【導讀】關于投資立體車庫的技術

　　

【正文】 定義 汽車專用升降機是專門用作不同平面的汽車搬運的升降機，它只起搬運作用，無直接存取的作用。 特點 在立體停車庫的建設中，往往會遇到因場地狹小無法采用自走式坡道的情況，為了將汽車搬運到不同平層中存取車輛，就需要采用垂直升降的汽車專用升降機。這樣可以代替汽車進出車庫的斜坡道，大大節(jié)省空間，提高車庫利用率。這種汽車專用升降機常用于地下或屋頂或建筑 自走式車庫存取汽車的搬運。 機械部分設計要點 （ 1）升降裝置 ? 驅動裝置：升降機的動力部分可以是曵引 機也可以是液壓工作站。 ? 制動器及電磁逆流閥。 ? 升降導向及導軌：為了保證升降機運行的平穩(wěn)性，升降導向裝置及導軌應保證安裝的精確度。 （ 2）安全裝置 ? 緊急停止裝置：急停按鈕，即如果在運行中有緊急情況發(fā)生，按下急停按鈕，可使系統(tǒng)緊急停止，直至故障被排除。 ? 緩沖裝置：升降機下降時，為了減小沖擊，在機坑內設置緩沖器，以減小沖擊。 ? 極限開關：為防止升降機沖頂或超出運行區(qū)域，應設置極限開關，到達極限位置時能使升 降機自動停止。 ? 液壓安全閥：在油管爆裂或突然卸載時，安全閥自動關閉使載車板不能墜落，避免事故發(fā)生。 ? 防止電機空轉的裝置。 ? 調整搬運器下降水平調整裝置。 立體車庫的組成結構及運動方式 機械式立體車庫主要組成部分： ●鋼結構或混凝土結構 ●載車板 ●傳動系統(tǒng) ●升降機構 ●搬運機構 ●回轉機構（ 回轉盤 ） ●橫移機構 ●控制系統(tǒng) ●安全防護系統(tǒng) 鋼結構或混凝土結構 停車設備的鋼結構主要采用熱軋 H 型鋼 升 、 槽鋼 、 角鋼 、 c型鋼 、 鋼板焊接成型，用高強度螺栓連接成框架結構，具有較好的強度和剛度 。 根據(jù)不同的結構要求，有單拄形式、跨梁形式、后懸臂形式等。 一般車庫結構均以鋼結構為主，混凝土結構主要在巷道堆垛式車庫中使用。 載車板 用來承載庫存車輛，按結構形式有框架式和拼板式兩種?？蚣苁捷d車板 用型 鋼和 鋼板 焊接 成承載框架， 并 多數(shù)采用 中間凸起結構，在兩側停車通道和中間突起的頂面鋪設不同厚度的鋼板。這種載車板的優(yōu)點是可按需求設置行車通道寬度，并具有較好的導入功能，適合車型變化較多的小批量生產。拼板式 載車板用鍍鋅鋼板一次性沖壓或滾壓成組裝件，并用咬合拼裝成載車板，用螺栓緊固連接，拼裝前可以先對組建進行各類表面處理（如電鍍、烤漆等），使載車板輕巧、美觀，拼裝式載車板運輸方便、通用互換性好，適合批量生產。 傳動系統(tǒng) 傳動系統(tǒng)分為升降傳動機構、橫移傳動機構及升降橫移機構。升降傳動機構有四點吊掛式、兩點吊掛式附平衡機構、后懸二點懸掛式等。橫移傳動機構一般由電機減速機、驅動輪和從動輪、地面鋪設導軌組成。升降橫移機構則為升降傳動機構與橫移傳動機構的結合。 傳動力系統(tǒng)即主機一般為電機減速機、油缸液壓馬達 。電機減速機用于沿軌道水平橫移的主機或汽車升降部主機，且必須設有制動系統(tǒng)，制動系統(tǒng)采用常閉式制動器，對控制升降運動的制動器其制動力矩不小于 倍額定載荷的制動力矩；液壓馬達一般只用于升降部主機。 升降機構 升降裝置由液壓系統(tǒng)、升降架等組成。 提升方式分為下列四種，可根據(jù)不同要求任意選用。 1．鋼絲繩式提升方式 2．鏈條式提升方式 3．液壓式提升方式 4．螺桿式提升方式 搬運機構 —— 縱向移動機構 其功能主要是從庫內將車輛從橫向移動設備上送至所需停放位置，根據(jù)輸送方法的不同又分為搬運器輸送、載車板輸送、履帶傳送三類。 搬運器輸送 1) 用梳狀架輸送 該種類型設備是通過梳齒狀臺架，依靠梳齒的交叉上下通過，實現(xiàn)車輛存取的。梳架搬運車輛時，一般以前輪定位，前輪兩個梳齒間距一般在 200－ 240mm之間，這樣即起到了定位作用，還起到了搬運過程中前后移動。后輪梳架間距在160mm 左右，而且由 10 根以上梳齒構成，這樣基本可保證 3－ 的車輛存放。 這種存放的優(yōu)點是搬運器上的梳齒直接與停車臺上的梳齒上下交叉存取車輛，不需要用載車板交換，存車效率高。 2) 無導軌直接輸送 其主要搬運功能集中在一臺搬運器上，搬運器依靠其特殊功能將車四個車輪抬離地面后作縱向運動，由于不存在交接問題，所以搬運器直接在每層的樓面上進行，而無需導軌，運行到位后搬運器將車輛放在樓面上后收回抬輪機構退回。 這種傳送方式優(yōu)點是占用高度 小，特別適合土建結構車庫，無需載車板和停車梳架，安裝簡便，減少了車庫成本。但是由于搬運器運動過多，其運動結構和控制相對比較復雜，維修保養(yǎng)有一定難度。 載車板輸送 (平面移動中跑車 ) 該類設備是每個車位均有一塊載車板供車輛存放。以進車為例，車庫平常有一空載車板在進口處，車輛進庫上載車板，停車系統(tǒng)自動將所載車輛運送到原載車板所在位置，然后再取出一塊空載車板放在出口。 這類運送方式的特點是結構比較緊湊，但取車時須將空車位放回原位后方能取車，時間較長，但目前可采用雙板交換法，節(jié)省了時間。 載車板縱向移 動采用了減速變頻電機，齒輪傳動、鏈傳動，也可采用液壓傳動。 履帶傳送 （北京中直機關） 其搬動原理是搬運器在車輛前后輪處有兩個主動履帶，搬運器從升降機（停車位處）帶動升降機 (停車位 )處的被動履帶，將車輛通過履帶傳送到搬運器上，搬運器在巷道內運動到指定位置，然后再帶動該位置上的被動履帶將車輛送到指定位置。這種縱向移動設備也是安裝在橫向移動裝置上，依靠減速電機驅動傳動履帶實現(xiàn)存取車。 回轉機構 設置回轉機構是為了車輛調頭方便和減少車輛調頭需要的場地面積，因 此只在沒有專門出庫的停車 庫中可能采用。該機構有每次回轉 90“和 1800之分，驅動方式有液壓驅動和電機驅動，動作過程有直接轉動、升降臺下降再轉動和頂起托盤再轉動三種，安裝位置有停車庫內和停車庫門口之分 :安裝在門口有時車庫底層可以存放車輛、不需要較高的回轉梢度、回轉機構故障不影響停車庫的工作、易于布置、回轉機構單獨直接轉動、簡化控制系統(tǒng)等優(yōu)點。圖 amp。a和圖 8b時兩種比較典型的回轉機構，其中圖 (盤 )一般安裝再停車庫的門口 .圖 。 圖 圖 橫移機構 橫移機構主要由電機、鏈傳動長軸、鏈條、鏈輪及三級滑叉等組成（指滑叉式橫移機構）。 工作原理是當電機運轉后，通過鏈傳動帶動長軸轉動，長軸兩端通過鏈條、鏈輪帶動兩端的三級滑叉做同步橫向運動。 控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)主要采用 PLC 控制、微電腦控制、總線控制等形式，這些硬件通過軟件來控制各類繼電器、接觸器的動作，完成設備的升降橫移。 控制系統(tǒng)的運行方式有：自動運行方式、手動或點動運行方式 安全措施 1) 警示裝置：設備運行時，提醒人員注 意，一般為警燈。 2) 汽車車長檢出裝置： 多重光電檢測，再加上阻車裝置，有效控制停車車輛的尺寸和位置。 3) 人員誤入報警裝置：一般為光電開關或柵欄 4) 防墜落裝置： 當載車板升至定位后，設置防墜落裝置，防止以外。一般采用掛鉤形式，掛鉤驅動方式有電磁吸鐵驅動或機械驅動兩種方式。 5) 鋼絲繩、鏈條的防松、防斷檢測 6) 防止超限運行裝置：在升降過程中，在定位開關上方裝有限位開關，當定位開關出現(xiàn)故障時，由限位開關使設備停止工作，啟超程保護。 7) 程序超時保護在限位開關、越限開關失靈時起作用。 8) 為電機增設短路保護、缺相保護、過載保護。 9) 設置 自動門、并具備防夾功能。 10） 故障發(fā)生時，設備立即停止運行并顯示故障代碼。 11） 緊急停止按鈕（醒目的紅色按鈕），供異常情況下快速切斷主電源。 第三章 關鍵技術分析與研究 機械系統(tǒng) 設計計算 1) 動力系統(tǒng)分為兩部分 :載車板橫移運動的動力系統(tǒng)和載車板升降運動的動力系統(tǒng) ， 兩個系統(tǒng)分別采用電機和液壓系統(tǒng)作為動力源。 A、 橫移載車板動力系統(tǒng)計算 運動原理如圖 31機構運動簡圖所示，電機減速機通過聯(lián)軸節(jié)直接驅動載車板行走輪轉動，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 橫移 運動時間 t 橫移速度 V，主要由設備運行周期， 周圍環(huán)境的安全性，載車運行時的平穩(wěn)性等因素確定。 V=s/t 行走輪直徑 :由結構尺寸及輪壓等因素決定，行走輪直徑確定為 D， 橫移載車板自重 為 W下 ， 載車板額定載荷 為 W車。 2）功率計算 電機輸出軸轉速 n計算 : n=22VRD?? 其中 : V橫移速度 , D行走輪直徑 驅動力矩 M 計算 : 由機械手冊 1冊表 117. 119. 1110查得： 行走輪與鋼導數(shù)的靜摩擦系數(shù) : 181。= 行走輪與鋼導數(shù)的滾動摩擦系數(shù) : 1? = 滾動軸承的摩擦系數(shù) : 2? = 正壓力 : P=W下 +W車 則起動驅動力矩 :M起 ＝ PR181。 行走驅動力矩 : M =PR ( 1? + 2? ) 電機功率計算 : M = 9549N/n 則 N=Mn/9549 則 N起 =M起 n/9549 K＝ N起 /N B、 升降載車板的動力系統(tǒng)計算 工作原理如圖 32所示，載車板兩側用平衡鏈繃緊并形成導向軌道，后端采用兩條提升鏈通過一個定滑輪轉向，由 液壓桿推動一個動滑輪實現(xiàn)載車板的升降運動。這種機構使液壓缸行程縮小 1/2，但推力增大一倍。提升鏈采用滾子鏈，平衡鏈使用起重用的板式鏈。 1－下 載 車 板 2－ 鏈輪 3－平 衡鏈 4鏈輪 5一液壓缸 6一 提升 鏈 圖 32 升降載車板工作原理 1) 主要參數(shù)確定 載板升降速度 : 定義 上升時間 為 t上 ， 下降時間 為 t下 ， 行程 為 S V上 ＝ S/ t上 V下 ＝ S/ t下 鏈條受力分析 :平衡鏈承重約為提升載荷的 1/4，上升時提升鏈承載是提升載荷的 1/2，油缸推力應等于提升載荷。 升降載車板自重 為 W上 ， 升降載車板額定載荷 為 W車 ∴ 平衡鏈拉力 ： P平 =1/4(W上 ＋ W車 ) 提升鏈拉力 : P升 =1/2(W上 ＋ W車 ) 2) 對于車庫的 鋼結構部分 (主要 包括 立柱、橫梁、縱梁 以及連接部分 )進行結構受力分析 。 立體車庫鋼結構骨架由支柱、橫梁、腹桿和支承動力及附屬裝 置 的上、下支承梁等組成，其支柱通過螺栓與基礎相連。機械傳動系統(tǒng)安裝在鋼結構骨架上 ，由傳動部件和張緊裝置組成。停車托架與傳動鏈條相連，驅動裝置和機械傳動系統(tǒng)驅動托架循環(huán)運行，實現(xiàn)車輛的存取和停放 。 鋼結構受力情況 立體車庫鋼結構受力主要包括 :鋼結構本身自重，結構架 L各停車位的車輛及托盤重力，提升系統(tǒng)起制動所產生的慣性力，驅動裝置的重力，項部花架受滑輪組，轎箱和配重的重力，整體結構所受的風力、地震載荷以及結構出于外界環(huán)境溫度變化而引起的溫度應力等，以集中或分布方式作用。 受力基本假設 假設 車庫的鋼結構部分主要由兩根前立柱、四根后立柱、兩個橫梁、四條縱梁用螺栓連接構成。機架結構尺寸及 型鋼尺寸，按功能要求及結構要求已選定，下面對主要部件進行校核計算 。 I. 機架立柱穩(wěn)定性計算 立柱是設備重量的重要承受件，為此進行穩(wěn)定性校核。 （ 1） 前立柱穩(wěn)定性計算 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 33所示。兩中心壓桿的穩(wěn)定條件為 : /nn p p??臨許 其中 p臨—— 臨界載荷 P —— 工作載荷 N —— 安全系數(shù) n許 —— 許用安全系數(shù) 1)前立柱的截面力學特性 : 前立柱截面尺寸如圖 34 面積 22A B b?? 慣性矩 I= 4412Bb? 慣性半徑 IiA? 2） 確定壓桿柔度 minli??? 壓桿全長 為 l 壓桿長度系數(shù) ? =2，見機械手冊 1,1153頁表 11104 壓桿穩(wěn)定系數(shù) ? =2 .467。 壓桿截面 的最小慣性半徑 mini 求壓桿柔度范圍值入 。 1 / PE? ? ?? 其中 : 彈性模量 E=206? 510 N/cm2。 比例極限 P? = 220? 210 N /cm2. 求壓桿柔度范圍值2 sa b?? ?? 若 12????? ，則前立柱屬于中等柔度壓桿，應按直線公式計算臨界載荷 cp 3) 計 算 設 立柱空載承重 1G ， 立柱滿載重量 2G ， 立柱的工作載荷 P前 臨界應力 c ab???? 臨界載荷 ccPA?? 由機械手冊 1, 1152頁表 11100查得，金屬結構中的壓桿安全系數(shù) wn =，取 wn = 若 立柱的穩(wěn)定安全系數(shù) cPnP? 前 wn?，安全 若按插減系數(shù)法計 算 判斷是否成立 : []pA??? ?＝ 其中： 中 心壓桿折減系數(shù)可取 p＝ []3s?? ? 若 []??? 則 安全 （ 2） 后立柱穩(wěn)定性計算 后立柱亦屬等截面立柱，受壓靜力，前立柱受力狀態(tài)簡化如圖 35所示。為中心壓桿，其穩(wěn)定條件為