【正文】 同時控制系統(tǒng)也要根據(jù)這些信息對液壓系統(tǒng)的各個電磁閥進行控制，以達到對車庫升降橫移控制。 自動立體車庫中需要在關鍵部位安裝傳 感器，這些傳感器可以將檢測的信息輸入給控制系統(tǒng)用于監(jiān)控自動立體車庫中車輛和人員的狀況。用戶停車時，車庫控制系統(tǒng)會根據(jù)傳感器的信息進行提示，以便完成停車過程。系統(tǒng)在面板處設有急停開關，當發(fā)生意外時，按下急停開關，斷掉所有電機的電源，使載車盤無法繼續(xù)運行，以保護人員及設備的安全。而 PLC通過對輸入信號處理后，輸出所需信號給交流接觸器對其進行通斷控制，以此來控制相應的電路。其中弱電系統(tǒng)主要包括各種信息采集系統(tǒng)、報警系統(tǒng)和控制輸出輸入裝置等。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 立體車庫的 控制 系統(tǒng) 立體車庫采用 PLC對其進行控制管理。 ：在車庫運行時有人或其他物體進入車庫安全范圍內，車庫將自動停止運行，直到檢測設備不再檢測到目標后，才能手動開啟自動車庫進行復位操作。 ：在車庫中排水照明設備以便排出積水，防止電器短路造成事故。 立體車庫除了車庫主體外還需配套其他設備： ：在車庫中必須安裝足量的照明設備方便用戶在地下或夜間存取車輛。當用戶取車時電磁鐵通電，吸引銜鐵帶動掛鉤松開載車板，然后液壓馬達運行放下載車板。 上層載車板在整個車庫中是較為危險的部分，所以要對其進行更好的防護。 ：在車庫運行過程中出現(xiàn)異常情況，可以使車庫立刻停止運行。 ：當上層載車板提升到位后，需要對其固定，以防止出現(xiàn)機械故障使車輛墜落造成財產(chǎn)損失或人員傷亡。也可在載車板的后部安裝限位開關，當汽車尾部超過便會報警提醒用戶。 ：在立體車庫停車時，汽車司機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，使這一停車過程變得繁瑣。同時在停放車輛的過程中，也要對車輛駕駛員以及周圍人員進行有效的安全防護。這些系統(tǒng)能夠保證自動立 體車庫的正常運行。 本章后半部分為下層載車板的液壓傳動設計，以及液壓系統(tǒng)設計。 由于液壓系統(tǒng)管路布置的不確定性，整個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 ： 無錫太湖學院學士學位論文 圖 下層載車板液壓原理 圖 圖 1為過濾器， 2為液壓泵， 3為可調節(jié)流閥， 4為直動式溢流閥， 9為液壓表； 5， 7為三位四通電磁閥， 6， 8為兩臺相同液壓馬達。 液壓馬達的選型： 由液壓馬達的工作阻力查液壓傳動與氣壓傳動確定工作壓力為 1Mpa 。 導輪角速度； 0 .2 5 5/0 .0 5v rad sr? ? ? ? （ ） 式 （ ） 為 導輪角速度 計算公式。 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) ? ； 導輪直徑 100D mm? ； 導輪所受的扭矩； 11 1 2 0 0 .0 5 622M F D N m? ? ? ? ? （ ） 式 （ ） 為 導輪扭矩 計算公式。載車板在地面的水平軌道上做恒速運動，載車板由分布在前后導輪的液壓馬達帶動運行。選擇材料為 45鋼。 其中 ? ? 80Mpa? ? ； D 為無縫鋼管直徑； maxT 為液壓馬達的最大扭矩： 3281 5 2 2 . 22 2 1 0 0PT N mn??? ? ? ?? （ ） 式 （ ） 為鏈輪的扭矩計算公式。 對傳動軸進行受力分析： 如下圖 ： 其中 0D 為卷筒直徑， d 為鏈輪分度圓直徑。焊接時也要保證卷筒，鏈輪與傳動軸的同心度，若誤差較大會使鏈輪卷筒與傳動軸的震動加大，影響傳動系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效果。 傳動軸選用 60mm? 的無縫鋼管，無縫鋼管的厚度為 ? ；傳動系統(tǒng)的卷筒和鏈輪都焊接在鋼管上，但必須焊接牢固。 根據(jù)式（ ）鏈輪的分度圓直徑計 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?????????； 液壓馬達鏈輪分度圓直徑 1 mm? ； 液壓馬達鏈輪分度圓直徑 2 mm? 。 由于鏈速小于 /ms， 1 13Z? ；所以液壓馬達的鏈輪齒數(shù)取 14齒，液壓馬達與傳動系數(shù) 2i? ；取傳動軸參數(shù)為 7，傳動鏈輪確定。 重新選擇 ISO鏈號為 28B,其節(jié)距 ? ； 排距 ? ，單排抗拉載荷為 200KN 。 根據(jù)機械設計選擇鏈號 [16]； 初步選擇 ISO鏈號為 20A,其節(jié)距 ? ； 排距 ? ，單排抗拉載荷為 。2210( s in ) 1 0ffffF K qaF K qa?????? ? ? （ ） 式（ ）為抗拉靜力強度計算公式。鏈輪抗拉靜力強度不夠易受破壞。為了保證其傳動的穩(wěn)定和安全性，對鏈輪進行選擇校核。 如圖 ： 1為過濾器， 2為液壓泵， 3為可調節(jié)流閥， 4為直動式溢流閥， 11為液壓表； 5， 7， 9為三位四通電磁閥； 6， 8， 10為液壓馬達； 1YA,2YA為 5號三位四通電磁閥的兩個電磁閥； 3YA,4YA為 7號三位四通電磁閥的兩個電磁閥； 5YA,6YA為 9號三位四通電磁閥的兩個 電磁閥； 圖 提液壓系統(tǒng)工作原理圖 無錫太湖學院學士學位論文 表 41 電磁閥動作順序表 動作 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 6YA 1 號載車板上升 + — — — — — 1 號載車板下降 — + — — — — 2 號載車板上升 — — + — — — 2 號載車板下降 — — — + — — 3 號載車板上升 — — — — + — 3 號載車板下降 — — — — — + 表 41為自動立體車庫液壓系統(tǒng)的電磁閥動作順序表，其 中加號為得電，減號為失電。 根據(jù)所需轉速和功率選擇電動機； 查機械手冊選擇 112 1 6YM? 型電動機，電動機額度功率為 4kw ，電動機轉速為自動立體車庫結構設計 19 1000 / minr 。 由于液壓系統(tǒng)管路布置的不確定性，整個液壓回路損失大約為 5% ，流量損失約為 1% ； 所以： 5 5 .1 21 5 %p M pa??? ； 1 5 .4 1 5 .6 / m in1 1 %qL??? ； 根據(jù)上述數(shù)據(jù)選擇液壓泵，其流量為 25 /minL ， Mpa? ，轉速 1000 / minnr? 。 卷筒的轉速 n ； 4 60 20 0 / m i nn t r?? ? ? ? （ ） 式（ ）為卷筒的轉速計算公式。載車板離地高度為 2m ，液壓系統(tǒng)在 10秒內完成升（降）過程； 故速度應大于 2 /10v m s?? （ ） 式（ ）為載車板速度計算公式。液壓馬達出油口為 0Mpa 與進油口的壓力為 5Mpa 其壓力差為 5Mpa ，所以液壓馬達可將油直接流回油箱。所以選擇葉片液壓馬達。 所以液壓馬達所受力為 28800N，根據(jù)液壓傳動與氣壓傳動表確定液壓驅動的壓力為5Mpa 。其鋼繩與導輪之間的摩擦系數(shù) ? 。載車板提升時需要導輪和卷筒組共同運動才能完成。 升降傳動系統(tǒng)設計 升降系統(tǒng)安裝車庫的頂部，卷筒，液壓馬達和傳動軸安裝在后橫梁上，導輪安裝在縱梁上。 上層載車板提升裝置設計 上層載車板是使車輛從地面提升到上層并提供安全穩(wěn)定的停車空間的重要提升裝置。在如今人們注重居住舒適情況下，液壓傳動對立體車庫噪聲的減小有很大幫助，這可以使自動立體車庫有更大的應用空間。液壓傳動與機械傳動相比較而言有較多優(yōu)點。本章還對載車板進行材料選擇，強度和擾度校核。 所以載車板使用 14b熱軋槽鋼滿足強度要求， 同時也滿足撓度要求。 載車板的強度校核： 載車板共使用 4根相同的熱軋槽鋼 22m a x 0 . 2 5 9 0 0 0 4M988ql K N m?? ? ? （ ） 式 （ ） 為 彎矩計 算公式。 最大撓度為： 4max 384qlf EI? （ ） 式（ ）為最大撓曲計算公式。所以對載車板進行校核。對載車板進行彎曲變形校核。 所以橫梁滿足正應力和切應力強度條件。 符合彎曲許用應力條件。 RA1 1 120 00 NM F m? ? ? 2 R B 1 12 00 0 NM F m? ? ? （ ） 式 （ ） 為 縱梁彎矩 計算公式。 RA 1 2 0 0 0 1 1 2 0 0 0 (1 4 ) 126F K N? ? ? ? （ ） 式 （ ） 為 AB兩點的支反力 計算公式。 由于中間縱梁所受的力大于左右縱梁所受的力，所以對中間縱梁進行校核?？v梁主要受載車板和汽車重量所產(chǎn)生的拉應力和彎曲應力，對縱梁進行受力分析，并繪制受力簡化圖如圖 所示。 進過校核橫梁滿足正應力和切應力強度條件。 校核梁的切應力 查表得 : Sx? ； d ? 。 ? ?m a x 6M 4 2 1 7 7 .22 3 7 1 0z KN M p aW???? ? ? ?? （ ） 式 （ ） 為 橫梁彎曲許用應力 計算公式。 RA1 420 00 NM F m? ? ? 2 RB 42021 NM F m? ? ? （ ） 式 （ ） 為 橫梁彎矩 計算公式。 R 1 6 8 0 0 2 .5 1 6 8 0 0 ( 2 .5 2 .5 ) 1 6 .87 .5BF K N? ? ? ??? 自動立體車庫結構設計 13 RA 1 6 8 0 0 2 . 5 1 6 8 0 0 ( 2 . 5 2 . 5 ) 1 6 . 87 . 5F K N? ? ? ??? （ ） 式 （ ） 為 AB兩點支反力 計算公式。 后橫梁受力： 12 1 1 3+ 1 3 2 0 0 N2 2 5F F F F? ? ? ? ?車 載 （ ） 式 （ ） 為 后橫梁受力 計算公式。對橫梁進行受力分析，并繪制受力簡化圖，如圖 所示。 所以滿足穩(wěn)定要求。 立柱的工作載荷 m ax 2520 0 NPP??前 ； 由歐拉公式求得臨界壓力； 金屬結構中的壓桿安全系數(shù) ~ 3, n 3n????取 ? ?2r 2 1 5 8 1 3 N2c EIP l??? （ ） 式 （ ） rcP 為 臨界壓力計算公式。 根據(jù)《材料力學》表 ： 304Mpaa? , ? ； 2 3 0 4 2 3 5 6 1 . 61 . 1 2sa b?? ? ?? ? ? （ ） 式 （ ） 為直線公式的最小柔度計算公式。 支撐柱屈服強度遠大于 ，所以符合屈服強度要求。 2． 支撐柱的材料選擇和校核 根據(jù)《材料力學》附錄Ⅱ表 4，選用 20a熱軋工字鋼（ GB 706— 88） [15]，材料使用 Q235A； 圖 20a熱軋鋼示意圖 20a熱軋工字鋼參數(shù)： 屈服極限 235s Mpa? ? ； 彈性模量 5206 10E Mpa?? ； 比例極限 200p Mpa? ? ； 抗拉強度 375 Mpa? ? ～ 500 ； 高度 h=200mm； 腿寬度 b=100mm； 腰厚度 d=7mm； 橫截面積 W=178。 PP? 后前 ，所以對前支撐柱進行校核。 自動立體車庫結構設計 9 圖 立體車庫的框架原理圖 支撐柱設計 1．支撐柱受力分析 車庫停放車輛最大質量為 1800kg， 其車輛前后輪載荷以 3: 2分布進行計算； 載車板質量為約為 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； 無錫太湖學院學士學位論文 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。由于自動立體車庫對其結構精度要求比