले आहेत. खालची वस्तू वर उचलणे, ही सार्वकालीन व सर्वत्र आवश्यक अशी क्रिया. मग ते विहिरीतील पाणी काढणे असो की गगनचुंबी इमारतीमध्ये तळमजल्यापासून वरच्या मजल्यावर जाणे असो. विहिरीतून पाणी काढण्याकरता माणसाने रहाट शोधला. साध्या चक्राभोवती दोर गुंडाळून त्याला भांडे लावून जर पाणी उपसले तर तोच दोर सरळ विहिरीत सोडून ओढण्यापेक्षा कमी श्रमांत आपल्याला ते भांडे वर उचलता येते. हे कशामुळे होते, हे आपल्याला पुढे दिलेल्या चित्रावरून स्पष्ट होईल.वजन उचलण्याची क्रिया सोपी करण्यासाठी वजन आणि गुरुत्वाकर्षणाचा वापर करणे हे यातले तत्त्व. म्हणजे वजन उचलायला लागणारे बळ (force) हे प्रतिवजन खाली जात असताना आपोआप मिळणारे गुरुत्वाकर्षणाच्या बळाचाच उपयोग करून मिळवायचे आणि अगदी थोडी शक्ती (power) वापरून वजन उचलायचे. वरील चित्रात दाखवल्याप्रमाणे दहा किलोचे वजन उचलायला लागणारे बल = १० ७ ९.८ (गुरुत्वाकर्षण). कारण एवढेच बल त्या वजनाला गुरुत्वाकर्षणामुळे खाली ओढत असते. आता हेच वजन उचलताना जर ते पाच किलोच्या प्रतिवजनाला जोडले आणि एका चक्रावर अडकवले, तर दहा किलोचे वजन वर येत असताना पाच किलोचे प्रतिवजन खाली जात असेल. त्यामुळे त्या पाच किलो वजनावर कार्यरत होणारे गुरुत्वाकर्षण बलही दहा किलोचे वजन उचलायला मदत करेल. म्हणजेच दहा किलोचे वजन उचलायला लागणारे बल (१० ७ ९.८) - (५ ७ ९.८) = ५ ७ ९.८ एवढेच लागेल. उद्वाहकाच्या तांत्रिक वाटचालीमध्ये हेच मूलभूत सूत्र वापरलेले आपल्याला दिसते.उद्वाहकाचा इतिहासमाणसे व सामान वर उचलण्यासाठी उद्वाहकांचा वापर व विकास सुरू झाला. १८५७ मध्ये न्यूयॉर्कमध्ये सुरू झालेला उद्वाहक जगभर पसरू लागला. तो चालण्यासाठी लागणारे बल पुरवणारी ऊर्जेत कालानुरूप बदल होत गेले. प्रथम यांत्रिक, नंतर वाफ आणि पुढे विद्युतऊर्जेच्या साहाय्याने उद्वाहक चालू लागले. आज आपण पाहत असलेले उद्वाहक साधारणपणे विसाव्या शतकात इमारतींमध्ये बसवायला सुरुवात झाली.कसा चालतो हा उद्वाहक?आपण वर बघितलेली वजन (Weight) आणि प्रतिवजना (Counter weight) चीच मूळ संकल्पना आधुनिक उपकरणे वापरून यात प्रभावीपणे राबवलेली आपल्याला दिसते. उद्वाहकासमोर उभे राहिल्यावर आपल्याला प्रथम एक खोली दिसते- ज्यातून माणसे इमारतीत वर-खाली प्रवास करतात. ही खोली म्हणजे ‘वजन’! आणि ही खोली प्रवास करत असताना त्याच्या उलट दिशेने प्रवास करत असलेला वजनांचा संच म्हणजे ‘प्रतिवजन’! हे दोन्ही एकाच लोखंडी दोराच्या दोन टोकांना बांधलेले असतात आणि हा दोर इमारतीच्या सर्वात वरच्या मजल्यावरील मशीन रूममधून जातो. या मशीन रूममध्ये हा उद्वाहक चालवणारी यंत्रसामग्री असते. यातील मुख्य पुलीवर असलेल्या खाचांमधून वजन आणि प्रतिवजन यांना जोडणारा पोलादी दोर प्रवास करत असतो. खाचा असल्यामुळे दोर जागा सोडून सरकत नाही, तसेच दोर व खाच यांच्यातील घर्षणामुळे दोरावर ताण (stress) आणि कर्षण (Traction) तयार होतो. हे चक्र गिअर बॉक्समार्फत विद्युतमोटरला जोडलेले असते. जेव्हा आपण उद्वाहकामधील पट्टीवरील एखादे बटण दाबतो तेव्हा तो संदेश वरच्या मोटरला जातो आणि ती सुरूहोते. विद्युतऊर्जेने सुरू झालेल्या मोटरचा दांडा गिअर बॉक्सच्या दांडय़ाला जोडलेला असतो. त्यामुळे गिअर फिरू लागतात (इथे विद्युतऊर्जेचे यांत्रिक ऊर्जेत रूपांतर होते.) आणि त्याला जोडलेले खाचा असलेले चक्र फिरू लागते. चक्राबरोबर त्याच्यावरून गेलेला दोर सरकू लागतो आणि उद्वाहक खाली-वर प्रवास करू लागतो. खोलीचे वजन उचलण्यासाठी लागणारी शक्ती ही फक्त दोरातल्या कर्षणामुळे व इतर ठिकाणच्या घर्षणामुळे तयार झालेल्या विरोधावर मात करण्याइतकीच आवश्यक असते. त्यामुळेच अतिशय कमी शक्तीच्या मोटरवर काम चालू शकते.प्रत्यक्ष वेगातील बदल हा या यंत्रणेतील गिअर बॉक्स आणि मोटरला जोडलेले विविध स्पंदन सोडणारे उपकरण (Variable Frequency Drive- VFD) यांच्यामार्फत होत असतो. VFD मोटरला दिले जाणारे व्होल्टेज आणि स्पंदने (Frequency) जरुरीप्रमाणे कमी-जास्त करून मोटरचा वेग नियंत्रित करतो. यामुळेच उद्वाहक सुरू होताना लागणारी उच्च विद्युतशक्ती लगेच नियंत्रित करून कमी केली जाते.उद्वाहकामध्ये त्याच्या सुरक्षित वापरासाठी काही यांत्रिक, तर काही इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रक (controls) बसवलेले असतात. उदा. प्रवासी खोलीची दारे पूर्ण लागल्यावरच विद्युतमार्ग (Electric circuit) जोडले जाणे, दारे उघडी असताना आवाज येत राहणे, योग्य ठिकाणी सुरक्षितपणे थांबणे, दारांची उघडझाप आणि त्याचा उद्वाहक सरू होण्याशी असलेला संबंध, उद्वाहकाचे वेगनियंत्रण इत्यादी गोष्टी स्वयंचलित (Automatic) आणि सुसूत्र (Syncronised) घडणे, हे सर्व एका मायक्रो-प्रोसेसरमार्फत नियंत्रित केलेले असते. त्यामुळेच आपण या यंत्रामधून बिनधास्त प्रवास करू शकतो.दीपक देवधर
