【正文】 業(yè)區(qū)，建筑物高度密集，不可能騰出大量地皮建停車場。此時，占地面積小的立體式停車設(shè)備才真正得到發(fā)展普及。亞洲的停車設(shè)備技術(shù)起源于日本，日本從20世紀(jì) 60 年代開始從事機(jī)械停車設(shè)備的開發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)，至今 已有四機(jī)械設(shè)計綜合訓(xùn)練報告 —— 02020542 8 十幾年的歷史。到了 80 年代和 90 年代初，由于計算機(jī)技術(shù)和電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，由全電腦自動控制，采用變頻技術(shù)的新一代機(jī)械式立體停車設(shè)備首先在日本進(jìn)入家庭。生產(chǎn)機(jī)械式立體車庫的公司約 100 多家，比較大的公司有新明和、石川島播磨、日精、三菱重工等。從 90 年代起日本每年投入運(yùn)行的機(jī)械停車泊位都在萬以上。目前全日本己經(jīng)投入使用機(jī)械式停車位超過 300 萬個，其中以升降橫移式停車設(shè)備為主。對于 日本，優(yōu)勢在多層升降橫移類、垂直升降類、水平循環(huán)類、垂直循環(huán)類、簡易升降類等產(chǎn)品上 [4]。 德國和意大利等歐洲國家從事停車 設(shè)備開發(fā)和生產(chǎn)也比較早。較好的公司有 :意大利 Sotefin、 Interpark、德國 PaliS 等。由于歐洲國家停車問題表現(xiàn)不很突出，停車設(shè)備應(yīng)用量不是很大。多數(shù)為巷道堆垛式產(chǎn)品，多層升降橫移式產(chǎn)品應(yīng)用很好。德國和意大利等歐洲國家的優(yōu)勢在巷道堆垛類產(chǎn) 品上。 國外立體停車設(shè)備的技術(shù)以日本和德國領(lǐng)先，其發(fā)展主要有兩個特點(diǎn) :一是高技術(shù)含量高。日本和德國的車庫行業(yè)將機(jī)、電工業(yè)的高新技術(shù)成果隨時轉(zhuǎn)化和移植到車庫產(chǎn)品中，使車庫技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品更新很快。比如高速曳引機(jī)和 VVVF調(diào)速控制技術(shù) (即高速電梯技術(shù) )很快應(yīng)用到垂直升降 式車庫產(chǎn)品，使這種電梯式車庫存取速度更快，存車量更大，從而逐步替代老式的垂直循壞式塔型車庫。又如計算機(jī)管理、 IC 卡識別、計時收費(fèi)系統(tǒng)一出現(xiàn)，立即應(yīng)用于停車庫，使車庫融于城市樓宇自動化管理系統(tǒng)中，無論是公共停車還是住宅停車變得更容易、更方便。二是車庫產(chǎn)品朝著性能價格比更高的方向發(fā)展。即不但重視停車密度和高性能，更講究產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。比如日本的三菱、大 幅株式會社和德國 PALIS公司均研制成功停車密度較高，而造價較低的高層車庫和無車板、無車架等先進(jìn)車庫。這些新產(chǎn)品都是 90 年代的新技術(shù)，一問世，很快替代了老產(chǎn)品。 我國立體車庫的發(fā)展，始于上世紀(jì)八十年代，河北承德的華一機(jī)械車庫集團(tuán)有限責(zé)任公司于 1989年建造起國內(nèi)第一臺垂直循環(huán)類機(jī)械式停車車庫，填補(bǔ)了國內(nèi)機(jī)械式停車車庫的空白。立體車庫產(chǎn)業(yè)在上世紀(jì)九十年代迅速興起，步入了引進(jìn)、開發(fā)、制造和使用的快車道，國內(nèi)立體停車庫市場正以直線上升的態(tài)勢在飛速發(fā)展。我國立體停車設(shè)備的產(chǎn)品經(jīng)引進(jìn)技術(shù)和自主研究開發(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(dāng)前機(jī)械、電子、液壓、光學(xué)、磁控和計算機(jī)等領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，如采用交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，使運(yùn)行高速、平穩(wěn)、省電、減少振機(jī)械設(shè)計綜合訓(xùn)練報告 —— 02020542 9 動和噪聲?？刂菩问接?按鈕式、 IC卡式、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(hù)各傳動元件不受污染和腐蝕，提高了設(shè)備的耐久性；機(jī)械結(jié)構(gòu)中采用了模塊化設(shè)計，便于組合使用，易于安裝拆卸，縮短施工周期。目前品種的滿足率己達(dá) 90％ 左右，有的品種填補(bǔ)了國內(nèi)空白，產(chǎn)品國產(chǎn)化率達(dá)到 50％ 以上。還采用一些新材料、新工藝，如采用“ H7，型鋼做鋼梁，組合的鍍鋅板或一體成型的鍍鋅板做載車板：安全保護(hù)方面采用了聲光引導(dǎo)及定位裝置，自動消防滅火系統(tǒng)等。目前品種的滿足率已達(dá) 90％ 左右，有的品種填 補(bǔ)了國內(nèi)空白，產(chǎn)品國產(chǎn)化率達(dá)到 50％ 以上。 目前國內(nèi)立體停車設(shè)備是以升降橫移類為主，約占總量的 84%。此外還有垂直升降類和平面移動類。在技術(shù)方面，由最初的機(jī)械傳動式發(fā)展為液壓傳動式、機(jī)械液壓傳動式、電傳動式?？刂品绞揭灿蓡渭兊氖謩涌刂瓢l(fā)展到電氣控制、 PLC控制和現(xiàn)場總線控制。 雖然我國停車設(shè)備行業(yè)和技術(shù)得到了快速發(fā)展，但與停車設(shè)備的市場需求還相差甚遠(yuǎn)。停車設(shè)備需要進(jìn)一步降低制造成本，提高技術(shù)含量以及設(shè)備使用的安全性和可靠性。 本文就是研究最為典型的雙層升降橫移式車庫。 升降橫移類車庫原理 圖 升降橫移式車庫原理示意圖 機(jī)械設(shè)計綜合訓(xùn)練報告 —— 02020542 10 升降橫移類車庫指采用以載車板升降或者橫移作為存取車輛設(shè)備的機(jī)械式停車庫。其工作原理為：如圖 ，雙層三列升降橫移式立體車庫共有五個停車位（圖中 15）， 6號位為空，為車位的升降騰出空間。下層的兩個車位只負(fù)責(zé)橫移，上層的三個車位只負(fù)責(zé)升降。為了保證下層平移的暢通，必須有一個車位空出，因此升降車位必須復(fù)位，而橫移車位則沒有必要。這樣，通過簡單的升降與橫移便能夠?qū)崿F(xiàn)車輛的存取。 機(jī)械設(shè)計綜合訓(xùn)練報告 —— 02020542 11 第三章 總體方案設(shè)計 車庫運(yùn)行過程分析 車庫上層載車板只能升降，下層載車 板只能平移。因此上下載車板可采用不同的方案分別獨(dú)立驅(qū)動。 下層載車板驅(qū)動方案 對于下層載車板，由于只需做平移運(yùn)動，因而可以在地面布置導(dǎo)軌，載車板下面安裝小輪，便能很方便地實(shí)現(xiàn)左右的平移。由于是滾動摩擦，所需克服的阻力會小很多，因而驅(qū)動下面的載車板并不需要很大的功率，這里可以供選擇的驅(qū)動方案很多，比如螺旋傳動、鏈傳動、帶傳動和液壓傳動等。其中鏈傳動和帶傳動是由電機(jī)出發(fā)，通過一系列傳動環(huán)節(jié)，最終驅(qū)動小輪在導(dǎo)軌上運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)載車板的平移。帶和鏈本身成本較低，中間的減速環(huán)節(jié)也有現(xiàn)成的減速箱可供選用，布置也很 簡單，是可行的方案。而螺桿與液壓傳動由于距離較長，雖然力量和平穩(wěn)性上占優(yōu)勢，但代價太高，不予考慮。因此，綜合所有因素，最終采用電機(jī) +鏈傳動作為下層載車板的驅(qū)動方案。 升降載車板設(shè)計方案 上層載車板需要承受很大的重量，在設(shè)計上需要格外的謹(jǐn)慎，安全、平穩(wěn)是最基本的設(shè)計要求。首先是載車板的結(jié)構(gòu)，和下層的不同，上層的載車板需要承受更大的重量，而它本身又不能太重，不然會增加驅(qū)動系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。因而對上層載車板的要求是在保證承重的同時盡可能地減少質(zhì)量。 載車板的升降需要導(dǎo)軌 (其上開燕尾槽或 T形槽 )來限定位置以及提供支撐。由于載荷較大，要求運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，因此選用螺旋傳動更為合適。將螺母與載車板連接起來，電機(jī)驅(qū)動螺桿轉(zhuǎn)動，帶動載車板上升或下降。 電機(jī) 減速機(jī)構(gòu) 鏈條 驅(qū)動小輪 機(jī)械設(shè)計綜合訓(xùn)練報告 —— 02020542 12 輔助裝置 除了上述機(jī)械設(shè)備以外，停車庫還需要整體框架以及相應(yīng)的支撐等輔助設(shè)備，當(dāng)然控制方面的設(shè)備也必不可少，傳感器等控制裝備的設(shè)計不在本文討論范圍內(nèi)。 總體格局 圖 車庫總體格局 總體上車庫的基本格局如圖 ，上下層載車板都有各自獨(dú)立的軌道，并配備有獨(dú)立的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，各自獨(dú)立工作，互不干涉。除了車位以外， 整個車庫還搭建了堅固的鋼框架。鋼框架給安放各種傳感器提供了充裕的空間，并且給升降機(jī)構(gòu)的龍門導(dǎo)軌提供了有力的支撐。 電機(jī) 減速器 螺桿 螺母 機(jī)械設(shè)計綜合訓(xùn)練報告 —— 02020542 13 第四章 載車板設(shè)計 尺寸設(shè)計 車位的尺寸要求是： 5 4 5 0 2 4 0 0 1 8 0 0m m m m m m??，載車板的尺寸應(yīng)略大于這個尺寸。加上斜坡和給安置其他零件提供平臺等因素，載車板的實(shí)際長度超過6000mm ，寬度上與車位尺寸保持一致。 結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計 載車板采用厚度為 10mm 整體鋼板沖 壓成型，前面設(shè)置有一段小斜坡，方便汽車進(jìn)出。載車板上設(shè)計有兩道凹槽用于給車輪提供限位，凹槽底部設(shè)計了凸起防滑條，以增大車胎與載車板之間的摩擦，保證車輛能被穩(wěn)定地限制在載車板上。 載車板的后部設(shè)有一個寬為 600mm 的平臺，為在上面安置其他零件提供空間。 機(jī)械設(shè)計綜合訓(xùn)練報告 —— 02020542 14 第五章 螺旋傳動設(shè)計 分析 升降機(jī)構(gòu)的核心部件是螺旋機(jī)構(gòu)，確定了螺桿的各個參數(shù)便能夠依次設(shè)計其他部件。螺旋傳動是由螺桿和螺母組成的螺旋副來實(shí)現(xiàn)傳動要求。它主要是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橹本€運(yùn)動，同時完成運(yùn)動和動力的傳 輸。 載車板的升降機(jī)構(gòu)采用螺旋機(jī)構(gòu)屬于起重螺旋，需要承受很大的軸向載荷。滑動螺旋結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低，易于實(shí)現(xiàn)自鎖。但是滑動螺旋摩擦阻力大，傳動效率低，磨損太大，不適合本文中的場合。因而我們采用滾動螺旋方式，它摩擦阻力小、傳動效率高，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，低速時不爬行，啟動時無抖動，雖然復(fù)雜的結(jié)構(gòu)會增加成本，但它使用壽命長，安全可靠，適合本場合。 滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)形式選擇 按螺紋滾道法向截面形狀、滾珠的循環(huán)方式、消除間隙和調(diào)整預(yù)緊方法的不同，螺旋副有多種結(jié)構(gòu)形式。在這里，考慮到本應(yīng)用場合對接觸強(qiáng)度要求較 高，而準(zhǔn)確性要求略低等因素，采用單螺母外循環(huán)滾動螺旋副，螺紋滾道型面類型選擇雙圓弧型。 圖 外循環(huán)滾動螺旋副 材料選擇 由于螺桿行程較長 ,對精度沒有特別的要求，因