升降橫移立體車庫

第一章 緒論1.1立體車庫的背景和意義隨著我國城市經(jīng)濟(jì)和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，擁有私家車的家庭越來越多，而與此相對應(yīng)的是城市停車狀況的尷尬。停車問題是城市在發(fā)展過程中出現(xiàn)的靜態(tài)交通（車輛停放狀態(tài)）問題，靜態(tài)交通是相對于動態(tài)交通（車輛行駛狀態(tài)）而存在的一種交通形態(tài)，二者相互聯(lián)系，互相影響，停車設(shè)施是城市靜態(tài)交通的主要內(nèi)容，隨著城市的不斷發(fā)展，各種車輛的不斷增加，對停車設(shè)施的需求也在不斷增加，如果兩者之間失去平衡，城市里就會出現(xiàn)停車難的一系列問題。數(shù)據(jù)顯示，最近幾年我國城市機(jī)動車輛平均增長速度在15%-20%，而同時期城市停車基礎(chǔ)設(shè)施的平均增長速度只有2%-3%，特別是大城市的機(jī)動車擁有量的增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過停車基礎(chǔ)設(shè)施的增長速度，因此，我們必須重視城市停車難的問題，并積極探求解決的措施。專家們指出，解決城市靜態(tài)交通問題，大體分為軟硬兩種措施。所謂軟措施，就是通過政策法規(guī)，限制路面停車，提高停車場利用效率，使部分車主更愿意改乘公共交通工具，以減少機(jī)動車對停車場的需求。而硬措施，主要包括增建停車場，建設(shè)地下及立體停車場、利用其它空間滿足停車需求。而無論采取什么措施，在規(guī)劃后再收拾殘局，于局限內(nèi)彌補(bǔ)不足，政府和管理部門所需投入得精力和資金都不小。圖1.1先進(jìn)的自動化立體車庫隨著人類社會的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類的生產(chǎn)、生活方式趨于集中，城市的規(guī)模越來越大，人們在城市里的生存空間卻越來越小，于是出現(xiàn)了要利用空間的理念，城市中開始建設(shè)立體建筑、立體交通和立體停車。作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志，城市中心商住區(qū)高樓大廈林立，社區(qū)道路、高架交通干道、立交橋和地下鐵路，編織出城市立體交通網(wǎng)，汽車的住宅停車場也有了長足的發(fā)展，由平面停車向立體停車，由簡單的機(jī)械車庫向計算機(jī)管理高度自動化的現(xiàn)代立體停車演變，成為具有較強(qiáng)的實用性、觀賞性和適合城市環(huán)境的建筑。伴隨著汽車進(jìn)入家庭，城市動態(tài)、靜態(tài)交通管理制度的不斷完善和人們對居住環(huán)境要求的提高，給停車產(chǎn)業(yè)提供了前所未有發(fā)展機(jī)遇，停車產(chǎn)業(yè)市場前景廣闊。作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志，立體建筑和立體交通都有了顯著發(fā)展，道路擁擠、車滿為患已成為當(dāng)今快節(jié)奏社會中的最不和諧之音，發(fā)展立體停車已成為人們的共識。目前我國經(jīng)濟(jì)正處在高速發(fā)展時期，隨著人們生活水平的不斷提高，汽車進(jìn)入家庭的步伐正在加快，停車產(chǎn)業(yè)市場前景廣闊。機(jī)械式立體車庫既可以大面積使用，也可以見縫插針設(shè)置，還能與地面停車場、地下車庫和停車樓組合實施，是解決城市停車難最有效的手段，也是停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。當(dāng)前，我國許多大城市如北京、上海、深圳都開始大力發(fā)展機(jī)械式立體停車產(chǎn)業(yè)。機(jī)械車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機(jī)械車庫具有突出的節(jié)地優(yōu)勢。以往的地下車庫由于要留出足夠的行車通道，平均一輛車就要占據(jù)40平方米的面積，而如果采用雙層機(jī)械車庫，可使地面的使用率提高8090，如果采用地上多層（21層）立體式車庫的話，50平方米的土地面積上便可存放40輛車，這可以大大地節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土建開發(fā)成本。 機(jī)械車庫與地下車庫相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫內(nèi)或車不停準(zhǔn)位置，由電子控制的整個設(shè)備便不會運轉(zhuǎn)。應(yīng)該說，機(jī)械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。在地下車庫中采用機(jī)械存車，還可以免除采暖通風(fēng)設(shè)施，因此，運行中的耗電量比工人管理的地下車庫低得多。機(jī)械車庫一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺集裝而成。這樣可以充分發(fā)揮其用地少、可化整為零的優(yōu)勢，在住宅區(qū)的每個組團(tuán)中或每棟樓下都可以隨機(jī)設(shè)立機(jī)械停車樓。這對眼下車庫短缺的小區(qū)解決停車難的問題提供了方便條件。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的城市化水平加快和人民生活水平的提高，汽車數(shù)量的不斷增加。截至2003年底，我國個人汽車保有量為12427672輛。其中，個人轎車4890387輛，比2002年增加1462441輛，增長率為42.7%，但與此同時，汽車停車場地的增長卻不能與之同步，汽車泊位與汽車數(shù)量的比例嚴(yán)重失調(diào)，由此帶來停車難、違章停車、停車管理困難等一系列問題。當(dāng)以往的路邊、人行道上停車、地下或地面停車場均解決不了上述問題時，采用機(jī)械式立體停車設(shè)備是一個非常有效的措施。機(jī)械式立體停車設(shè)備又名立體車庫，它占地空間小，并且可最大限度地利用空間，安全方便，是解決城市用地緊張，緩解停車難的一個有效手段。國家計委已明確機(jī)械式立體停車設(shè)備及城市立體停車場為國家重點支持的產(chǎn)業(yè)，1998年1月1日起執(zhí)行的國家計委6號令把機(jī)械式停車序和立體停車場列入“國家重點鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)日錄”，國家海關(guān)總署對機(jī)械式停車產(chǎn)品規(guī)定“國內(nèi)投資項目給予免征進(jìn)口稅”、上述措施為我國立體車庫產(chǎn)業(yè)的成長提供了良好的條件、也為我國解決城市停車間題提供了機(jī)會。可以預(yù)見立體車庫具有非常廣闊的市場前景。1.2立體車庫的關(guān)鍵技術(shù)及其國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1國外立體車庫的研究現(xiàn)狀早在50多年前，立體停車就在國外有所發(fā)展，先后出現(xiàn)了針對家庭使用的雙層停車設(shè)備；利用住宅空地建起2-4層升降橫移停車設(shè)備；適合城市中心商住區(qū)使用的停車樓和停車塔；利用廣場、建筑物下面的空間建設(shè)地下車庫。自70年代末起，世界經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，汽車逐漸普及，保有量不斷增加，迫使地少人多、車多的國家、地區(qū)和一些發(fā)達(dá)國家積極開展了機(jī)械式停車技術(shù)的研究開發(fā)和制造應(yīng)用。以日本、美國、德國等為代表的發(fā)達(dá)國家在停車技術(shù)領(lǐng)域的研究處于世界領(lǐng)先水平，韓國和我國的港、澳、臺地區(qū)的停車業(yè)也通過引進(jìn)-移植制造，得到了蓬勃發(fā)展，較好地解決了本地區(qū)的停車難，并開始向外輸出技術(shù)和出口產(chǎn)品。圖1.2國外高容量的立體車庫目前世界停車產(chǎn)業(yè)正向多元化發(fā)展，其停車技術(shù)幾乎包含了當(dāng)今機(jī)械、電子、液壓、光學(xué)、磁控和計算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域的所有成熟先進(jìn)技術(shù)。機(jī)械方面，應(yīng)用了許多新材料、新工藝。設(shè)備結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計，便于組合使用，易于安裝拆卸。鋼結(jié)構(gòu)選用新型優(yōu)質(zhì)鋼材，既提高了設(shè)備的強(qiáng)度和剛度，又使設(shè)備輕巧美觀，載車板采用一次成型的鍍鋅板或彩涂板組裝，美觀、強(qiáng)韌、耐用?？刂萍夹g(shù)方面，廣泛采用可編程序控制器和矢量變頻變壓調(diào)速閉環(huán)控制技術(shù)，使運行高速平穩(wěn)，節(jié)省電力，振動和噪音也趨于最小?？刂菩问接?，按鈕式、鎖匙式、IC卡式、鍵盤式、觸摸屏式、遙控式等。安全元件采用各種光柵顯示屏、光電管、機(jī)械式行程開關(guān)、磁性接近開關(guān)、光敏感應(yīng)開關(guān)等，安全保護(hù)裝置日臻完善，如汽車出入聲光引導(dǎo)和定位、汽車尺寸和重量自動識別、限速保護(hù)與多重機(jī)構(gòu)互鎖、停車泊位自動跟蹤、鏈條和鋼絲繩長度超范圍報警和彈性變形自動補(bǔ)償、汽車圖象攝影對比安全檢測、自動消防滅火系統(tǒng)等。日本是最早應(yīng)用機(jī)械式車庫的國家之一，其在上世紀(jì)60年代初就開發(fā)并使用可最大限度的利用空間的機(jī)械式停車設(shè)備。當(dāng)時日本全國汽車保有量大約為500萬輛，大多采用的是垂直循環(huán)式停車設(shè)備。從80年代開始，日本開始向亞洲地區(qū)的韓國、中國及臺灣地區(qū)出口產(chǎn)品及技術(shù)。韓國機(jī)械車庫技術(shù)是日本機(jī)械停車技術(shù)的派生。其機(jī)械停車產(chǎn)業(yè)從20世紀(jì)70年代中期開始起步，80年代開始引進(jìn)日本技術(shù)，經(jīng)過消化生產(chǎn)和本土化，90年代開始為供應(yīng)使用階段。由于這幾個階段得到政府的高度重視，各種機(jī)械停車設(shè)備得到普遍開發(fā)和利用，韓國近幾年增長速度都在30%左右。目前韓國停車設(shè)備行業(yè)進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段。圖1.3韓國LG公司研發(fā)的塔式1.2.2 國內(nèi)立體車庫的研究現(xiàn)狀我國機(jī)械式車庫的早期研究開發(fā)工作是從80年代中期開始，90年代開始引進(jìn)和生產(chǎn)停車設(shè)備，在北京、上海、廣州、深圳等地都有使用。參照日本等國標(biāo)準(zhǔn)制定的我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也于近幾年出臺，目前停車設(shè)備生產(chǎn)廠已發(fā)展到幾百家，生產(chǎn)各種類型的停車設(shè)備，有些停車設(shè)備已開始出口。機(jī)械式立體車庫是一種具有綜合性能的建筑，不僅包含了機(jī)械停車設(shè)備，其規(guī)劃建設(shè)涉及到區(qū)域整體景觀、交通疏導(dǎo)、建筑結(jié)構(gòu)、供電照明、通訊監(jiān)視、通風(fēng)排水、環(huán)境保護(hù)、安全消防、收費管理等各學(xué)科領(lǐng)域，就停車設(shè)備本身而言，其機(jī)械結(jié)構(gòu)的發(fā)展已形成了停車設(shè)備獨有的技術(shù)特征，需要多學(xué)科、多專業(yè)的復(fù)合型人才積極參與，把國外停車技術(shù)和各領(lǐng)域的成熟技術(shù)移植到我國停車產(chǎn)業(yè)，開發(fā)出安全、經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能、省地的產(chǎn)品，滿足國內(nèi)外市場的需求。在我國的停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中還存在一些問題，如沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；多數(shù)產(chǎn)品是仿效或引進(jìn)國外技術(shù)制造，技術(shù)水平低；缺少具有一定規(guī)模的企業(yè)，生產(chǎn)能力不足；市場競爭無序，個別企業(yè)為搶占市場，采取低價競爭；缺少科研設(shè)計單位的參與，技術(shù)創(chuàng)新能力嚴(yán)重不足；政策不配套，對停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和管理嚴(yán)重滯后等。解決上述問題，需要我們在政策市場、管理和技術(shù)多方面做出努力。政策方面應(yīng)參照發(fā)達(dá)國家的有關(guān)政策法規(guī)，規(guī)劃確定出專用和公共停車位的合理數(shù)量，實現(xiàn)投資主體多元化，確定車庫的管理屬性和停車收費標(biāo)準(zhǔn)，給予投資和經(jīng)營者相應(yīng)的優(yōu)惠政策，使其有利可圖。市場方面應(yīng)建立車庫市場運行機(jī)制，利用價格杠桿調(diào)高占路停車收費標(biāo)準(zhǔn)，逐步消除“路滿庫空”現(xiàn)象。鼓勵按市場規(guī)則經(jīng)營車庫，并實施政府監(jiān)督和政策調(diào)控，使停車產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。圖1.4在我國廣泛使用的升降橫移式立體車庫1.3 本畢業(yè)設(shè)計的主要工作目標(biāo)和工作內(nèi)容目前，立體車庫主要有以下幾種形式：升降橫移式、巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循環(huán)式、箱型水平循環(huán)式、圓形水平循環(huán)式等。在對國內(nèi)外各種同類產(chǎn)品進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，再結(jié)合造價、技術(shù)難度以及用戶需求等各個方面的因素，可以發(fā)現(xiàn)升降橫移式立體車庫形式比較多，規(guī)?？纱罂尚。覍龅氐倪m應(yīng)性較強(qiáng)，同時采用這類設(shè)備的車庫十分普遍。因此，最終確定研究對象為升降橫移式立體車庫。1、工作目標(biāo)：（1）升降橫移式立體停車設(shè)備總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計與研究；確定垂直升降式立體停車設(shè)備的總體布局、運行方式，然后進(jìn)行存取車方式、提升系統(tǒng)、鋼結(jié)構(gòu)等各個組成部分的總體設(shè)計。（2）升降橫移式立體停車設(shè)備的存取機(jī)構(gòu)設(shè)計；在分析比較的基礎(chǔ)上，確定車庫的存取車形式，然后由此詳細(xì)設(shè)計停車位、載車板和存取機(jī)構(gòu)。（3）升降橫移式立體停車設(shè)備的升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)研究；首先通過比較，選定曳引驅(qū)動方式作為整個車庫的升降方式。然后設(shè)計升降平臺、安全機(jī)構(gòu)等。并計算升降系統(tǒng)電機(jī)所需要的曳引能力、平衡配重的重量等。2、工作內(nèi)容：（1）結(jié)合現(xiàn)實生活中已經(jīng)建成的升降橫移式立體車庫的項目，了解立體車庫；參觀一下柳州市五星街的立體車庫，了解車庫運行基本原理，了解轎車停車流程，記錄立體車庫使用注意事項等。（2）參閱了國內(nèi)外的幾種升降橫移式立體車庫的相關(guān)資料，對當(dāng)前的車庫技術(shù)發(fā)展前沿有了大概的了解，從而把握國內(nèi)外車庫技術(shù)的發(fā)展趨勢和方向；通過網(wǎng)上檢索，了解立體車庫最新發(fā)展概況，以及國外立體車庫建設(shè)情況等。了解建設(shè)立體車庫的鋼材選用，電機(jī)選擇，建設(shè)方法等。（3）據(jù)柳州市五星街的立體車庫原型，再根據(jù)文獻(xiàn)資料。初步選擇建造立體車庫所需鋼材、電機(jī)、鏈輪等組成。（4）依據(jù)以上的車庫組成部件選型，利用AUTOCAD建立立體車庫二維圖形。在繪制CAD圖形過程中，再對部件選型中不合適的進(jìn)行替換，以達(dá)到最佳效果。（5）歸納、總結(jié)并完善報告。結(jié)合以上5項計劃任務(wù)，最后完善論文的總結(jié)部分。本章小結(jié)：在了解國內(nèi)外立體車庫的發(fā)展?fàn)顩r、認(rèn)真查閱了解立體車庫的工作原理、參觀柳州市五星街立體車庫之后，確定了把升降橫移式立體車庫作為研究對象。第二章 升降橫移式立體車庫機(jī)械部分設(shè)計2.1升降橫移式立體車庫的基本結(jié)構(gòu)2.1.1升降橫移式立體車庫簡介 1、立體車庫的工作原理升降橫移式立體車庫以鋼結(jié)構(gòu)框架為主題，采用電機(jī)驅(qū)動鏈條帶動載車板做升降橫移運動，實現(xiàn)存取車輛。其工作原理為：每個車位均有載車板，所需存取車輛的載車板通過升降橫移運動到達(dá)地面層，駕駛員進(jìn)入車庫，存取車輛，完成存取過程。停泊在車庫內(nèi)地面層的車輛：只作橫移，不必升降；而停泊在頂層的車輛：只作升降，不作橫移；中間層則通過升降橫移運動為頂層車輛讓出空位，或存取車輛。四層升降橫移式的運行原理：該停車設(shè)備的出入口在第一層，最高層的停車板只可做升降動作，最底層的停車板只可做橫移運動。中間兩層停車既可作升降動作又可做橫移動作。下上層均設(shè)有空位，停車板通過橫移動作變換空位，降下空位上方的汽車，取出汽車，最底層汽車無需倒車，便可直接開出。結(jié)構(gòu)框架立體車庫一般主要以鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土為主，在升降橫移式車庫中我們選用鋼架結(jié)構(gòu)。鋼架結(jié)構(gòu)與其它建筑結(jié)構(gòu)相比，具有如下特點：a.可靠性高鋼材在生產(chǎn)時，整個過程可嚴(yán)格控制，質(zhì)量比較穩(wěn)定，性能可靠。鋼材組織均勻，接近于各向同性勻質(zhì)體;鋼材的物理力學(xué)特性與工程力學(xué)對材料性能所作的基本假定符合較好;鋼結(jié)構(gòu)的實際工作性能比較符合目前采用的理論計算結(jié)果，計算結(jié)果可靠，所以說鋼結(jié)構(gòu)的可靠性高b.材料的強(qiáng)度高，鋼結(jié)構(gòu)自重小與混凝土等材料相比，雖然鋼材的重力密度大，但它的強(qiáng)度和彈性模量較高，而且強(qiáng)度與重力密度之比也高得多。鋼結(jié)構(gòu)自重小，從而便于運輸與安裝，可減輕基礎(chǔ)的負(fù)荷，降低地基和基礎(chǔ)部分的造價。c.材料的塑性和韌性好鋼材的塑性好，鋼結(jié)構(gòu)在一般條件不會因超載等而突然斷裂。破壞前一般都會產(chǎn)生顯著的變形，易于被發(fā)現(xiàn)，可及時采取補(bǔ)救措施，避免重大事故發(fā)生。鋼材的韌性好，鋼結(jié)構(gòu)對動力荷載的適應(yīng)性強(qiáng)，具有良好的吸能能力，抗震性能優(yōu)越。d.鋼結(jié)構(gòu)制造簡便，施工工期短鋼結(jié)構(gòu)一般在專業(yè)工廠制造，易實現(xiàn)機(jī)械化，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品精度高，質(zhì)量易于保證，是工程結(jié)構(gòu)中工業(yè)化程度最高的一種結(jié)構(gòu)。構(gòu)件制造完成后，運至施工現(xiàn)場拼裝成結(jié)構(gòu)。拼裝可采用安裝方便的螺栓連接，有時還可在地面拼裝成較大的單元，再進(jìn)行吊裝。施工工期短，可盡快發(fā)揮投資的經(jīng)濟(jì)效益。由于鋼結(jié)構(gòu)具有連接的特性，故易于加固、改建和拆遷。e.鋼結(jié)構(gòu)密閉性好鋼結(jié)構(gòu)采用焊接連接可制成水密性和氣密性較好的常壓和高壓結(jié)構(gòu)、管道等。f.鋼材的耐銹蝕性差在沒有腐蝕介質(zhì)的一般環(huán)境中，普通鋼材制成的鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)除銹后再涂上合格的防銹涂料，銹蝕問題并不嚴(yán)重。立體車庫多在沒有腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中，所以對鋼結(jié)構(gòu)本身的維護(hù)費用低。結(jié)構(gòu)主體采用熱制H 型鋼、槽鋼、角鋼和鋼板等型材制造，具有較好的強(qiáng)度和剛度，輕巧、美觀，并可二次拆卸安裝，運輸方便。上載車板及其提升系統(tǒng)每塊上載車板都配有一套獨立的電機(jī)減速機(jī)與鏈傳動組合的傳動系統(tǒng)。電機(jī)順時針旋轉(zhuǎn)時，載車板上升，電機(jī)逆時針旋轉(zhuǎn)時，載車板下降。根據(jù)載車板及車重確定鏈條所需的傳動力。根據(jù)傳動力及載車板的移動速度確定電機(jī)功率。根據(jù)車身高度確定上下載車板間的距離，根據(jù)這個距離確定鏈條的長度，最后根據(jù)傳動力確定鏈輪大小，鏈節(jié)形狀及大小。下載車板及其橫移系統(tǒng)由于下載車板不需懸掛鏈條，所以為了節(jié)省材料，下載車板比上載車板要短。每塊下載車板后部都配有一套獨立的電機(jī)減速機(jī)傳動系統(tǒng)，藏于載車板內(nèi)。在下載車板底部裝有四只鋼輪，可以在導(dǎo)軌上行走，其中兩只為主動輪，裝于長傳動軸兩端，另兩只為獨立安裝的從動輪。電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動長傳動軸運轉(zhuǎn)，長傳動軸上的主動鋼輪在導(dǎo)軌上滾動行走從而使下載車板作橫向平移運動。根據(jù)載車板及車輛的重量、行走速度、滾輪與導(dǎo)軌間的摩擦系數(shù)確定橫移電機(jī)的驅(qū)動功率。安全裝置上載車板上裝有上下行程極限開關(guān)和防墜落安全裝置。防墜落安全裝置裝在縱梁與上載車板上停位之間，在縱梁兩測各裝兩只掛鉤，上載車板兩側(cè)相應(yīng)位置處各裝兩只耳環(huán)，當(dāng)上載車板上升到位后，縱梁下面的四只掛鉤便自動套入四只耳環(huán)內(nèi)，以防止升降電機(jī)常閉制動器慢釋放后，上載車板在汽車和載車板本身的重力作用下慢慢下滑，壓壞下層汽車。另外也防止制動器一旦失靈，上載車板從上停車位墜落，砸壞下層汽車。下載車板的安全裝置主要是行程極限開關(guān)和防碰撞板。行程極限開關(guān)的作用是使載車板橫移到位后自動停止。防碰撞板的作用是：下載車板橫移時，如果碰撞到人、遺留行李或車主寵物時，切斷橫移電機(jī)電源，橫移停止?？刂葡到y(tǒng)升降橫移式立體停車設(shè)備的控制系統(tǒng)采用PLC 可編程序控制器控制，主要有手動、自動、復(fù)位、急停四種控制方法。自動控制應(yīng)用于平時的正常工作狀態(tài)，手動控制應(yīng)用于調(diào)試、維修狀態(tài)，復(fù)位應(yīng)用于排除故障場合，急停應(yīng)用于發(fā)現(xiàn)異常的緊急場合。對于本文中所列的17車位升降橫移式立體停車設(shè)備，PLC 主要要控制二、三、四層13個升降電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和一、二、三層12個橫移電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。此外要控制上層車位上安全鉤的電磁鐵和系統(tǒng)報警顯示裝置等。2、立體車庫的型號表示方法 圖2.1立體車庫的型號表示方法例如：升降橫移類停車設(shè)備，最多停28 輛中型以下轎車，不能停放客車，標(biāo)記為： PSH28Z適停車輛的尺寸及質(zhì)量如下：:BDvi對適合于機(jī)械式停車設(shè)備中停放的車輛，按其尺寸及質(zhì)量（整車加50千克物品的質(zhì)量），分為X(小)、Z(中)、D（大）、T（特大）、C（超大）五個轎車組和一個K(客車)一個客車組，共六個組，分組范圍見表1。 9OZ>y0)K n5x-SxS0 組別代號汽車長/mm x車寬/mm x車高/mm質(zhì)量/kgX4400x1750x1450 1eF_Ya! 1300 auoA Z4700x1800x1450 :z124Zf 1500 ! $XO Un D5000x1850x1550 EUQ449<p 1700 "mG!L$ T5300x1900x1550 fl!1AKSnN 2350 Zh8 QI+ C5600x2050x1550 Q!Msy<v 2550 wfWS-pQ K5000x1850x2050 ,at-ci 1850 5Bzuj 表1. 適停車輛尺寸及質(zhì)量本設(shè)計所設(shè)計的車庫適停車輛為中型以下轎車，最大停車數(shù)量為17輛，不能停放客車,故該車庫的型號標(biāo)記為：PSH17Z適停車輛尺寸及質(zhì)量見表2。組別代號汽車長/mm x車寬/mm x車高/mm質(zhì)量/kgZ4700x1800x1450 :z124Zf 1500 ! $XO Un 表2.本設(shè)計適停車輛尺寸及質(zhì)量3、 n5x-SxS0 存容量在規(guī)劃建設(shè)存車庫時，如何選取計劃要求的全部車輛出入庫作業(yè)時間（F1）、計劃要求的全部車輛入庫時間（t11）、計劃要求的全部車輛出庫時間（t10）是十分重要的。如果沒有特定的要求，可以參見一些數(shù)值進(jìn)行停車庫設(shè)計，見表3。 +5NTnBtBL 停車庫的主要用途計劃中全部車輛入庫時間/h計劃中的全部車輛出庫時間/h平均存車時間/h服務(wù)用銀行、其他與此類似的場所等 0e tKn( 111.5劇場、電影院、集會場所、其他與此類似的場所等 !nZI? z; 112百貨公司、商業(yè)市場、飯店、餐館、其他與此類似的場所等 qSp|C6x 1.51.51.5不符合上面工程的其他場所 $j$ccG 1.51.52營業(yè)用按存車時間收費或同時采用按存車時間收費與按月租金收費的 * wQZ 111.5專門按月租金收費的 >G w%r1) 222.5其他 C H 222.5表3.計劃中全部車輛入庫時間、出庫時間及平均存車時間 Q-H =wJ4R因為本設(shè)計的車庫比較小型，故可以不用考慮全部車輛入庫時間、出庫時間及平均存車時間。4、單車最大進(jìn)（出）時間 x 1 R! 機(jī)械式停車設(shè)備中最大進(jìn)（出）時間就是指從給出一個進(jìn)車（或出車）的指令開始，將車停放到該機(jī)械式停車設(shè)備的最不利位置（或?qū)④囕v從最不利位置取出），直到該停車設(shè)備進(jìn)行下一個進(jìn)車（或出車）指令為止所需的時間。單車最大進(jìn)（出）時間應(yīng)根據(jù)其使用環(huán)境、地區(qū)、用途及用戶的特殊要求來合理選定，不同類型的機(jī)械式停車設(shè)備選取的單車最大進(jìn)（出）時間可以不一樣，但基本的要求應(yīng)當(dāng)不出現(xiàn)存取車排隊的現(xiàn)象。 QWIOim- 目前已經(jīng)實施或已制定出來的幾個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對單車最大進(jìn)（出）時間有如下規(guī)定： "pKGUM 升降橫移類：取35170s; 4 I/ 垂直循環(huán)類：對存容量10的小型循環(huán)式停車設(shè)備，取90 s; I>r(K 對存容量為1050輛的中、大型循環(huán)式停車設(shè)備，取180 s; (p#;6Xhf 垂直升降類：取45210 s; GoZJDE3 簡易升降類：取30110 s; RK5%ZY 其他類型還未作規(guī)定，可視具體情況選取。 6nhfIq3wY所以本設(shè)計所取的單車最大進(jìn)出時間為：35170s。2.1.2 立體車庫鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計在升降橫移式立體車庫中其主要結(jié)構(gòu)是鋼結(jié)構(gòu)，有兩部分：主體框架部分和載車板部分。主體框架部分的鋼結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，運用了“H”型鋼、角鋼、槽鋼等數(shù)種型鋼形式，就其連接形式而言比較單一，即焊接和螺栓連接兩種形式。載車板部分的鋼結(jié)構(gòu)比較簡單，其框架部分為數(shù)段矩形方鋼對焊而成，其它輔助結(jié)構(gòu)則以角焊代之。焊接和螺栓連接是車庫鋼結(jié)構(gòu)部分的兩種主要的連接方式，其連接方式的質(zhì)量優(yōu)劣將直接影響車庫整體結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)良與否，所以在車庫的設(shè)計和建造中具有很重要的位置。立體車庫在連接過程中主要運用對焊、角焊和螺栓連接。鋼架主要分為上、下框架，通過它可以安裝消防、排水設(shè)施以及作為鋼絲繩和鏈的支撐部件。主要由立柱、上邊架、下邊架以及軌道支架組成。各鋼板采用高強(qiáng)度螺栓聯(lián)結(jié)。高強(qiáng)度螺栓連接中，構(gòu)件內(nèi)力是靠構(gòu)件鋼板表面間由高強(qiáng)度螺栓以巨大的夾緊壓力所產(chǎn)生的摩擦力來傳遞的，故高強(qiáng)度螺栓連接的承載能力是以抗滑強(qiáng)度被連接鋼板發(fā)生相對滑動的載荷來表示，而不考慮螺栓的受剪?？够瑥?qiáng)度又取決于高強(qiáng)度的預(yù)緊拉力、鋼板表面的摩擦系數(shù)、摩擦面及高強(qiáng)螺栓數(shù)量。高強(qiáng)度螺栓由高強(qiáng)螺栓、高強(qiáng)螺母各一個，以及高強(qiáng)墊圈個兩個組成。一、焊縫連接要求1.焊縫金屬宜于基本金屬相適應(yīng)，當(dāng)不同強(qiáng)度的鋼材連接時，可采用與低強(qiáng)度鋼材相適應(yīng)的焊接材料。2.在設(shè)計中，不得任意加大焊縫，避免焊縫立體交叉和在一處集中大量焊縫，同時，焊縫的布置應(yīng)盡可能對稱于構(gòu)件的重心。3.對接焊縫的坡口形式，應(yīng)根據(jù)板厚和施工條件按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)手工電弧焊焊接接頭的基本形式與尺寸和埋弧焊焊接接頭的基本形式與尺寸的要求選用。4.在對接焊縫的拼接處，當(dāng)焊接的寬度不同或厚度相差4mm以上時，應(yīng)分別在寬度方向或厚度方向，從一側(cè)或兩側(cè)做成坡度不大于1/4的斜角，當(dāng)厚度不同時，焊縫坡口形式應(yīng)根據(jù)較薄焊件厚度選定基本形式與尺寸。5.當(dāng)采用不焊透的對接焊縫時，應(yīng)在設(shè)計圖中注明坡口的形式和尺寸，其有效厚度不得小于，t為坡口所在焊件的較大厚度。在承受動力載荷的結(jié)構(gòu)中，垂直于受力方向的焊縫不宜采用不焊透的對接焊縫。6.角焊縫兩焊腳邊的夾角a一般為90度(直角角焊縫)。夾角a>120度或a<60度的斜角角焊縫，不宜用作受力焊縫(鋼管結(jié)構(gòu)除外)。 7.角焊縫的尺寸應(yīng)符合下列要求： （1）角焊縫的焊角尺寸h不得小于，t為較厚焊件厚度。但對自動焊，最小焊角尺寸可減小1mm;對于T形連接的單面角焊縫，應(yīng)增加1mm。當(dāng)焊件厚度等于或小于4mm時，則最小焊角尺寸應(yīng)與焊件尺寸相同。 （2）角焊縫的焊角尺寸不宜大于較薄焊件厚度的1.2倍(鋼管結(jié)構(gòu)除外)。但板件(厚度為t)邊緣的角焊縫最大焊角尺寸，當(dāng)時，;當(dāng)t>6mm時，。圓孔或槽孔內(nèi)的焊縫焊角尺寸不宜大于圓孔直徑或槽孔短徑的1/3。 （3）角焊縫的兩焊角尺寸一般為相等，當(dāng)焊件的厚度相差較大，且焊腳尺寸不能符合上列要求時，可采用不等焊腳尺寸，與較薄焊件接觸的焊腳邊以及與較厚焊件接觸的焊腳邊應(yīng)分別符合上列要求。 （4）側(cè)面腳焊縫或正面腳焊縫的計算長度不得小于和4mm。 （5）側(cè)面腳焊縫的計算長度不宜大于60h(承受靜力荷載或間接承受動力載荷時)或40h(承受動力載荷時);當(dāng)大于上述數(shù)值時，其超過部分在計算中不予考慮。若內(nèi)力沿側(cè)面焊縫全長分布時，其計算長度不受此限。 8.在直接承受動力載荷的結(jié)構(gòu)中，角焊縫表面應(yīng)做成直線形或凹形。焊腳 尺寸的比例：對正面腳焊縫宜為1：1.5(長邊順應(yīng)力方向);對側(cè)面腳焊縫應(yīng)為1：1。 9.在次要構(gòu)件或次要焊件連接中，可采用斷續(xù)焊接。斷續(xù)焊接之間的凈距，不應(yīng)大于巧t(對受壓焊件)或30t(對受拉構(gòu)件)，t為較薄焊件厚度。 10.當(dāng)角焊縫的端部在構(gòu)件轉(zhuǎn)角處作長度為的繞腳焊時，轉(zhuǎn)角處必須連續(xù)施焊。二、螺栓連接要求在立體車庫的鋼結(jié)構(gòu)中，主立柱與橫移導(dǎo)軌“H”型鋼的連接是整體結(jié)構(gòu)中的主連接，高強(qiáng)度螺栓連接則是主連接中常用的連接形式。高強(qiáng)度螺栓連接按其受力的性能可分為：摩擦型和承壓型。摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接完全依靠被連接的構(gòu)件間的摩擦阻力來傳力，完全不靠孔壁承壓和栓桿受剪。摩擦阻力的大小決定于作用在構(gòu)件摩擦面上的壓力(螺栓的預(yù)緊力)，同時也與被連接構(gòu)件的材料及表面處理情況有關(guān)。施工時不得在摩擦面上誤涂丹紅、油漆、淋雨、受潮等。承壓型高強(qiáng)度螺栓連接靠孔壁承壓和栓桿受剪，與普通的螺栓相似，其連接多為螺紋連接和絞制孔用螺栓連接。對于同時承受剪力和螺栓桿軸方向拉力的承壓型高強(qiáng)度螺栓，應(yīng)符合下式要求：其中式中，每個承受型高強(qiáng)度螺栓所受的剪力和拉力； 每個承壓型高強(qiáng)度螺栓的受剪、受拉、承壓承載力設(shè)計值。立體車庫鋼結(jié)構(gòu)受力主要包括：鋼結(jié)構(gòu)本身自重，結(jié)構(gòu)架上各停車位的車輛及載車板重力，提升系統(tǒng)起制動所產(chǎn)生的慣性力，驅(qū)動裝置的重力，頂部梁架受滑輪組、轎箱和配重的重力，整體結(jié)構(gòu)所受的風(fēng)力、地震載荷以及結(jié)構(gòu)由于外界環(huán)境溫度變化而引起的溫度應(yīng)力等，它們均以集中或分布方式作用。由于該立體車庫為四層五列式，屬于低層鋼結(jié)構(gòu)建筑。因此，我們對該車庫模型進(jìn)行受力分析時作如下假設(shè)：1、車庫單獨建立，不與其它建筑物相連接，屬于最常見狀況;2、不計由于結(jié)構(gòu)陰面與陽面溫差引起的熱應(yīng)力;3、整體結(jié)構(gòu)無初始變形和缺陷;4、在靜態(tài)環(huán)境里，地震載荷與風(fēng)載荷作用忽略不計。三、立體車庫鋼結(jié)構(gòu)分析校核在車庫鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，包括軸心受力構(gòu)件、梁、拉彎和壓彎構(gòu)件的設(shè)計。進(jìn)行軸心受力構(gòu)件設(shè)計時，軸心受拉構(gòu)件應(yīng)滿足強(qiáng)度和剛度要求，軸心受壓構(gòu)件除應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度要求外，還應(yīng)滿足整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定要求。在梁的設(shè)計中，梁的剛度和強(qiáng)度對截面設(shè)計起控制作用，因此應(yīng)先進(jìn)行這二者的計算。由于車庫系統(tǒng)對于系統(tǒng)的安全要求特別高，所以還應(yīng)對其整體穩(wěn)定進(jìn)行計算，此外，梁的接點處均應(yīng)采取構(gòu)造措施，以防止其端截面發(fā)生扭轉(zhuǎn)。在進(jìn)行梁的截面設(shè)計時，考慮強(qiáng)度，腹板宜既高又薄，考慮整體穩(wěn)定，翼緣宜既寬又薄，所以在荷載作用下，受壓翼緣與腹板有可能發(fā)生波形屈曲，即梁發(fā)生局部失穩(wěn)。發(fā)生局部失穩(wěn)后，梁的部分區(qū)域退出工作，將使梁的有效截面積減小，強(qiáng)度承載力和整體穩(wěn)定性降低，這時可以采取增大板厚度或設(shè)置加強(qiáng)肋等措施。對于壓變構(gòu)件，需要進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性計算。對于拉彎構(gòu)件，一般只需要進(jìn)行強(qiáng)度和剛度計算。在對立體車庫鋼結(jié)構(gòu)骨架的分析中，我們先從單根梁的受力進(jìn)行分析，適當(dāng)簡化力學(xué)模型，在正確分析各梁的約束和受力的基礎(chǔ)上，先對各梁和立柱的剛度和強(qiáng)度進(jìn)行分析，找出系統(tǒng)薄弱處所在，然后在整體分析之中給予特別關(guān)注。圖 2.2 立體車庫簡化模型立體車庫鋼結(jié)構(gòu)骨架由立柱、橫梁、縱梁和支承動力及附屬裝置的上、下支承梁等組成，其立柱通過螺栓與基礎(chǔ)相連，其余鋼梁靠焊接或者螺栓相互連接。立柱主要承受壓力和其他因素造成的扭矩，即壓應(yīng)力和部分剪應(yīng)力；前后兩個面的縱梁主要承受拉伸和彎矩造成的拉應(yīng)力和彎曲應(yīng)力;側(cè)面的橫梁承受較小的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力。為了減小振動和提高穩(wěn)定性，各部分都必須保證足夠的強(qiáng)度和剛度，立體車庫的簡化模型如上圖2.2。機(jī)械傳動系統(tǒng)安裝在鋼結(jié)構(gòu)骨架上，由傳動部件和張緊裝置組成。停車托架與傳動鏈條相連，驅(qū)動裝置和機(jī)械傳動系統(tǒng)驅(qū)動托架循環(huán)運行，實現(xiàn)車輛的存取和停放。設(shè)計時采用Q235碳素鋼，其屈服極限為235Mpa，抗拉強(qiáng)度為375-500Mpa。整體車庫鋼結(jié)構(gòu)許用位移為10mm。本車庫所限車型為中型車，最大容車重為2000kg，載車板重約700kg，所以每個車位所承受的最大重量為2000+700=2700kg，在每個載車板上模擬汽車前后車輪位置，按照額定載荷6：4的比例均勻放置集中載荷。1、支撐柱受力分析鋼結(jié)構(gòu)的支撐柱是由H型鋼制成，前面有五根立柱均勻分布，后面有五根立柱，均勻分布。由于每一個立柱承受的力都是均布載荷，所以可以簡化為一個集中載荷附加一個彎矩。在各種受力的工況中，立柱均為受力桿，在豎直方向上，車庫骨架承受的力作用到地基，不足以引起立柱的壓潰變形，所以可以暫時忽略不計，主要分析在兩個彎矩作用下立柱的最大偏移位移量。立柱的彎矩與由作用的均布載荷決定，因此支撐住的最大偏移發(fā)生在最大受力狀態(tài)下，即為車庫滿載時。前立柱為六根，后立柱為六根，當(dāng)車庫空載時，每一根前立柱所受載荷總大于后立柱所受載荷，因此我們重點分析前支撐住受力情況。圖2.3所示為前立柱的力學(xué)結(jié)構(gòu)簡圖。圖 2.3 前支撐住的力學(xué)分析圖己知A點為全約束，施加在B點的彎矩，施加在C點的彎矩,施加在D點的彎矩，且 根據(jù)下列公式進(jìn)行分析撓曲方程為：端截面轉(zhuǎn)角：，最大撓度：，所以，由梁的迭加原理得出立柱頂端D端為最大撓度點2、立柱穩(wěn)定性校核前立柱為等截面立柱，受壓靜力，前立柱受力狀態(tài)簡化如圖2.3所示。兩中心壓桿的穩(wěn)定條件為：其中：臨界載荷P工作載荷n安全系數(shù)許用安全系數(shù)圖 2.4 立柱受垂直力簡圖（1）立柱的截面力學(xué)特性查簡明材料力學(xué)附錄A型鋼表可得HW 300X300型H型鋼面積： 慣性矩：慣性半徑：（2）確定壓桿柔度其中：壓桿全長為l=500cm壓桿長度系數(shù)u=2，見機(jī)械手冊l，1-153頁表1-1-104求壓桿柔度范圍值：其中：彈性模量比例極限 求壓桿柔度范圍值其中：屈服極限常數(shù)查機(jī)械手冊1，l-1-07，則前立柱屬于細(xì)長桿，應(yīng)按歐拉公式計算臨界載荷。（3）強(qiáng)度校核設(shè)立柱空載時受載車板和上層鋼結(jié)構(gòu)載荷滿載時前立柱承受最大載荷則立柱的工作載荷由歐拉公式得臨界載荷由機(jī)械手冊1，1-152頁表1-1-100查得，金屬結(jié)構(gòu)中的壓桿安全系數(shù)，取n，=3。代入得前立柱的穩(wěn)定安全系數(shù)，由上式可知安全。若按插減系數(shù)法計算：其中A受力面積P工作載荷安全系數(shù)許用安全系數(shù)一中心壓桿折減系數(shù)，安全裕度較大。3、導(dǎo)軌支撐梁強(qiáng)度校核前后導(dǎo)軌支撐梁均為兩點點支撐，承受作用力相同，故我們分析前導(dǎo)軌支撐梁，如果前導(dǎo)軌支撐梁在允許范圍之內(nèi)，則后導(dǎo)軌梁也必然符合設(shè)計要求。如圖2.5所示，簡支梁AB為兩點支撐，受均布載荷的作用，兩端全約束，且同樣為均布載荷。圖 2.5導(dǎo)軌支撐梁受力分析簡圖我們先來分析一下圖2.5中的梁的受力。已知A、B兩點全約束均布載荷為：撓曲方程為：最大撓度為：計算得：面積梁所承受的彎矩為則導(dǎo)軌支撐梁所承受的最大彎矩為最大應(yīng)力為根據(jù)材料力學(xué)“失效、安全系數(shù)和強(qiáng)度”理論，由于鋼結(jié)構(gòu)選用材料為Q235，屈服強(qiáng)度為235MPa，取安全系數(shù)下n=2，所以許用應(yīng)力?？傻?，由強(qiáng)度理論可知：導(dǎo)軌支撐梁穩(wěn)定。4、四層橫梁強(qiáng)度校核 四層橫梁可以簡化為固定梁，受力狀態(tài)如圖2.6所示。橫梁兩端固定，A、B兩點產(chǎn)生相應(yīng)的支反力和。圖 2.6 四層橫梁受力簡圖及彎矩圖所承受的主要是拉壓受力，所以我們只對其正應(yīng)力進(jìn)行分析。梁所承受的彎矩為：最大彎矩為：其中代入得：最大正應(yīng)力為：其中為抗彎截面系數(shù)，根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊可以得知由此可得則由彎曲強(qiáng)度理論可知：四層橫梁穩(wěn)定。2.2 立體車庫升降橫移機(jī)構(gòu)設(shè)計2.2.1 橫移機(jī)構(gòu)設(shè)計立體車庫橫移傳動機(jī)構(gòu)由減速電機(jī)、驅(qū)動輪和從動輪、地面鋪設(shè)導(dǎo)軌組成。升降橫移機(jī)構(gòu)則為升降傳動機(jī)構(gòu)與橫移傳動機(jī)構(gòu)的結(jié)合。升降橫移式立體車庫底層與中間層載車板為橫移機(jī)構(gòu)，上層載車板為升降機(jī)構(gòu)。升降裝置由傳動系統(tǒng)、升降架等組成。1、橫移方案選擇其中提升方式分為下列六種，可根據(jù)不同要求任意選用。（1）鋼絲繩式提升型式（2）鏈條式提升型式（3）液壓式提升型式（4）螺桿式提升型式（5）液壓缸、鋼絲繩組合提升型式（6）鏈條、鋼絲繩組合提升型式在立體車庫設(shè)計中，各種提升方式特點如下：（1）采用鏈傳動：優(yōu)點是傳動簡單可靠，維修簡單，造價低廉;缺點是沖擊比較大，有提升高度的限制，安裝調(diào)試時需要注意是否有咬鏈的情況出現(xiàn)。（2）采用鋼絲繩傳動：優(yōu)點是對車庫底盤可以提升的高度可以不加限制，造價比較低;缺點是因為需要外加鋼絲繩桶和剎車盤增加了安裝調(diào)試的時間和造價。（3）采用液壓傳動：優(yōu)點是可以真正實現(xiàn)無級調(diào)速，結(jié)構(gòu)緊湊，功率與重量比高、響應(yīng)速度快、抗干擾能力強(qiáng)、誤差小精度高、低速平穩(wěn)性好、調(diào)速范圍寬、介質(zhì)自身可起冷卻潤滑作用、安全防爆等優(yōu)點;同時也具有元件昂貴、成本高、密封技術(shù)要求高、油液易污染、能源傳輸不便等缺點。綜上所述，本車庫為四層，從提升高度上選鏈傳動或鋼絲繩傳動都可以，但從方案經(jīng)濟(jì)及可行性角度考慮，選擇鏈傳動更為有利;在橫移運動中，采用異步電機(jī)驅(qū)動，通過鏈驅(qū)動，也能達(dá)到精確、穩(wěn)定地傳動。圖 2.7 載車板橫移原理圖2、橫移載車板動力系統(tǒng)計算運動原理如圖2.7載車板橫移原理圖所示，減速電機(jī)通過聯(lián)軸節(jié)直接驅(qū)動載車板行走輪轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)載車板橫移運動。（1)主要參數(shù)的確定橫移運動行程 s = 2500mm橫移運動時間 t = 20s橫移速度，主要由設(shè)備運行周期，周圍環(huán)境的安全性，載車運行時的平穩(wěn)性等因素確定。行走輪直徑：由結(jié)構(gòu)尺寸及輪壓等因素決定，行走輪直徑確定為80mm。橫移載車板自重 載車板額定載荷 （2）功率計算電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速n計算：其中：橫移速度V=125mm/s行走輪直徑D=80mm驅(qū)動力矩M計算：由機(jī)械手冊1冊表1-1-7、1-1-9、1-1-10查得：行走輪與鋼導(dǎo)數(shù)的靜摩擦系數(shù)：=0.15行走輪與鋼導(dǎo)數(shù)的滾動摩擦系數(shù)：=0.05滾動軸承的摩擦系數(shù)：=0.0015正壓力：則：起動驅(qū)動力矩：行走驅(qū)動力矩：電機(jī)功率計算：由于結(jié)構(gòu)緊湊，容納電機(jī)的空間狹小，選擇臺灣明椿電氣的減速電機(jī)，其參數(shù)如下：輸出扭矩：輸出轉(zhuǎn)速：功率：載車板的額定載荷是承載的最高上限，實際使用概率很小，通常可以泊車的車輛的重量都在1000kgf2000kgf之間這是由車型所決定的，所以功率不需留余量，選擇0.2KW的電機(jī)比較經(jīng)濟(jì)電機(jī)允許短時超載，靜摩擦引起的大起動阻力矩不會造成電機(jī)損壞。2.2.2 載車板設(shè)計載車板用來承載庫存車輛，按結(jié)構(gòu)形式有框架式和拼板式兩種。框架是載車板用型鋼和鋼板焊接承載框架，并多數(shù)采用中間突起結(jié)構(gòu)，在兩側(cè)停車通道和中間凸起的頂面鋪設(shè)不同厚度的鋼板。這種載車板的優(yōu)點是可按需要設(shè)置行車通道寬度，并具有較好的導(dǎo)入功能，適合車型變化較多的小批量生產(chǎn)。拼板式載車板用鍍鋅鋼板一次沖壓或滾壓成組裝件，采用咬合拼裝成載車板，用螺栓緊固連接，拼裝前可以先對組件進(jìn)行各種表面處理，如電鍍、烤漆等，使載車板輕巧、美觀。如圖2.8所示。圖 2.8 拼板式載車板及拼合示意圖2.2.3 安全防護(hù)機(jī)構(gòu)車庫的安全防護(hù)措施非常重要，在眾多的車庫中車輛的高價性與車庫自身的價值相差很大，并與客戶對車庫的信任度有著密切的聯(lián)系。對于升降橫移式立體車庫，它的安全防護(hù)措施要做到以下幾點，并配備有相應(yīng)的防護(hù)裝置。1.防火措施：在車庫中安裝有溫?zé)焸鞲衅鳎蓪噹斓幕鹎閷嵭袑崟r監(jiān)控，并把監(jiān)控信號傳給中央控制系統(tǒng)。2急停措施：在發(fā)生異常情況時能使停車設(shè)備立即停止運轉(zhuǎn)，在操作盒上安裝有緊急停止開關(guān)，并設(shè)為紅色，以示醒目。3.阻車裝置：在很多情況下停車時，司機(jī)必須要把車停在載車板合適的位置上，一般在載車板的后端一側(cè)安裝上一高25mm以上的阻車擋鐵。防止超限運行裝置：停車設(shè)備在升降過程中，在定位開關(guān)上方裝有限位開關(guān)，當(dāng)定位開關(guān)出現(xiàn)故障時，由限位開關(guān)使設(shè)備停止工作，起超程保護(hù)作用。5.人車誤入檢出裝置：設(shè)備運行時，必須裝有防止人車誤入裝置，以確保安全，一般采用紅外裝置。一旦檢測到在車庫運作時，有人或其它物體進(jìn)入車庫，系統(tǒng)就會使這個車庫停止運作。6.防止載車板墜落裝置：當(dāng)載車板升至定位點后，需設(shè)置防墜裝置，以防止載車板因故突然落下，傷害人車，一般防墜裝置采用掛鉤形式。掛鉤防墜方式為電磁鐵驅(qū)動。圖 2.9 防止載車板墜落裝置載車板的防墜落裝置是立體車庫中的一個關(guān)鍵部件，在泊車安全方面起著決定性的作用。防墜落裝置中解鎖動作由電磁鐵完成。解鎖動作要求，當(dāng)電磁鐵通電時以推桿觸動安全鉤解鎖;當(dāng)電磁鐵斷電時推桿自動縮回。2.2.4 橫移機(jī)構(gòu)及軸的設(shè)計本設(shè)計中立體車庫的升降部分和橫移部分均采用鏈傳動輸入動力。鏈傳動由主動輪、從動輪和繞在鏈輪上的鏈條組成。鏈傳動的特點：能保證準(zhǔn)確的平均傳動比；傳動效率高，可達(dá)到0.950.98；作用在軸上的壓力較??；能在高溫、油污等惡劣環(huán)境工作。廣泛應(yīng)用于礦山、農(nóng)業(yè)和石油機(jī)械中。軸在升降傳動系統(tǒng)和橫移傳動系統(tǒng)中都是特別重要的，它不但影響著傳動的好壞還影響著車輛的安全，在軸的設(shè)計中，按照常規(guī)設(shè)計方法，先進(jìn)行初算軸，然后進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，確定軸徑后，再對軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核。根據(jù)實際情況確定危險截面，求出該截面的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。（循環(huán)特征為對稱循環(huán)，脈動循環(huán)）再考慮應(yīng)力集中等方面的因素，按交變應(yīng)力狀態(tài)的疲勞強(qiáng)度的公式進(jìn)行該截面安全系數(shù)的校核計算，其中：對稱循環(huán)應(yīng)力時的疲勞極限和扭轉(zhuǎn)疲勞極限 正應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù)和剪應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù) 表面質(zhì)量系數(shù) 尺寸系數(shù) s許用安全系數(shù)值 通過校核就可以確定軸的直徑。1、橫移傳動空軸校核橫移電機(jī)型號為CLPK22040303，輸出的最大扭矩為6.594kgf.M=6.594kgf=65.94NM鏈傳動最大傳動效率為0.98空心軸的抗扭截面系數(shù)為軸的最大切應(yīng)力為故軸滿足強(qiáng)度要求。提升傳動空軸校核載車板自重 載車板額定載荷 為安全和穩(wěn)定起見選用:橫移電機(jī)型號臺灣明椿MLPK55370603，功率3.7KW，輸出的最大扭矩為151.582kgf.m 151.582kgf.m=1515.82Nm鏈傳動最大傳動效率為0.98鋼管型號為60x6空心軸的抗扭截面系數(shù)為軸的最大切應(yīng)力為故軸滿足強(qiáng)度要求。2、橫移轉(zhuǎn)軸的校核圖 2.10 軸受力示意圖上面章節(jié)已求得起動驅(qū)動力矩即最大阻力距：電機(jī)最大輸出力矩：電機(jī)功率為0.2KW軸采用45號鋼制造可得 軸上最小直徑為24mm，可知 雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以截面I，II，B均無需校核。因此，只需要校核截面A。根據(jù)機(jī)械設(shè)計課本P373，表15-4可得 橫移載車框架自重 : 載車板額定載荷 據(jù)機(jī)械設(shè)計課本表15-1可知45號鋼許用彎曲應(yīng)力：。因此，故安全。本章小結(jié)：在了解升降橫移式立體車庫工作原理之后，對立體車庫的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，對強(qiáng)度和剛度進(jìn)行校核，并對橫移機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，并對安全防護(hù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行介紹，確定橫移電機(jī)型號，并對傳動軸進(jìn)行校核。第三章 升降橫移傳動系統(tǒng)的設(shè)計3.1載車板水平橫移運動的傳動系統(tǒng)(鏈傳動系統(tǒng))第一層1、2、3、4號車位設(shè)置在地平面，汽車的存取可在對應(yīng)位置進(jìn)行，車輛進(jìn)入載車板后，只需實現(xiàn)水平橫移的運動方式，見圖3.1。1- 從動鏈輪 2-主動鏈輪 3-減速電機(jī) 4-傳動主軸 5-行走輪 6-載車板7-導(dǎo)軌圖3.1 第一層橫移鏈傳動結(jié)構(gòu)圖 傳動方式為：減速電機(jī)3-主動鏈輪2-鏈條-從動鏈輪1-主軸4-行走輪6-載車板5，實現(xiàn)第一層載車板的橫移運動。3.2升降橫移運動的傳動系統(tǒng)(鏈傳動系統(tǒng)) 第二層5、6、7、8車位是由一個橫移矩形框架及一個懸掛載車板組成，汽車進(jìn)入載車板后，既要進(jìn)行水平橫移運動，又要進(jìn)行垂直升降運動。第二層升降橫移傳動結(jié)構(gòu)圖如圖3.2和圖3.3。圖3.2圖3.31- 橫移從動鏈輪 2-行走輪 3-橫移主動鏈輪 4-橫移減速電機(jī) 5-橫移主軸6-載車板 7-橫移框架 8-升降卷筒 9-升降主軸 10-升降減速電機(jī)11-升降主動鏈輪 12-從動鏈輪橫移傳動方式為：橫移減速電機(jī)4一橫移主動鏈輪3-鏈條一橫移從動鏈輪1-橫移主軸5-行走輪2-橫移框架7，實現(xiàn)第二層載車板的橫移運動。 升降傳動方式為：升降減速電機(jī)10一升降主動鏈輪11-鏈條一升降從動鏈輪12-升降主軸9-升降卷筒8-升降鏈條一載車板6，實現(xiàn)載車板的垂直升降，完成第二層載車板的垂直升降運動。第三層的升降橫移傳動結(jié)構(gòu)和第二層的相同。3.3 垂直升降運動的傳動系統(tǒng)(鏈傳動系統(tǒng))第四層13、14、15、16、17號車位是由一個焊裝在停車設(shè)備的骨架上的框架及一個懸掛載車板組成。汽車進(jìn)入載車板后，只需要進(jìn)行垂直升降運動。垂直升降運動的傳動系統(tǒng)如圖3.4和圖3.5。圖3.4圖3.51-從動鏈輪 2-主動鏈輪 3-減速電機(jī) 4-主軸 5-升降卷筒 6-框架 7-載車板傳動方式為：減速電機(jī)3-主動鏈輪2-鏈條一從動鏈輪1-主軸4-升降卷筒5-升降鏈條一載車板7，實現(xiàn)載車板的垂直升降，完成垂直升降運動。3.4載車板的結(jié)構(gòu)和尺寸的設(shè)計機(jī)械設(shè)計手冊由于本設(shè)計存車容量為470018001450中型車，考慮力學(xué)性能，設(shè)計結(jié)構(gòu)尺寸如圖3.6。 整體由冷彎空心型鋼、冷彎等邊槽鋼和鋼板焊接而成。 低部三橫梁鋼材選用矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)（GB/T6723-1986）。通過查表3.1-165，根據(jù)實際需求選擇尺寸HBt=160808。理論重量為26.81kg/m橫截面面積S=33.64。材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼. 確定長度為1850mm,數(shù)量為3根。得質(zhì)量為車板邊梁選擇冷彎等邊槽鋼（GB/T6728-2002）。通過查表3.1-158根據(jù)實際物理需求，選擇HBt=100504.0。理論質(zhì)量為5.788kg/m.橫截面面積S=7.373, 重心X=1.448. 材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼. 確定長度為4700mm,數(shù)量為2根。得質(zhì)量為中部支撐剛選擇矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)（GB/T6723-1986）。通過查表3.1-165，根據(jù)實際需求選擇尺寸HBt=100505。理論重量為10.484kg/m橫截面面積S=13.365.材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼確定長度為1690mm,數(shù)量為2根。得質(zhì)量為 鋼板材料采用ZG06Cr13Ni14Mo.體積為質(zhì)量為 圖3.6載車板結(jié)構(gòu)示意圖3.5升降系統(tǒng)各零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和尺寸確定 本系統(tǒng)主要通過電動機(jī)帶動卷筒通過鋼絲繩提升或下放載車板。結(jié)構(gòu)主要由托架、鋼絲繩及滑輪組件、鏈和鏈輪組件、卷筒組件、電動系統(tǒng)等組成。3.5.1 升降系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計對升降結(jié)構(gòu)設(shè)計計算，其初步結(jié)構(gòu)主要由螺栓、H邊梁鋼、鏈輪、滑輪、 鋼板 、連接板支撐鋼等組成。 圖3.7升降系統(tǒng)3.5.2 鋼絲繩的設(shè)計計算機(jī)械設(shè)計手冊21機(jī)構(gòu)工作類型的選擇由于本車庫為中型車車庫，工作時間1<t<2（小時），通過表8.1-1選擇利用等級T52.機(jī)構(gòu)載荷的等級的選擇車庫機(jī)構(gòu)一般承受中等載荷，較少承受大載荷，所以通過表8.1-2選擇機(jī)構(gòu)載荷L23.機(jī)構(gòu)工作類型的選擇通過機(jī)構(gòu)工作類型T5和機(jī)構(gòu)載荷L2查表8.1-3選擇機(jī)構(gòu)工作類型為M54.鋼絲繩的設(shè)計計算及選擇（1）類型選擇通過查表8.1-6根據(jù)起重機(jī)型用鋼絲繩選擇雙繞繩式；按鋼絲繞制方法選擇交互捻繞型；按鋼絲繩中絲與絲接觸狀態(tài)選擇線接觸型；按股繩截面形狀選擇圓形；按鋼絲繩繩芯形式選擇纖維芯型。（2）選擇計算按GB/T381-1983計算，計算方法如下： （31）式中d-鋼絲繩最小直徑（mm）-鋼絲繩最大靜拉力（N）C-選擇系數(shù)（mm/）選擇系數(shù)C的取值按表8.1-8選取，通過結(jié)構(gòu)工作級別M6選擇C=0.109，安全系數(shù)n=6.對鋼絲繩受力分析 圖3.8升降機(jī)構(gòu)總體受力T-即為鋼絲繩受力。G-鋼絲繩所提升的重物，包括載車板及附屬零件，電機(jī)，滑輪，導(dǎo)輪，鏈輪等。粗略計算電機(jī)，滑輪，導(dǎo)輪，鏈輪及附帶零部件質(zhì)量各為100kg，那么它們總體質(zhì)量為500kg，托架質(zhì)量粗略計算200kg， 那么G的估算值為 G=2000+500+200kg30000N 鋼絲繩的最大受力所以鋼絲繩的最小直徑故選擇直徑通過表8.1-9選擇鋼絲繩公稱直徑為鋼絲繩應(yīng)力的校核：鋼絲繩的破斷應(yīng)力應(yīng)該滿足公式 （32）式中 所選用的鋼絲繩最小破斷拉力（N）； n安全系數(shù)，按表8.1-8選取。67500=45000N由表8.1-9知道直徑為20mm的鋼絲繩公稱