【文章內(nèi)容簡介】 司從上世紀六十年代初就開發(fā)并使用可最大限度地利用空間的機械式停車設(shè)備，經(jīng)過幾十年的不斷發(fā)展，自動立體車庫從結(jié)構(gòu)、控制、驅(qū)動、監(jiān)測等方面不斷地更新?lián)Q代，日趨完善 。而自動立體車庫的外形也發(fā)生了較大的變化，使原來生硬機械鋼架子的立體車庫變成了一道獨特的城市景觀。 國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀 我國經(jīng)濟快速發(fā)展的同時汽車的數(shù)量也在快速發(fā)展，尤其在我國的大中城市。汽車數(shù)量的增長同時也造成了路面的擁堵，許多車輛面臨著停車難的問題。面對這些問題，我國需要大量的停車設(shè)施和相關(guān)配套設(shè)備。據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計，截止到 2020 年底的數(shù)據(jù)，我國全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 生產(chǎn)汽車數(shù)量增長到近一千萬臺，同比增長 5％左右 [9]。由于我國停車位新建的速度遠遠達不到每年汽車增長的數(shù)量，致使每年我國僅在停車位的缺口數(shù)量就在 300 多萬個左右，城 市現(xiàn)有的停車位遠遠不能滿足人們的需要。當前我國的車位數(shù)量與汽車數(shù)量之比約為 1: 5，而正常的平衡比例應(yīng)當是 1: ，與我國現(xiàn)有情況差距很大，需要大量增加停車位，在城市土地資源緊缺的情況下通過地面增加車位己成為城市發(fā)展的巨大矛盾指引 [10]。 為了解決這些，我國從二十世紀八十年代開始使用機械式停車設(shè)備。此時我國的立體車庫技術(shù)較為落后僅只能進行自我的研究和開發(fā)，此階段生產(chǎn)企業(yè)無法滿足用戶的需求，而自動車庫種類單一，技術(shù)落后，無法滿足用戶較大的要求。到二十世紀九十年代，我國開始從國外引進技術(shù)，由于大量國外企業(yè) 進入中國的立體車庫行業(yè)，形成了比較多的中外合資企業(yè)。而有些有實力的中國企業(yè)開始向國外引進先進的技術(shù)，在國內(nèi)由于其生產(chǎn)成本與國外相比較為低廉，這些企業(yè)利用國外先進技術(shù)并 根據(jù) 我國現(xiàn)有經(jīng)濟情況開發(fā)出符合我國的先進的自動立體車庫。到如今經(jīng)過近 30 年的發(fā)展歷史，尤其是 2020 年以后得到了高速發(fā)展，現(xiàn)在我國的自動立體車庫行業(yè)正處于快速發(fā)展階段并很快進入穩(wěn)定發(fā)展階段，未來市場巨大。尤其在，我國的大中型城市中，自動立體車庫需要巨大。但用戶對產(chǎn)品的要求有兩點，第一點是降低產(chǎn)品的價格，第二點是提高產(chǎn)品技術(shù)和性能。隨著我國經(jīng)濟持 續(xù)快速發(fā)展，城市規(guī)劃不斷完善，自動立體車庫將使一個充滿生機的朝陽產(chǎn)業(yè)，它的技術(shù)將得到長遠發(fā)展。 在我國隨著現(xiàn)代各種高科技技術(shù)的發(fā)展，諸如計算機技術(shù)和電子技術(shù)的高速發(fā)展，越來越多的新功能被引入到立體車庫中，讓其向?qū)I(yè)化、復(fù)雜化和智能化方向發(fā)展。重點表現(xiàn)為以下幾個方面：①專業(yè)化 :立體車庫系統(tǒng)穩(wěn)定可靠:立體車庫產(chǎn)業(yè)正在向多元化方向發(fā)展子、建筑、液壓、光學(xué)、磁控、管理和計算機技術(shù)等領(lǐng)域的大量先進技術(shù)。立體停車系統(tǒng)保護與多重機構(gòu)互鎖、停車泊位自動跟蹤、鏈繩長度超范圍報警和彈 性變形自動補償、汽車安全檢測、圖像識別技術(shù)、科學(xué)管理等庫成為一個獨立的大型復(fù)雜的高技術(shù)設(shè)備。③智能化 :一些新技術(shù)正在迅速進入該領(lǐng)域變頻技術(shù)、全電腦控制系統(tǒng)、導(dǎo)航定位技術(shù)、停電及電源故障的自動判別排除及 處理系統(tǒng)等 [14] [11]。 但在我國現(xiàn)有的自動立體車庫產(chǎn)業(yè)發(fā)展并不十分完善，如在我國車庫行業(yè)中并沒有可依據(jù)較高的行業(yè)技術(shù)標準；大部分車庫是根據(jù)或引進國外先進技術(shù)進行設(shè)計制造，但技術(shù)水平不高；并且我國國內(nèi)并沒有較大規(guī)模的車庫生產(chǎn)加工企業(yè)，其大規(guī)模量產(chǎn)能力明顯不足。在國內(nèi)自動車庫市場競爭無序，小型企業(yè)為搶占市場份額，進行惡性競爭；同時我國沒有相關(guān)的部門參與詳細研究，使其技術(shù)創(chuàng)新能力落后于其他國家；國家也沒有相關(guān)政策進行扶持。為了解決上述問題，國家需要出臺相關(guān) 市場政策、管理方案等。 雖然立體車庫在我國的發(fā)展勢頭非常的迅猛，但是目前立體車庫在住宅小區(qū)內(nèi)的應(yīng)用，卻還是少的可憐。其主要原因還是人們的思維觀念沒有轉(zhuǎn)變過來，而技術(shù)上的問題已經(jīng)退全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 居其次?？梢哉f，當前的技術(shù)已經(jīng)完全可以滿足小區(qū)內(nèi)建造立體車庫的主要要求，急需解決的是人們的思想問題 [12]。伴隨著我國住房業(yè)的迅速發(fā)展，小區(qū)式居住方式已經(jīng)成為市民住房方式的主流。并且，伴隨我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人們擁有自己的私家車也已經(jīng)成為一種必然。所以，正是由于小區(qū)與私家車的數(shù)量越來越多，一旦人們的思想方式轉(zhuǎn)變過來，那么應(yīng)用于小區(qū)內(nèi) 的立體車庫必將會如同雨后春筍般迅速地生長起來。而且，立體車庫的技術(shù)也必然在今后的若干年內(nèi)有大幅度的發(fā)展 [13]。所以，無論是立體車庫技術(shù)的研究，還是立體車庫工程的建造，發(fā)展前景都是非常樂觀的，都必將在不久的將來得到豐厚的回報。 本章小結(jié) 本章主要介紹了自動立體車庫的主要研究內(nèi)容和及其意義，詳細對自動立體車庫的國內(nèi)外發(fā)展情況做了詳細介紹，在我國自動立體車庫有較大的發(fā)展前景。本文將對車庫主體結(jié)構(gòu)設(shè)計，關(guān)鍵部件校核，傳動部件及液壓系統(tǒng)的設(shè)計和主要機械部位總裝配圖及主要零件圖。 全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 2 自動立體車庫的 總體設(shè)計方案 目前，立體車庫主要有以下幾種形式：升降橫移式、垂直循環(huán)式、簡易升降式、垂直升降式、平面移動式、巷道堆垛式 [14]。而在中國使用較多的是 升降橫移式 自動立體車庫和簡易升降式 車庫， 升降橫移式 自動立體車庫具有 存取車快捷便利 ，結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。而 簡易升降式 車庫所能停車輛數(shù)量較少不適合較大規(guī)模應(yīng)用，無法滿足較大空間的大規(guī)模布置。所以選擇 升降橫移式 自動立體車庫進行設(shè)計。 如圖 所示為 升降橫移式 立體車庫示意圖。 圖 升降橫移式 立體車庫示意圖 升降橫移 自動立體車庫選型 升降橫移 自動立體車庫按照主框架可分為兩種。 1． 四柱結(jié)構(gòu)型式：這種型式的停車設(shè)備的鋼結(jié)構(gòu)框架穩(wěn)定性好，有較好的強度和剛度，特別適用于多層式或重列式的升降橫移類停車設(shè)備。 2． 二柱結(jié)構(gòu)型式，亦叫后懸臂型式 立體車庫如圖 ：這種型式的 停車設(shè)備的最大優(yōu)點是視野寬闊，存取車方便。缺點是對設(shè)備運行的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)框架的強度、剛度、設(shè)計要求嚴 格 。 圖 后懸臂型式 立體車庫示意圖 按車位布置形式分 可分為 全地上布置 ， 半地下布置 ， 重列式布置 。 全地上布置：有二層、三層、四層、五層，一般不超過五層，但也七層以上的，有的還做到了 18層，但相對全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 于低層提升速度要提高以保證客戶使用要求。半地下布置：這種布置形式比全地上布置能多建車位，空間利用率高，但土建投資大。重列式布置：（對于只能設(shè)置一個車道，或設(shè)置兩個車道太浪費，但有能停放兩排或兩排以上車輛長度的停車 位時，可用這種方式布置）這種布置可充分利用平面減少車道占地，但進出車較麻煩一些。 由于車庫要求結(jié)構(gòu)簡單充分利用土地，所以選擇第 四柱結(jié)構(gòu)型式 的兩層立體車庫進行設(shè)計。 自動立體車庫 提升方式 的選擇 升降橫移 自動立體車庫的提升方式有六種： （ 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）液壓馬達、鋼絲繩組合提升型式 （ 6）鏈條、鋼絲繩組合提升型式 而車庫選用液壓馬達、鋼絲繩組合提升型式，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊、響應(yīng)速度快、低速平穩(wěn)性好，并且產(chǎn)生噪音低，其升降傳動方式 如圖 所示 圖 自動立體車庫提升裝置示意圖 而車庫橫移傳動方式也可選用液壓馬達帶動導(dǎo)輪進行傳動，其優(yōu)點是可與升降系統(tǒng)使用同一液壓泵減少了系統(tǒng)的占用空間。 自動立體車庫的其他部件 自動立體車庫的其他部件還包括載車板，安全系統(tǒng)，橫移系統(tǒng)，橫移系統(tǒng)，控制系統(tǒng)等。 載車板是用于車輛停放以及移動升降車輛的載體，所以載車板設(shè)計必須穩(wěn)定安全便于用戶停放車輛。而載車板按照其結(jié)構(gòu)形式可分為兩種，一 種是拼裝式一種是整體式 [11]。拼裝式載車板主要使用普通鋼板彎折成形，載車板面板使用波浪板沖壓成形，并用螺栓固定。整體式載車板使用防滑花紋鋼板焊接在加強筋上而成。由于整體式載車板加工方便快捷，穩(wěn)定安全性高。所以車庫設(shè)計中使用整體式載車板。 安全系統(tǒng)是用于防止上層車輛和載車板墜落砸壞下層車輛或砸傷駕駛員的重要車庫全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 組成部分。上層載車板安全系統(tǒng)可分為防墜鉤和防墜架。其中防墜鉤安裝于上層載車板上當上層載車板到位后防墜鉤固定住載車板來實現(xiàn)防墜目地。而防墜架安裝固定在下層載車板上，但體積較大不便于用戶在下層停放車輛。經(jīng) 過上述分析選擇防墜鉤進行對車輛人員的安全防護。 橫移系統(tǒng)是用于底層車位橫移的主要部件?？刂葡到y(tǒng)是控制車輛移動的系統(tǒng)。 自動立體車庫的設(shè)計參數(shù) 停車位設(shè)計最大尺寸 5200mm 2250mm 1600mm； 最大停車質(zhì)量為 1800kg； 車庫共兩層上成層可停放 3輛車，下層可停放 2輛車，車庫使用 PLC進行控制； 車庫載車板提升時間 10s； 下層載車板橫移時間 10s。 自動立體車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容及要求 自動立體車庫主體框架鋼結(jié)構(gòu)由前、后支撐柱，前、后橫梁，縱梁等組成。傳動系統(tǒng)安裝在主體框架的縱梁 與后立柱上，包含液壓缸，傳動的鏈條鏈輪，鏈條張緊裝置和鋼絲繩。載車板與鋼絲繩相連進行提升，而下層載車板通過電機和導(dǎo)軌進行橫移。自動立體車庫必須具有足夠的強度和剛度，才能安全穩(wěn)定工作。升降橫移式自動立體車庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括：主體框架、傳動系統(tǒng)、載車板及安全防護裝置。 本章小結(jié) 本章主要確定了自動立體車庫主體設(shè)計的重要參數(shù)，選擇二層式升降橫移自動立體車庫，其采用液壓傳動方式進行提升和橫移運動，使車庫運行更加平穩(wěn)。還確定了自動立體車庫的安全防護等其他技術(shù)要求。 全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 3 自 動立體車庫主體框架 設(shè)計 自動立體車庫主體框架在車庫穩(wěn)定和安全中起著很大作用，是車庫的基礎(chǔ)要進行詳細的校核。 立體車庫的工作原理 圖 立體車庫的工作原理圖 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。如圖 ，下層載車板只作左右橫移。 立體車庫工作原理當車輛駛?cè)胲噹?，用戶根?jù)需要選擇所需停車位置。當用戶選擇上層空載車板時如 1號載車板，控制系統(tǒng)會先控制 5號載車 板向有移動， 5號載車板移動到位后系統(tǒng)控制 4號載車板向右移動，下層載車板無法同時移動。此時 1號載車板下方有空位，控制系統(tǒng)控制 1號載車板下移等待用戶將車輛駛?cè)?，用戶將車輛停放好并確認后，提升裝置帶動載車板提升到二層固定位置。下層載車板只作橫移，為上層車庫下移留出空位，所以下層有一個空位。而用戶選擇下層車位時，可將車輛直接駛?cè)胲噹?，但不能駛?cè)霟o載車板的空位。用戶取車時，停放在下層載車板的汽車可直接駛出車庫，停放在上層載車板的汽車操作過程與停車過程類似。升降橫移式自動立體車庫通過這種停車方式可更有效的應(yīng)用土地，增加 單位面積停放汽車的數(shù)量。 自動立體車庫 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 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可選用鋼架結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土。鋼架結(jié)構(gòu)與其它建筑結(jié)構(gòu)相比，具有可靠性高，材料的強度高，鋼結(jié)構(gòu)自重小，材料的塑性和韌性好，鋼結(jié)構(gòu)制造簡便，施工工期短等優(yōu)點。而使用鋼筋混凝土建設(shè)車庫，建設(shè)周期過長同時也無法滿足其精度要求。由于自動立體車庫對其結(jié)構(gòu)精度要求比較高，所以選用鋼結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。如圖 所示自動立體車庫鋼結(jié)構(gòu)框架圖，包括前后支撐柱，縱梁和橫梁。 全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 圖 立體車庫的框架原理圖 支撐柱設(shè)計 1．支撐柱受力分析 車庫停放車輛最大質(zhì)量為 1800kg， 其車輛前后輪載荷以 3: 2分布進行計算； 載車板質(zhì)量為約為 600kg； 每個車位滿載為 2400kg； 圖 立體車庫的支撐柱受力圖 當車庫空載時支撐柱的受力如圖 所示： 13 6 0 0 0 N 9 0 0 0 N2PP? ? ? ? ?后前 （ ） 式（ ）為車庫受力計算； 全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 其中 P前為前支撐柱所受的力； 其中 P后 為前支撐柱所受的力。 當車庫滿載時支撐柱的受力： 1 1 33 6 0 0 0 + 3 1 8 0 0 0 N 2 5 2 0 0 N2 2 5P ? ? ? ? ? ? ?前 （ ）1 1 23 6 0 0 0 + 3 1 8 0 0 0 N 1 9 8 0 0 N2 2 5P ? ? ? ? ? ? ?后 （ ） 式（ ）（ ）為車庫受力計算。 PP? 后前 ，所以對前支撐柱進行校核。 由于支撐柱主要受壓應(yīng)力和剪切力作用，而支撐柱受剪切力影響較小，所以主要對支撐柱的壓應(yīng)力進行校核和穩(wěn)定性分析。 2． 支撐柱的材料選擇和校核 根據(jù)《材料力學(xué)》附錄Ⅱ表 4，選用 20a熱軋工字鋼（ GB 706— 88） [15]，材料使用 Q