【正文】 636 . 3 1 0 2 5 1 0 / 0 . 8 3 2 8 1 3 . 2 1pqP w k w? ?? ? ? ? ? ? ? （ ） 式（ ）為液壓馬達(dá)的功率計(jì)算公式。 根據(jù)所需轉(zhuǎn)速和功率選擇電動(dòng)機(jī)； 查機(jī)械手冊(cè)選擇 112 1 6YM? 型電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)額度功率為 4kw ，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為自動(dòng)立體車庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 1000 / minr 。 升降液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 根據(jù)上述參數(shù)設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)回路，每次車庫(kù)只能有一輛車做升降運(yùn)動(dòng)，升降完成后控制系統(tǒng)才能進(jìn)行其它運(yùn)動(dòng)。 如圖 ： 1為過(guò)濾器， 2為液壓泵， 3為可調(diào)節(jié)流閥， 4為直動(dòng)式溢流閥， 11為液壓表； 5， 7， 9為三位四通電磁閥； 6， 8， 10為液壓馬達(dá)； 1YA,2YA為 5號(hào)三位四通電磁閥的兩個(gè)電磁閥； 3YA,4YA為 7號(hào)三位四通電磁閥的兩個(gè)電磁閥； 5YA,6YA為 9號(hào)三位四通電磁閥的兩個(gè) 電磁閥； 圖 提液壓系統(tǒng)工作原理圖 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 表 41 電磁閥動(dòng)作順序表 動(dòng)作 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 6YA 1 號(hào)載車板上升 + — — — — — 1 號(hào)載車板下降 — + — — — — 2 號(hào)載車板上升 — — + — — — 2 號(hào)載車板下降 — — — + — — 3 號(hào)載車板上升 — — — — + — 3 號(hào)載車板下降 — — — — — + 表 41為自動(dòng)立體車庫(kù)液壓系統(tǒng)的電磁閥動(dòng)作順序表，其 中加號(hào)為得電，減號(hào)為失電。 升降液壓系統(tǒng)鏈輪設(shè)計(jì) 上層載車板通過(guò)傳動(dòng)軸提升汽車，而液壓馬達(dá)通過(guò)鏈輪與傳動(dòng)軸連接。為了保證其傳動(dòng)的穩(wěn)定和安全性，對(duì)鏈輪進(jìn)行選擇校核。 由于傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為 /v m s? ，遠(yuǎn)小于 /ms，其鏈傳動(dòng)為低速鏈傳動(dòng)。鏈輪抗拉靜力強(qiáng)度不夠易受破壞。所以根據(jù)機(jī)械手冊(cè)對(duì)鏈輪行抗拉靜力強(qiáng)度計(jì)算： ? ?ca A c fQSSK F F F????； 2cF qv? 39。2210( s in ) 1 0ffffF K qaF K qa?????? ? ? （ ） 式（ ）為抗拉靜力強(qiáng)度計(jì)算公式。 式（ ）中 caS 為鏈的抗拉靜力強(qiáng)度的計(jì)算安全系數(shù)； Q 為單排鏈的極限拉伸載荷 (KN )； AK 為工作情況系數(shù)為 1； cK 為離心力引起的拉力取 0； fK 為垂直拉力 28800FN? ； AK 為鏈的有效拉力系數(shù) 1。 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)選擇鏈號(hào) [16]； 初步選擇 ISO鏈號(hào)為 20A,其節(jié)距 ? ； 排距 ? ，單排抗拉載荷為 。 根據(jù)式（ ）為抗拉靜力強(qiáng)度計(jì)算公式； ? ?38 6 . 7 1 0 3 . 0 1 61 2 8 8 0 0 0 0ca A c fQSSK F F F ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?； 自動(dòng)立體車庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 其安全系數(shù)過(guò)小不符合要求。 重新選擇 ISO鏈號(hào)為 28B,其節(jié)距 ? ； 排距 ? ，單排抗拉載荷為 200KN 。 根據(jù)式 （ ） 抗拉靜力強(qiáng)度計(jì)算公式； ? ?32 0 0 1 0 6 . 9 4 61 2 8 8 0 0 0 0ca A c fQSSK F F F ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?； 其安全系數(shù)大于 6符合要求。 由于鏈速小于 /ms， 1 13Z? ；所以液壓馬達(dá)的鏈輪齒數(shù)取 14齒，液壓馬達(dá)與傳動(dòng)系數(shù) 2i? ；取傳動(dòng)軸參數(shù)為 7，傳動(dòng)鏈輪確定。 計(jì)算鏈輪的分度圓直徑： 0180sinPd Z??? ???? （ ） 式（ ）為鏈輪的分度圓直徑計(jì)算公式； 其中 P 為鏈輪節(jié)距。 根據(jù)式（ ）鏈輪的分度圓直徑計(jì) 算公式； 1 4 4 . 4 5 1 8 0 1 9 9 . 7 6s in 1 4d m m?????????； 2 4 4 . 4 5 1 8 0 1 0 2 . 4 5s in 7d m m?????????； 液壓馬達(dá)鏈輪分度圓直徑 1 mm? ； 液壓馬達(dá)鏈輪分度圓直徑 2 mm? 。 升降液壓系統(tǒng)傳動(dòng)軸設(shè)計(jì) 上層載車板通過(guò)傳動(dòng)軸提升汽車，傳動(dòng)軸要承受載車板和汽車的所有重量，所以對(duì)傳動(dòng)軸要求較高。 傳動(dòng)軸選用 60mm? 的無(wú)縫鋼管，無(wú)縫鋼管的厚度為 ? ；傳動(dòng)系統(tǒng)的卷筒和鏈輪都焊接在鋼管上，但必須焊接牢固。若焊接出現(xiàn)虛焊會(huì)使卷筒或鏈輪在運(yùn)動(dòng)中脫落，引起車輛掉落，造成嚴(yán)重的事故。焊接時(shí)也要保證卷筒，鏈輪與傳動(dòng)軸的同心度，若誤差較大會(huì)使鏈輪卷筒與傳動(dòng)軸的震動(dòng)加大，影響傳動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效果。 傳動(dòng)軸的長(zhǎng)度為 2500mm ，卷同組焊接在離傳動(dòng)軸端 400mm 處，而鏈輪焊接在傳動(dòng)軸的中間部位。 對(duì)傳動(dòng)軸進(jìn)行受力分析： 如下圖 ： 其中 0D 為卷筒直徑， d 為鏈輪分度圓直徑。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 扭矩圖 圖 傳動(dòng)軸扭矩圖 ? ? ? ?3 m a x431612DTDD?????????????? （ ） 式（ ）為無(wú)縫鋼管壁厚計(jì)算公式。 其中 ? ? 80Mpa? ? ； D 為無(wú)縫鋼管直徑； maxT 為液壓馬達(dá)的最大扭矩： 3281 5 2 2 . 22 2 1 0 0PT N mn??? ? ? ?? （ ） 式 （ ） 為鏈輪的扭矩計(jì)算公式。 將數(shù)據(jù)代入式（ ）中； ? ?? ?336343366 0 1 0 8 0 1 0 1 6 5 2 2 .26 0 1 0 16 0 1 0 8 0 1 02 .8 72 mm????????? ? ? ? ?????? ? ?????； 經(jīng)校核選擇 60mm 無(wú)縫鋼管，其壁厚為 5mm 。選擇材料為 45鋼。 橫移液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 下層載車板做橫向移動(dòng)，移動(dòng)距離為 。載車板在地面的水平軌道上做恒速運(yùn)動(dòng)，載車板由分布在前后導(dǎo)輪的液壓馬達(dá)帶動(dòng)運(yùn)行。 載車板在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)只需克服導(dǎo)輪與導(dǎo)軌之間的最大摩擦力： 自動(dòng)立體車庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 ( ) ( 18 00 0 60 00 ) 0. 01 24 0F F F f N? ? ? ? ? ?車 載 （ ） 式（ ）為摩擦力計(jì)算公式。 其中 F車 和 F載 分別為車輛和載車板重量； f 為摩擦系數(shù) ? ； 導(dǎo)輪直徑 100D mm? ； 導(dǎo)輪所受的扭矩； 11 1 2 0 0 .0 5 622M F D N m? ? ? ? ? （ ） 式 （ ） 為 導(dǎo)輪扭矩 計(jì)算公式。 載車板運(yùn)動(dòng)速度； 5 /10v m s?? （ ） 式 （ ） 為 載車板速度 計(jì)算公式。 導(dǎo)輪角速度； 0 .2 5 5/0 .0 5v rad sr? ? ? ? （ ） 式 （ ） 為 導(dǎo)輪角速度 計(jì)算公式。 導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速； 5 6 0 3 0 0 / m i nn t r?? ? ? ? （ ） 式 （ ） 為 導(dǎo)輪速度 計(jì)算公式。 液壓馬達(dá)的選型： 由液壓馬達(dá)的工作阻力查液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)確定工作壓力為 1Mpa 。根據(jù)上述參數(shù)選擇葉片式液壓馬達(dá)，其轉(zhuǎn)速為 300 /minr ，流量 為 93 300 / m i n / m i nV ml L? ? ?。 由于液壓系統(tǒng)管路布置的不確定性，整個(gè)液壓回路損失大約為 5% ，流量損失約為 1% ； 所以： 1 1 .0 51 5 %p M pa??? ； 1 8 .3 1 8 .4 8 / m in1 1 %qL??? ； 其液壓原理圖與升降載車板原理相似，如下圖 ： 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 圖 下層載車板液壓原理 圖 圖 1為過(guò)濾器， 2為液壓泵， 3為可調(diào)節(jié)流閥， 4為直動(dòng)式溢流閥， 9為液壓表； 5， 7為三位四通電磁閥， 6， 8為兩臺(tái)相同液壓馬達(dá)。 本章小結(jié) 本章主要對(duì)自動(dòng)立體車庫(kù)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)校核，其中包括立體車庫(kù)上層載車板的提升裝置設(shè)計(jì)，液壓馬達(dá)的選型，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，鏈輪的設(shè)計(jì)校核以及傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)校核。 本章后半部分為下層載車板的液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)，以及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 自動(dòng)立體車庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 5 車庫(kù)的配套系統(tǒng) 自動(dòng)立體車庫(kù)包括安全系統(tǒng)，配套輔助系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成。這些系統(tǒng)能夠保證自動(dòng)立 體車庫(kù)的正常運(yùn)行。 安全系統(tǒng) 車庫(kù)的安全防護(hù)對(duì)與整個(gè)車庫(kù)的正常運(yùn)行有著非常重要的意義，在車庫(kù)中的車輛的價(jià)值往往有很大的區(qū)別，有些車輛的價(jià)值往往很高需要得到很好的安全防護(hù)。同時(shí)在停放車輛的過(guò)程中，也要對(duì)車輛駕駛員以及周圍人員進(jìn)行有效的安全防護(hù)。 對(duì)于升降橫移式自動(dòng)立體車庫(kù)，必須包括以下幾點(diǎn)的安全防護(hù)裝置： 1．防火裝置：在車庫(kù)中一些易燃物品存放處必須安裝溫度傳感器或煙霧傳感器，如液壓油箱汽車油箱，并將這些傳感器與報(bào)警器或控制系統(tǒng)相連。 ：在立體車庫(kù)停車時(shí)，汽車司機(jī)必須要把車停在載車板合適的 位置上，由于載車板的大小有限，使這一停車過(guò)程變得繁瑣。所以要在載車板的尾部安裝上一定高度的阻車板來(lái)幫助司機(jī)停車。也可在載車板的后部安裝限位開(kāi)關(guān)，當(dāng)汽車尾部超過(guò)便會(huì)報(bào)警提醒用戶。同時(shí)也要在各個(gè)運(yùn)動(dòng)裝置處安裝限位開(kāi)關(guān)，防止運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)故障。 ：當(dāng)上層載車板提升到位后，需要對(duì)其固定，以防止出現(xiàn)機(jī)械故障使車輛墜落造成財(cái)產(chǎn)損失或人員傷亡。防墜落裝置一般有以電磁驅(qū)動(dòng)的防墜掛鉤或安裝在下層的防墜落架。 ：在車庫(kù)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)異常情況，可以使車庫(kù)立刻停止運(yùn)行。這一裝置應(yīng)安裝在醒目處，并有相關(guān)提 示。 上層載車板在整個(gè)車庫(kù)中是較為危險(xiǎn)的部分，所以要對(duì)其進(jìn)行更好的防護(hù)。 如圖 所示載車板防墜鉤其工作原理： 圖 防墜鉤原理圖 當(dāng)上層載車板提升到所需位置后電磁鐵斷電，彈簧帶動(dòng)掛鉤掛住載車板。當(dāng)用戶取車時(shí)電磁鐵通電，吸引銜鐵帶動(dòng)掛鉤松開(kāi)載車板，然后液壓馬達(dá)運(yùn)行放下載車板。用戶去完車后重復(fù)上升過(guò)程。 立體車庫(kù)除了車庫(kù)主體外還需配套其他設(shè)備： ：在車庫(kù)中必須安裝足量的照明設(shè)備方便用戶在地下或夜間存取車輛。照無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 明設(shè)備可由手動(dòng)或采取自動(dòng)控制的方法進(jìn)行操作，并安裝傳感器可在無(wú)人情況下關(guān)閉照明 ，以便節(jié)約能源。 ：在車庫(kù)中排水照明設(shè)備以便排出積水，防止電器短路造成事故。排水設(shè)備可采取自動(dòng)控制的方法進(jìn)行操作，并安裝傳感器可在無(wú)人情況下自動(dòng)開(kāi)啟排除多余積水。 ：在車庫(kù)運(yùn)行時(shí)有人或其他物體進(jìn)入車庫(kù)安全范圍內(nèi)，車庫(kù)將自動(dòng)停止運(yùn)行，直到檢測(cè)設(shè)備不再檢測(cè)到目標(biāo)后，才能手動(dòng)開(kāi)啟自動(dòng)車庫(kù)進(jìn)行復(fù)位操作。 ：在車庫(kù)各個(gè)危險(xiǎn)部件上都應(yīng)該貼有安全標(biāo)識(shí)，提醒用戶安全使用。 立體車庫(kù)的 控制 系統(tǒng) 立體車庫(kù)采用 PLC對(duì)其進(jìn)行控制管理。而 PLC是 種專門在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作 的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 自動(dòng)立體車庫(kù)的控制系統(tǒng)包括弱電系統(tǒng)和強(qiáng)電系統(tǒng)。其中弱電系統(tǒng)主要包括各種信息采集系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)和控制輸出輸入裝置等。強(qiáng)電系統(tǒng)包括液壓泵電機(jī)線路、照明裝置線路及排水裝置管線。而 PLC通過(guò)對(duì)輸入信號(hào)處理后，輸出所需信號(hào)給交流接觸器對(duì)其進(jìn)行通斷控制，以此來(lái)控制相應(yīng)的電路。立體車庫(kù)采用車位檢測(cè)裝置進(jìn)行快速停放車輛，再用升降裝置輸將汽車和載 車板提升到指定位置。系統(tǒng)在面板處設(shè)有急停開(kāi)關(guān)，當(dāng)發(fā)生意外時(shí)，按下急停開(kāi)關(guān)，斷掉所有電機(jī)的電源，使載車盤無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行，以保護(hù)人員及設(shè)備的安全。 控制系統(tǒng)車庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)用戶檢測(cè)系統(tǒng) 圖 自動(dòng)立體車庫(kù)的控制原理如圖 ： 當(dāng)用戶需要停放車輛時(shí)，用戶可以先通過(guò)控制面板選擇所需車位，控制系統(tǒng)控制車庫(kù)將車位移動(dòng)到所需位置。用戶停車時(shí)，車庫(kù)控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)傳感器的信息進(jìn)行提示，以便完成停車過(guò)程。停車完成后，系統(tǒng)會(huì)將車位送回原處。 自動(dòng)立體車庫(kù)中需要在關(guān)鍵部位安裝傳 感器，這些傳感器可以將檢測(cè)的信息輸入給控制系統(tǒng)用于監(jiān)控自動(dòng)立體車庫(kù)中車輛和人員的狀況。在電器控制電路上，也要設(shè)置繼電器 、斷電、缺相、斷相和相序保護(hù) 等設(shè)備，用于電路的控制。同時(shí)控制系統(tǒng)也要根據(jù)這些信息對(duì)液壓系統(tǒng)的各個(gè)電磁閥進(jìn)行控制，以達(dá)到對(duì)車庫(kù)升降橫移控制。其具體工作原理，如下圖 ： 自動(dòng)立體車庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27 電源輸入部件輸出部件外部I/0口I/0擴(kuò)展口處理器運(yùn)算器控制器存儲(chǔ)器 圖 P