機械式立體車庫總體及升降機構(gòu)設(shè)計
36頁 16000字數(shù)+說明書+任務(wù)書+8張CAD圖紙【詳情如下】
任務(wù)書.doc
傳動原理圖.dwg
停車庫升降橫移.dwg
升降臺.dwg
升降機構(gòu).dwg
升降橫移結(jié)構(gòu).dwg
機械圖.dwg
機械式立體車庫總體及升降機構(gòu)設(shè)計.doc
立體車庫原理圖.dwg
立體車庫零部件.dwg
目錄
前 言 - 1 -
第一章 緒 論 - 2 -
第1.1節(jié) 機械式立體停車庫發(fā)展概況 - 2 -
第1.2節(jié) 立體停車庫分類及優(yōu)點 - 3 -
第1.3節(jié) 機械式立體停車庫市場前景分析 - 4 -
第二章 現(xiàn)有的立體停車庫 - 5 -
第2.1節(jié) 立體車庫的形式的確定 - 5 -
第2.2節(jié) 升降橫移式立體停車庫的原理 - 7 -
第2.3節(jié) 升降橫移式立體停車庫的優(yōu)越性 - 9 -
第2.4節(jié) 研究升降橫移式立體停車庫的意義 - 10 -
第三章 升降橫移式立體停車庫模型的結(jié)構(gòu)設(shè)計 - 11 -
第3.1節(jié) 概述 - 11 -
第3.2節(jié) 橫移傳動系統(tǒng)設(shè)計 - 12 -
第3.3節(jié) 升降傳動系統(tǒng) - 15 -
第3.4節(jié) 安全制動設(shè)計 - 19 -
第3.5節(jié) 主框架部分 - 20 -
第四章 立體車庫電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 - 22 -
第4.1節(jié) 電氣控制系統(tǒng)整體設(shè)計 - 22 -
第4.2節(jié) 電氣系統(tǒng)關(guān)鍵部分設(shè)計 - 24 -
第4.3節(jié) PLC 控制程序設(shè)計 - 25 -
結(jié) 論 - 30 -
參考文獻 - 31 -
致 謝 - 32 -
摘 要
本文以作者完成的課題——機械式立體車庫總體及升降機構(gòu)設(shè)計為例，介紹和分析了升降橫移式立體停車庫的結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)。 就當前社會對于立體停車庫的需求，本文分析了各種型式立體停車庫的特點，選出了一種能廣泛滿足社會需求的機械式立體停車庫——升降橫移式立體停車庫。運用力學(xué)求解器對機械式立體車庫總體及升降機構(gòu)設(shè)計的結(jié)構(gòu)進行了全面的力學(xué)分析，包括機械式立體車庫總體及升降機構(gòu)設(shè)計的框架結(jié)構(gòu)的強度、橫移傳動系統(tǒng)中軸的強度和升降傳動系統(tǒng)中軸的強度等。本文還對機械式立體車庫總體及升降機構(gòu)設(shè)計的整體框架和局部進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使整體框架的強度提高了，重量減輕。在對升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計中，采用了先進的PLC控制。其穩(wěn)定、可靠、快速、性價比高的特點使得控制系統(tǒng)非常完美。為了使停車設(shè)備滿足使用要求，根據(jù)國家關(guān)于機械式停車設(shè)備通用安全要求的標準、機械式立體車庫總體及升降機構(gòu)設(shè)計的實際，在機械式立體車庫總體及升降機構(gòu)設(shè)計中使用了一些必要的安全技術(shù)，這樣保證了車輛的絕對安全，使得整個車庫安全平穩(wěn)的運行。經(jīng)過最后車庫樣機的試制、檢驗，該車庫運行良好，各項指標均達到或高于國家有關(guān)標準的要求，證明本文進行的整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化和采用的控制方法具有創(chuàng)造性且其結(jié)果是非常令人滿意的。
關(guān)鍵詞: 機械式立體停車庫；機械式立體車庫總體及升降機構(gòu)設(shè)計；結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；防墜機構(gòu)主程序控制整個車庫的運行情況，調(diào)用子程序處理各種請求，當開機后，車庫控制系統(tǒng)處于待命狀態(tài)，當進行車輛存取時，先存下層車位，然后再存上層車位，一層車位的存取直接進行，一層以上車位的存取要進行車位的橫移和升降才能完成。在主程序中有自動程序和手動程序的轉(zhuǎn)換開關(guān);有出現(xiàn)緊急情況時的總停開關(guān);有正常運行時的運行指示燈，當有人進入車庫時，由于人擋住了光電開關(guān)，運行燈停止，車庫自動停止運行;還有每個車位和立柱兩側(cè)的光電開關(guān)用它們來檢測車輛，當檢測到不符合規(guī)定的項目時，車庫不能運行。
結(jié) 論
1. 本項目立體車庫系統(tǒng)采用鋼架結(jié)構(gòu)，PLC結(jié)合人機界面控制，有完善的自檢測、自診斷、自保護功能，因而十分安全可靠。
2. 經(jīng)過一年的設(shè)計、加工、裝配和調(diào)試，成功完成了該項目，其基本功能達到要求。
3. 整個系統(tǒng)穩(wěn)定性較好，控制柔性較好。
參考文獻
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致 謝
機械立體車庫是積累了許多人的心血才完成的。在此，我要感謝所有幫助我們完成車庫設(shè)計的老師和同學(xué)老師，在這個項目上投入了不少時間和精力，細心的指導(dǎo)我們。還有老師等，幫我們排憂解難，度過難關(guān)。
其次，在我四年的大學(xué)學(xué)習(xí)期間，得到了許多老師和同學(xué)的無私幫助和大力支持，在此我深表感謝。最后要謝謝我的父母，是他們的支持讓我有機會在這么優(yōu)秀的學(xué)校，向這么優(yōu)秀的老師學(xué)習(xí)，讓我認識了這么多的朋友，使我度過了人生難忘的四年。
I 機械式立體車庫總體及升降機構(gòu)設(shè)計 目錄 前 言 .................................................................................................................... - 第一章 緒 論 ...................................................................................................... - 第 機械式立體停車庫發(fā)展概況 ............................................................. - 2 - 第 立體停車庫分類及優(yōu)點 ...................................................................... - 3 - 第 機械式立體停車庫市場前景分析 ...................................................... - 4 - 第二章 現(xiàn)有的立體停車庫 ................................................................................ - 第 立體車庫的形式的確定 ...................................................................... - 5 - 第 升降橫移式立體停車庫的原理 .......................................................... - 7 - 第 升降橫移式立體停車庫的優(yōu)越性 ...................................................... - 9 - 第 研究升降橫移式立體停車庫的意義 ................................................ - 10 - 第三章 升降橫移式立體停車庫模型的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .......................................... - 11 - 第 概述 .................................................................................................... - 11 - 第 橫移傳動系統(tǒng)設(shè)計 ............................................................................ - 12 - 第 升降傳動系統(tǒng) .................................................................................... - 15 - 第 安全制動設(shè)計 .................................................................................... - 19 - 第 主框架部分 ........................................................................................ - 20 - 第四章 立體車庫電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 ........................................................... - 22 - 電氣控制系統(tǒng)整體設(shè)計 .................................................................... - 22 - 第 電氣系統(tǒng)關(guān)鍵部分設(shè)計 .................................................................... - 24 - 第 制程序設(shè)計 .......................................................................... - 25 - 結(jié) 論 ................................................................................................................ - 30 - 參考文獻 ............................................................................................................ - 31 - 致 謝 ................................................................................................................ - 32 - 要 本文以作者完成的課題 ——機械式立體車庫總體及升降機構(gòu)設(shè)計 為例，介紹和分析了升降橫移式立體停車庫的結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)。 就當前社會對于立體停車庫的需求，本文分析了各種型式立體停車 庫的特點，選出了一種能廣泛滿足社會需求的機械式立體停車庫——升降橫移式立體停車庫。運用力學(xué)求解器對 機械式立體車庫總體及升降機構(gòu)設(shè)計 的結(jié)構(gòu)進行了全面的力學(xué)分析，包括 機械式立體車庫總體及升降機構(gòu)設(shè)計 的框架結(jié)構(gòu)的強度、橫移傳動系統(tǒng)中軸的強度和升降傳動系統(tǒng)中軸的強度等。本文還對 機械式立體車庫總體及升降機構(gòu)設(shè)計 的整體框架和局部進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使整體框架的強度提高了，重量減輕。在對升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計中，采用了先進的 制。其穩(wěn)定、可靠、快速、性價比高的特點使得控制系統(tǒng)非常完美。為了使停車設(shè)備滿足使用 要求，根據(jù)國家關(guān)于機械式停車設(shè)備通用安全要求的標準、 機械式立體車庫總體及升降機構(gòu)設(shè)計 的實際，在 機械式立體車庫總體及升降機構(gòu)設(shè)計 中使用了一些必要的安全技術(shù)，這樣保證了車輛的絕對安全，使得整個車庫安全平穩(wěn)的運行。經(jīng)過最后車庫樣機的試制、檢驗，該車庫運行良好，各項指標均達到或高于國家有關(guān)標準的要求，證明本文進行的整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化和采用的控制方法具有創(chuàng)造性且其結(jié)果是非常令人滿意的。 關(guān)鍵詞 : 機械式立體停車庫； 機械式立體車庫總體及升降機構(gòu)設(shè)計 ；結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；防墜機構(gòu) he of by of in of of a of to of on it LC as in LC as is to of In to in to of of in ar of is of It is - 前 言 近幾年來，隨著汽車工業(yè)和建筑業(yè)兩大支柱產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，在一些大、中城市相繼出現(xiàn) 了停車難和亂停車的現(xiàn)象。在解決城市停車難的問題中，歐美國家和亞洲國家采取的措施有所不同。但立體化停車是各個國家都積極采取的措施，尤其是全自動化的機械式立體停車庫，在很多國家和地區(qū)都得到了快速的發(fā)展。 機械車庫與傳統(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，機械車庫具有突出的節(jié)地優(yōu)勢。機械式立體停車設(shè)備以其獨特的優(yōu)點，引起了各界的重視，得到了廣泛的應(yīng)用。機械式立體停車庫可充分利用空間，在有限場地上，最大限度停放車輛，是改善城市交通，緩解城市停車難的新途徑。 就當前社會對于立體停車庫的需求，本文介紹了 各種型式立體停車庫的特點，選出了一種能廣泛滿足社會需求的機械式立體停車庫 它也是比較典型的機電一體化產(chǎn)品。一些大城市已運用其實現(xiàn)許多停車問題。該車庫依據(jù)升降橫移類機械式停車設(shè)備運行原理 ,采用鋼架結(jié)構(gòu)搭建而成。 本文 對 機械式立體車庫總體及升降機構(gòu)設(shè)計 的結(jié)構(gòu)進行了全面的力學(xué)分析，包括 機械式立體車庫總體及升降機構(gòu)設(shè)計 的框架結(jié)構(gòu)的強度、橫移傳動系統(tǒng)中軸的強度和升降傳動系統(tǒng)中軸的強度等。本文還對 機械式立體車庫總體及升降機構(gòu)設(shè)計 的整體框架和局部進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使整體框架的強度提高了，重量減輕。 - 2 - 第一章 緒 論 第 機械式立體停車庫發(fā)展概況 機械式停車設(shè)備的應(yīng)用已有 30 多年的歷史了。發(fā)展較早、較好的有日本、韓國、德國等。在亞洲，機械式停車設(shè)備采用較早應(yīng)用較普遍的是日本、韓國和我國臺灣省。 日本從事機械式立體停車庫及其設(shè)備開發(fā)、制造的共有 200 多家，其中生產(chǎn)機械式立體停車設(shè)備的約 100 多家，比較大的公司有新明和、日精、三菱重工、大福、日成、東急、內(nèi)外及昭和起重機 等，產(chǎn)品既有出口的，也有進口的 ]1[ 。 韓國機械式停車設(shè)備行業(yè)的發(fā)展歷程比較平穩(wěn)。 20 世紀 70 年代中期為起步階段， 80年代為引進階段， 90 年代為供應(yīng)使用階段。由于這幾個階段受到了政府的高度重視，各種機械式停車設(shè)備得到了普遍的開發(fā)和利用，年遞增速度達到 30%； 2000 年以來為發(fā)展階段，自動化停車設(shè)備將隨供應(yīng)量不斷的擴大而迅速發(fā)展。 我國在 20 世紀 80 年代初開始研制和使用機械式停車設(shè)備。 80 年代是起步階段， 90年代以來，隨著汽車工業(yè)和建筑業(yè)的發(fā)展，尤其是轎車進入家庭后，停 車設(shè)備的應(yīng)用逐步推廣，己經(jīng)形成了新興的停車設(shè)備行業(yè)，步入了引進、開發(fā)、制造、使用相結(jié)合的初步發(fā)展階段?，F(xiàn)在從事停車設(shè)備制造的企業(yè)數(shù)約有 100 家，其中主機生產(chǎn)企業(yè)超過 50 家。首批獲得國家頒發(fā)的立體停車設(shè)備制造企業(yè)資質(zhì)的企業(yè)有 22 家。產(chǎn)品經(jīng)引進技術(shù)和自我研制開發(fā)，生產(chǎn)技術(shù)水平有了很大的提高。許多設(shè)備采用了當前機械、電子、液壓、光學(xué)、磁控和計算機等領(lǐng)域的先進技術(shù)，控制型式有按鈕式、 式、觸摸屏式、密碼鑰匙式、遙控式等，有些設(shè)備還采用了總線控制技術(shù) ； 傳動裝置采用內(nèi)藏式，以增大停車空間并保護各傳動元件不受污染和腐 蝕，提高了設(shè)備的耐久性；機構(gòu)中采用了模塊化設(shè)計，這樣便于組合使用，又易于安裝拆卸，且可縮短施工周期 ;還采用一些新材料、新工藝，如采用 合的鍍鋅板或一體成型的鍍鋅板坐載車板；安全保護方面采用了聲光引導(dǎo)、定位裝置及自動消防滅火系統(tǒng)等。目前品種的滿足率己達 90%左右，有的品種填補了國內(nèi)空白，產(chǎn)品國產(chǎn)化率達到 50%以上。 由于很多新建小區(qū)內(nèi)住戶與車位的配比為 1:1，為了解決停車位占地面積與住戶商用面積的矛盾，立體機械停車設(shè)備以其平均單車占地面積小的獨特特性，已被廣大用戶接受。機械車庫與傳統(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，而如果采用雙層機械車庫，可使地面的使用率提高 80％ —90％，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- 3 - 大地節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土建開發(fā)成本。 機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)或車不停準位置，由電子控制的整個設(shè)備便不會運轉(zhuǎn)。應(yīng)該說，機械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。 在機械車庫中采用機械存車，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)的每個組團中或每棟樓下都可以隨機設(shè)立機械停車樓。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。 第 立體停車庫分類及優(yōu)點 停車庫就其結(jié)構(gòu)特征來分類，可分為平面式及立體式，平面式又分為地下平面式停車庫、地上平面式停車庫；立體停車庫又可分為自行式立體停車庫、半自動立體停車庫和全自動立體停車庫，而全自動立 體停車庫還可分為兩層或多層平面式全自動立體停車庫、豎向密集型全自動立體停車庫以及特殊造型結(jié)構(gòu)全自動立體停車庫。 平面式停車庫是最為普遍的一個停車場所，在我國應(yīng)用最為廣泛，它的一系列建筑結(jié)構(gòu)要求在我國《現(xiàn)行建筑設(shè)計規(guī)范大全》、《現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范大全》、《現(xiàn)行建筑施工規(guī)范大全》中作了詳細全面的闡述和規(guī)定。 立體停車系統(tǒng)，特別是自動立體停車設(shè)備在國際上發(fā)展迅猛，在國內(nèi)倍受青睞是因為比原有的老式停車庫有著較多的優(yōu)點 ]2[ ： 自 動立體停車庫停車容量大。占地面積小，也可停放各種類型的車輛，特別是轎車。而投資卻比同等容量的地下停車庫少，施工周期卻短，耗電省，占地面積也遠比地下車庫少。 理方便 自動立體停車庫最適合用于商場、賓館、辦公樓前、旅游區(qū)。在老式卻獨具風(fēng)格的建筑物前，采用優(yōu)質(zhì)合金材料，用新型裝飾材料，可以達到耳目一新的效果。 許多裝置基本無須專門的操作人員，一個司機就可單獨完成。 綠色 ” 環(huán)保 自動立體車庫具有完整的安全系統(tǒng)，如障礙物確認裝置、緊 急制動裝置、防止突然落下裝置、過載保護裝置、漏電保護裝置、車輛超長及超高檢測裝置等等，如果應(yīng)用于公共場合，還可以配有計時裝置，滿足收費要求。存取過程可由人工完成，也可以配備計算機設(shè)備全自動完成，這也給今后的開發(fā)設(shè)計留有大的空間。 由于車輛在存取過程中只在極短的時間內(nèi)低速行駛，故而噪聲、排氣極其輕微。 - 4 - 第 機械式立體停車庫市場前景分析 據(jù)統(tǒng)計，隨著中國加入 人民生活水平的進一步提高，預(yù)計 2010 年將達到 2000萬輛， “ 十五 ” 期間轎車保有量將增加 400 萬輛。停車位需求按 1： 00%的基本停車位和 20%的公共停車位 )計算，總需增加停車位 480 萬個。平均每年需求 96 萬個車位。如僅考慮 10%進機械式停車庫，這每年需提供機械式停車庫 個車位。另外還有微型車、小型面包車等適宜用機械式停車設(shè)備的車位需求量尚未考慮，還有出口的需求亦未考慮在內(nèi)。目前香港、澳門及新加坡、印尼、馬來西亞、泰國等地區(qū)和東南亞國家的停車設(shè)備主要是靠進口，因此從現(xiàn)有的停車位的缺口情況和今后市場的需求可以看出，機械式停車設(shè)備的國際、國內(nèi)市場前景十分良好。 - 5 - 第二章 現(xiàn)有的立體停車庫 第 立體車庫的形式的確定 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 ]3[ 。 (一） 升降橫移式，見圖 降橫移式立體停車庫 升降橫移式立體車庫采用模塊化設(shè)計，每單元可設(shè)計成兩層、三 層、四層、 五層、半地下等多種形式，車位數(shù)從幾個到上百個。此立體車庫適用于地面及地 下停車場，配置靈活，造價較低。 1. 產(chǎn)品特點： 1) 節(jié)省占地，配置靈活，建設(shè)周期短。 2) 價格低，消防、外裝修、土建地基等投資少。 3) 可采用自動控制，構(gòu)造簡單，安全可靠。 4) 存取車迅速，等候時間短。 5) 運行平穩(wěn)，工作噪聲低。 6) 適用于商業(yè)、機關(guān)、住宅小區(qū)配套停車場的使用。 2. 安 全裝置：防墜裝置，光電傳感器、限位保護器、急停開關(guān)等。 （二） 巷道堆垛式，見圖 6 - 圖 道堆垛式立體停車庫 巷道堆垛式立體車庫采用堆垛機作為存取車輛的工具，所有車輛均由堆垛機 進行存取，因此對堆垛機的技術(shù)要求較高，單臺堆垛機成本較高，所以巷道堆垛 式立體車庫適用于車位數(shù)需要較多的客戶使用。 （三）垂直提升式立體車庫，見圖 直提升式立體停車庫 垂直提升式立體車庫類似于電梯的工作原理，在提升機的兩側(cè)布置車位，一 般地面需一個汽車旋轉(zhuǎn)臺，可省去司機調(diào)頭。垂直提升式立體車庫一般高度較高 （幾十米），對設(shè)備的安全性，加工安裝精度等要求都很高，因此造價較高，但占 地卻最小。 （四）垂直循環(huán)式，見圖 7 - 圖 直循環(huán)式立體停車庫 產(chǎn)品特點： 1) 占地少，兩個泊位面積可停 6~10 輛車。 2) 外裝修可只加頂棚，消防可利用消防栓。 3) 價格低，地基、外裝修、消防等投資少，建設(shè)周期短。 4) 可采用自動控制，運行安全可靠。 綜上所訴，從各方面因素的考慮，我們選擇了升降橫移式立體停車庫作為本課題的研究項目。 第 升降橫移式立體停車庫的原理 1、 立體車庫的工作原理 升降橫移式立體車庫是指利用載車板的升降或橫向平移存取停放車輛的機械式停車設(shè)備。升降橫移式立體車庫每個車位均有載車板，所需存取車輛的載車板通過升、降、橫移運動到達地面層，駕駛員進入車庫，存取車輛，完成存取過程。停泊在這類車庫地面的車只作橫移，不必升降，上層車位或下層車位需通過中間層橫移出空位，將載車板升或降到地面層，駕駛員才可進入車庫內(nèi)將汽車開進或開出車庫。圖 一個地上 7 車位的升降橫移式停車設(shè)備，其工作原理是：三層三個車位可以 升降，二層兩個車位可以升降和平移，一層的兩個車位只能橫向橫移，空車位供三層和二層的車位下降時借用。 1 、 2 號車位可以直接存放車輛； 7 號車位需下降后再存放車輛； 3 號車位，則需先將 1 號和 2 號載車板右移，再將 3 號載車板下降； 4 號車位，則需先將 2 號載車板右移，再將 4 號存車板- 8 - 下降； 5 號車位需要先將 1、 2、 3、 4 號四個載車板右移，再將 5 號載車板下降； 6 號車位則需要先 將 2、 4 號載車板右移 ，再將 6 號載車板降下。由于升降橫移式停車設(shè)備對場地的適應(yīng)性強，介紹系統(tǒng)各機械部分部件結(jié)構(gòu)和功能可根據(jù)不 同的地形和空間進行任意的 組合、排列，規(guī)?？纱罂尚?，對土建的要求比較低，因此，應(yīng)用非常廣泛。 圖 車位升降橫移式立體車庫工作原理圖 2、 立體車庫機械部分部件結(jié)構(gòu)和功能 ]4[ 以三層三列式立體車庫為模型建立研究對象。升降橫移式立體車庫主要由結(jié)構(gòu)框架部分、載車板部分、橫移系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全防護系統(tǒng)六大部分組成。下面我們重點對車庫的主要組成 (圖 進行分析。 圖 降橫移式立體車庫主要組成 ① 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) (如圖 。 結(jié)構(gòu)主體采用熱制方鋼、角鋼和鋼板等型材制造，具有較好的強度和剛度，輕巧、美觀，并可二次拆卸安裝，運輸方便。 - 9 - ② 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減速機與鏈傳動組合的傳動系統(tǒng)。其工作原理如圖 電機順時針旋轉(zhuǎn)時，載車板上升，電機逆時針旋轉(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。 ③ 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減速機傳動系統(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。電機減速機驅(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)確定橫移電機的驅(qū)動功率。 ④ 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，切斷橫移電機電源，橫移停止。 ⑤ 控制系統(tǒng) 升降橫移式立體停車設(shè)備的控制系統(tǒng)采用 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 7車位升降橫移式立體停車設(shè)備， 要要控制二、三層五個升降電機的正反轉(zhuǎn)和一、二層四個橫移電機的正反轉(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。 第 升降橫移式立體停車庫的優(yōu)越性 在眾多的停車設(shè)備中，升降橫移式立體停車的優(yōu)點比較突出 ，主要表現(xiàn)在幾個方面： - 10 - ① 節(jié)約占地面積，充分利用空間。一般來說，升降橫移式立體停車庫的占地面積約為平面停車場的 1/25，空間利用率比建筑自走式停車庫提高了 75%。 ② 相對造價比較低。升降橫移式立體停車庫每個泊位約 建筑自走式停車庫每個泊位的造價約為巧萬元以上。 ③ 使用方便，對操作人員的要求不高，操作簡單、安全、可靠，存取車快捷 ,維護也很方便。一般存取一輛車約為 80秒。 ④ 減少了因路邊停車而引起的交通事故。在許多城市的主要地段，司機往往沒有找著停場而把車停靠在路邊，這樣就很容易 阻塞交通，甚至引起交通事故 。 ⑤ 增加了汽車的防盜性和防護性。在車庫的系統(tǒng)中配置有智能防盜裝置 、防火裝置等 ，增強了車庫的整體安全。 ⑥ 改善了市容環(huán)境。在現(xiàn)代化的車庫的設(shè)計中，不僅僅只是為了滿足停車要求 ，更主要的是讓其融入城市的整體建筑環(huán)境中，成為現(xiàn)代化大都市一道獨特的風(fēng)景 。 升降橫移式立體停車庫是全自動化的停車方式，也是今后停車改革的主要方向。尤其是寸土寸金的大城市，采用機械式立體停車方式，顯得尤為必要，而升降橫移式立體停車庫也在機械式立體停車庫中顯得更加普遍化，居民化。 第 研究升降橫 移式立體停車庫的意義 升降橫移式立體停車庫是一種比較典型的機電一體化產(chǎn)品形式，它主要涉及機械、電子、建工等多個領(lǐng)域，它需要各方面的專業(yè)技術(shù)人員協(xié)同工作 降橫移式立體車庫己經(jīng)滲入到人們的各個生活領(lǐng)域，在機關(guān)、賓館酒店、醫(yī)院和居民區(qū)等許多地方，升降橫移式立體停車庫成了一道必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施。但是我國的機械式停車庫技術(shù)發(fā)展比較晚，大部分還沿用著日本 80年代的技術(shù)。隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，轎車擁有量的迅速膨脹，機械式車庫的現(xiàn)有功能已落后于人們的要求?，F(xiàn)有車庫技術(shù)的不足主要表現(xiàn)在取車得時間比較長， 智能化程度比較低，安全程度不夠，設(shè)計 形式 比較陳舊。上海和北京等地現(xiàn)有的許多高質(zhì)量的立體停車庫，都是運用大量的外匯從國外進口的，并且售后服務(wù)也得不到令人滿意的保障。為了打破這種依賴進口的格局，打出具有自身特色的車庫產(chǎn)品，就得要在原有技術(shù)上有重大突破，從而帶動國內(nèi)車庫行業(yè)的發(fā)展，因此 ， 對升降式立體停車庫的系統(tǒng)研究顯得尤為重 要。 - 11 - 第三章 升降橫移式立體停車庫模型的結(jié)構(gòu)設(shè)計 第 概述 機械式立體車庫總體及升降機構(gòu)設(shè)計 的結(jié)構(gòu)設(shè)計在整個車庫中非常重要，主框架部分、載車板部分和傳動系統(tǒng)是 機械式立體車庫總體及升降 機構(gòu)設(shè)計 的主要組成部分，主框架部分承擔著整個 機械式立體車庫總體及升降機構(gòu)設(shè)計 的總量，而且它的輕重、穩(wěn)定性和可靠性以及載車板部分還影響著整個立體停車庫的重量、材料和成本的多少以及安全性，傳動系統(tǒng)決定著 機械式立體車庫總體及升降機構(gòu)設(shè)計 運行的好壞，所以如何設(shè)計主框架部分、載車板部分和傳動系統(tǒng)成為影響整個立體停車庫的關(guān)鍵因素。 機械傳動系統(tǒng)主要功用是傳遞原動機的功率，變換運動的形式以實現(xiàn)預(yù)定的要求。傳動裝置的性能、質(zhì)量及設(shè)計布局的合理與否，直接影響機器的工作性能、重量、成本及運轉(zhuǎn)費用，合理擬定傳動方案具有十分重要的 意義。一般常用以下幾種傳動方案： 方案一：帶傳動，易于實現(xiàn)兩軸中心距較大的傳動；具有傳動平穩(wěn)，緩沖、吸振的特性；結(jié)構(gòu)簡單，成本低；可起過載保護作用。 方案二：鏈傳動，平均傳動比準確，工作可靠，效率較高；傳動功率大，過載能力強，相同工況下的傳動尺寸小；可在惡劣環(huán)境中工作；易于實現(xiàn)較大中心距的傳動；結(jié)構(gòu)輕便，成本低。 方案三：蝸桿傳動，能以單級傳動獲得較大傳動比；傳動平穩(wěn)，無噪聲；傳動具有自鎖性。 方案四：直齒輪傳動，傳動準確平穩(wěn)，承載能力高。 好的傳動方案除應(yīng)滿足工作機的性能和適應(yīng)工作條件外，還應(yīng)尺寸緊湊、成 本低廉，傳動效率高等。故對更方案進行價值分析，由表 5[ 。 表 定性判定與價值對應(yīng) 判定 不用 差 勉強可用 中等 滿意 較好 好 很好 超目標 理想 價值 P 傳動方案選擇的使用價值表 方案一 方案二 方案三 方案四 - 12 - 設(shè) 計 指 標 加權(quán)因子 率 率 周速度 造安裝 格 命 穩(wěn)噪聲小 使用價值 上所述，選擇鏈傳動方案更加合理，所以我們的傳動系統(tǒng)采用鏈傳動形式。 第 橫移傳動系統(tǒng)設(shè)計 橫移傳動系統(tǒng)的作用是使上升到位的搬運器平移到指定位置，其傳動主要是靠電機帶動鏈輪使 滾輪在軌道上移動。如圖 橫移傳動示意圖 一、初步參數(shù)的確定 位機 )升降橫移式立體停車庫模擬裝置采用與實際立體停車庫標準 1： 8 的比- 13 - 例進行設(shè)計，設(shè)備尺寸為 載車板長 L=車板寬 W=庫總高 H=層高 h=設(shè)承載總質(zhì)量 M=7帶動橫移軸轉(zhuǎn)動所需功率 (假設(shè)摩擦因子 u=橫移速度為 s): ??????前輪 ??????后輪 所以 二、橫移傳動系統(tǒng)電動機的選擇 ]6[ 橫移所需功率 P=據(jù)輸出功率選擇電動機： 60輪減速同步電機， 220V， 50P=14W，輸出轉(zhuǎn)速 n=110r/、橫移鏈輪的設(shè)計 小鏈輪齒數(shù) 101 ?Z 從動大鏈輪齒數(shù) 322 ?Z p 初定中心距 00 ?,則鏈節(jié)數(shù) 120210 ??????? ?????? 取 62 由《機械原理與設(shè)計》 ]7[ 表 13得工作情況系數(shù) 1?4?? 由《機械原理與設(shè)計》 ]7[ 表 13得小鏈輪齒數(shù)系數(shù) 鏈長系數(shù) K 選擇單排鏈，由《機械原理與設(shè)計》 ]7[ 表 13得多排鏈系數(shù) 所需傳遞的功率為 410??????? 取鏈節(jié)距 P=擇鏈號 04B—1×L 及中 心距 a - 14 - L=×6/1000=P 224212221210 ??????????????? ???????? ????????? ??? ? 中心距調(diào)整量 22 ??? 實際中心距 7 9, ???? 5．計算鏈速 1011010006011 ?? ??????? 6．作用在軸上的壓軸力 Q 圓周力 F=1000P/V=（ 1000×14×? 6 6???四、橫移傳動軸 A 的設(shè)計 橫移傳動軸 A 是一層車庫的橫移軸，它的受力情況可以簡化成以下的形式 : 算出 軸的初步估算軸徑至少為 d’=的強度校核 : 由 ? ? 0 04 9 84 6 0104 7 0 ????????? 得 由 ? ? 0 02810460470 ????????F A 15 - . 7 9 4 1 . 1 7 2 . 5 9 C ???? 9 1 710 作軸的剪力 圖如下： 由剪力圖可知 ???? 1 5 6 0作軸的彎矩圖 如下： 所受彎矩最大，所以對 D 剖面進行強度校核 ? ? 3 1 ???? ??小于估算軸徑，所以強度足夠。 取軸與鏈輪配合處 31 ? 取軸與軸承配合處 52 ? ，安裝尺寸 8?取軸與滾輪配合處 4? 五、橫移傳動軸 B 的設(shè)計 橫移傳動軸 B 是車庫二層的橫移軸，它的受力情況可以簡化成如下的形式 : 該軸的校核與橫移傳動軸 B 相同。 第 升降傳動系統(tǒng) 在升降傳動系統(tǒng)中，我們采用鋼絲繩傳動型式。鋼絲繩傳動 形式的升降傳動系統(tǒng)一般- 16 - 是由電機、減速系統(tǒng)、卷筒、滑輪、鋼絲組成。在鋼絲繩傳動型式中，鋼絲繩的主要作用是拖動搬運器上下升降。鋼絲繩一端與搬運器相連結(jié)，鋼絲繩另一端纏繞卷筒上 (搬運器的前端鋼絲繩與后端鋼絲繩必須同方向繞著卷筒轉(zhuǎn)動 )，當搬運器需要升降時，提升電機便會通過其正反轉(zhuǎn)來帶動卷筒順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)搬運器的升和降。示意圖如圖 示 圖 降傳動示意圖 一、升降傳動系統(tǒng)電動機的選擇 ]6[ 升降所需功率 P = G × V = 7× 選擇功率 P = 25W 的電動機，頻率為 50壓 220V，經(jīng)減速器后電動機的輸出轉(zhuǎn)速為 01 初定卷筒直徑為 50車板上升速度 V = 0.1 m/s,求得卷筒的轉(zhuǎn)速 2n : 由1 0 0 ?? ， m ? ??? ?鏈輪的傳動比 ?? i = 2 二、升降鏈輪的設(shè)計 31 ?Z 從動大鏈輪齒數(shù) 252 ?Z p 初定中心距 0p,則鏈節(jié)數(shù) 120210 ??????? ??????取 60 由《機械原理與設(shè)計》表 13得工作情況系數(shù) 1?5?? - 17 - 由《機械原理與設(shè)計》表 13得小鏈輪齒數(shù)系數(shù) 鏈長系數(shù) K 選擇單排鏈，由《機械原理與設(shè)計》表 13得多排鏈系數(shù) 所需傳遞的功率為 1 510??????? 取鏈節(jié)距 P=擇鏈號 04B—1×L 及中心距 a L=×6/1000=P 224212221210 ??????????????? ???????? ????????? ??? ? 中心距調(diào)整量 22 ??? 實際中心距 6 0, ???? 134010006011 ?? ??????? 圓周力 F=1000P/V=（ 1000×25×??三、鋼絲繩的選用 鋼絲繩直徑的確定 m a 確定選擇系數(shù) C = 0 2 ??d 根據(jù)《 機械設(shè)計手冊》 擇圓股鋼絲繩 d = 2 100/ , ? ? M P 570??最小破斷拉力 F = N 四、卷筒 A 的設(shè)計 卷筒 A 是車庫二層的卷筒，最大起升高度 200槽槽距 P = 筒槽底直徑 D = 47筒計算直徑（由鋼絲繩中心算起的卷筒直徑） 90 ???固定鋼絲繩的安全圈數(shù) Z - 18 - 卷筒上有螺旋槽部分長0L： a ??????? ??????????? ????無繩槽卷筒端部尺寸 ,固定鋼絲繩所需長度 32 ?? 中間光滑部分長度 m = 6筒長度 ? ? 02 210 ?????五、卷筒 B 的設(shè)計 卷筒 B 是車庫三層的卷筒，最大起升高度 450槽槽距 P = 筒 槽底直徑 D = 47筒計算直徑（由鋼絲繩中心算起的卷筒直徑） 90 ???固定鋼絲繩的安全圈數(shù) Z 卷筒上有螺旋槽部分長0L： a ??????? ??????????? ????無繩槽卷筒端部尺寸 ,固定鋼絲繩所需長度 32 ?? 中間光滑部分長度 m = 6筒長度 0)(2 210 ?????六、升降軸的設(shè)計 根據(jù)升降傳動軸的受力情況，可簡化為如下形式： 1F 2F 1 ??????? 軸的初步估算軸徑至少為 d’=的強度校核 : 由 ? ? 0 0)161 0 81 4 024()12861 0 835()121670()1235( 21 ?????????????????? ? ? 0 0)1235()82108()821081635()1081614024( 21 ????????????????? A 得 作軸的剪力圖如下： - 19 - 2 1 8 . 8 4 2 7 . 9 7 2 4 . 9 1 3 5 . 7 8 3 所受彎矩最大，所以對 D 剖面進行強度校核 ? ? 3 1 ???? ??小于估算軸徑，所以強度足夠。 取與軸承配合處的直徑 01 ? , 安裝尺寸 卷筒配合處直徑 與鏈輪配合處直徑 53 ?第 安全制動設(shè)計 由于載車板上停有汽車，在升降電機停止工作時，電機會被倒拉反轉(zhuǎn)，使車板自動下落。因此需要加以制動。經(jīng)過許多方案的設(shè)計和比較，得出較優(yōu)的設(shè)計，運用杠桿原理，靠摩擦使升降軸制動，從而阻 止電機被倒拉。但電機在工作時，制動裝置是不需要的，我們又采用電磁鐵通電頂開制動桿，從而達到消除制動的效果。如圖 磁鐵結(jié)構(gòu)原理圖 電磁鐵- 20 - 當電機不工作時，電磁鐵無電，桿左端由于重力使摩擦帶拉緊，從而阻止輪子轉(zhuǎn)動，輪子安裝于軸上，使軸也固定不動。當電機要運行時，電磁鐵給電，頂起桿，有杠桿原理使皮帶松開，消除制動。由于該裝置采用杠桿原理，因此它制動使所要產(chǎn)生的摩擦力是可調(diào)的，只要調(diào)整中間皮帶固定的位置或桿的長度。因而這種方案還是比較好的。但如果在現(xiàn)實中大型的車庫，就不能采用這種裝置了。 第 主框架部分 主框架體系的基本構(gòu)成是由水平方向的梁和垂直方向的柱通過鋼性結(jié)點連接而成。這種結(jié)構(gòu)體系通過結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗彎剛度來抵抗側(cè)向力的作用。主框架體系基本上都是由變形限值作為設(shè)計的控制條件，梁柱的截面尺寸主要由結(jié)構(gòu)的剛度而不是強度來決定。在具體的設(shè)計過程中，所選的梁柱截面尺寸如果滿足了規(guī)范對層間位移的限制要求，構(gòu)件的承載力一般也能滿足要求。主框架如圖 主框架示意圖 桿件截面校驗 :首先進行柱的校驗，然 后是梁的校驗。 柱選用方鋼，橫截面積 2625 ，許用壓應(yīng)力 ? ? 柱橫截面上工作應(yīng)力為 ? ??? ?5422 6m a x ???? ?滿足強度條件，故鋼柱的強度是安全的。 梁選用熱軋等邊角鋼 ]8[ ， ? , 5? 。梁主要受到的力是彎矩和剪力 , 許用正應(yīng)力 ? ? ，許用切應(yīng)力 ? ? (1)正應(yīng)力 - 21 - 圖 鋼截面 由圖 示的三個截面處抗彎截面系數(shù)分別為 359.0 ， 30 92.0 x ?，340.0 y ? ，則 ? ??? ?M P 535 6 6m a xm a x ?? ??? ? ? (2)剪應(yīng)力 先求出角鋼的靜矩 ? ???????? ??? ?54m a x,m a xm a x ?????? 可見，選用的角鋼同 時滿足彎曲正應(yīng)力與彎曲切應(yīng)力強度條件。 - 22 - 第四章 立體車庫電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 第 電氣控制系統(tǒng)整體設(shè)計 整個車庫設(shè)計由一臺 車庫進行統(tǒng)一的管理和監(jiān)控，通過 制載車板縱橫傳動裝置以完成對車輛的存取操作。各車位內(nèi)車輛的調(diào)入調(diào)出由 據(jù)當前各車位的車輛存放情況，按照相應(yīng)的調(diào)度策略調(diào)度車輛進出。 立體車庫的自動存取車控制系統(tǒng)包括弱電與強電兩套系統(tǒng)。弱電系統(tǒng)主要包括各種信號的采集、報警與控制輸出。 出信號給接觸器線圈，控制接觸器的接通與關(guān)斷。強電系統(tǒng)包括載車板電機控制線路、控制電機正反轉(zhuǎn) 接觸器、到位限位及載車板的上下行程限位。車庫采用車位檢測裝置代替人工找位，用升降裝置輸送汽車到位。系統(tǒng)在面板處設(shè)有急停開關(guān)，當發(fā)生意外時，按下急停開關(guān)，斷掉所有電機的電源，使載車盤無法繼續(xù)運行，以保護人員及設(shè)備的安全。 系統(tǒng)輸出控制信號包括控制電機運行方向信號，控制電機運行信號，控制電磁鐵得、失電信號，控制燈光報警信號，控制車庫照明信號。 升降橫移式立體車庫是一種比較典型的跨學(xué)科機電一體化產(chǎn)品，集機械、電子、信息技術(shù)于一體。其中，電子技術(shù)、信息技術(shù)和傳感技術(shù)的合理運用與組合構(gòu)成了車庫的控制系統(tǒng)。升降橫移式立 體車庫的控制系統(tǒng)是整個車庫系統(tǒng)的重要組成部分，也是車庫系統(tǒng)的核心。執(zhí)行機構(gòu)是 “四肢 ”，框架是 “軀體 ”，那么控制系統(tǒng)就是 “大腦 ”。它指揮著車庫的每個運作過程，并對整個系統(tǒng)的狀態(tài)過程進行監(jiān)控。 升降橫移式立體車庫的系統(tǒng)控制原理：操作者 (人 )要通過控制系統(tǒng)信息交流的平臺 (界面 )把操作信息傳送給控制系統(tǒng)，經(jīng)系統(tǒng)處理后，系統(tǒng)把可識別的控制信息通過輔助設(shè)備驅(qū)動執(zhí)行結(jié)構(gòu)，來完成車庫現(xiàn)場的運作。其系統(tǒng)控制原理框圖，如圖 示。 圖 庫系統(tǒng)控制原理框圖 啟動停止急停復(fù)位七個車位檢測光電開關(guān)一個誤入檢測光電開關(guān)十五個限位開關(guān)車位選擇3 - 由于 可靠性、抗干擾能力強。 國內(nèi)外現(xiàn)有的升降橫移式立體車庫，它們的系統(tǒng)控制形式大都采用可編程控制器控制，特別是應(yīng)用在智能化要求程度高、多車尾、大容量的現(xiàn)代化升降橫移式立體車庫中。 可靠性、抗干擾能力強。 硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 示 ]9[ 圖