垂直升降式轎車路邊停車系統(tǒng)設(shè)計-立體車庫含2張CAD圖帶開題,垂直,升降,轎車,路邊,停車,泊車,系統(tǒng),設(shè)計,立體車庫,cad,開題
升降式路邊停車系統(tǒng)機械部分的設(shè)計
摘要:機械式停車設(shè)備是解決城市停車問題的一個有效解決手段,正被廣泛應(yīng) 用于各種場合。
論文對垂直升降式停車設(shè)備進行了認真的分析和研究。首先對垂直升降式停車設(shè)備的特點和概況做了簡要的介紹,然后對垂直升降式立體車庫的總體結(jié)構(gòu)進行討論研究。并選定鏈傳動橫移方式作為車庫的存取形式,選定曳引驅(qū)動作為車庫的升降驅(qū)動形式。
在完成總體框架設(shè)計之后,對車庫的存取機構(gòu)進行了詳細研究。對停車位布置形式及其相關(guān)要求進行了分析,確定了符合國家標準要求的車庫停車位和載車板的具體結(jié)構(gòu)。討論了存取機構(gòu)設(shè)計功能要求及其實現(xiàn)方法,完成了鏈傳動橫移存取車裝鬣的設(shè)計及其零部件的計算和校核。
升降系統(tǒng)是車庫的重點組成部分。在升降系統(tǒng)中選用曳引驅(qū)動方式,并對曳引系統(tǒng)進行研究,分析影響曳引力的因素,并對曳引能力進行了計算校核。根據(jù)車庫提升系統(tǒng)的工作特點,選用交流變頻電機。針對車庫運行中的不安全因素,選用了超速保護系統(tǒng)和撞底保護裝置等策略來提高升降系統(tǒng)的可靠性。
關(guān)鍵詞:垂直升降式立體停車設(shè)備、存取系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)強度分析和參數(shù)優(yōu)化設(shè)計
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目 錄
1 緒論 ......................................................2
1.1課題的來源及研究的目的和意義...............................2
1.2機械式停車庫...............................................3
1.3國內(nèi)外研究狀況.............................................4
1.4本論文研究的主要內(nèi)容.......................................5
2 立體車庫總體結(jié)構(gòu)研究....................................6
2.1垂直升降式停車設(shè)備概況.....................................6
2.2升降驅(qū)動系統(tǒng)...............................................7
2.3車輛存取方式...............................................8
2.4垂直升降式立體停車系統(tǒng)的控制系統(tǒng)...........................10
3 車庫的存取機構(gòu)研究設(shè)計.................................12
3.1.1停車位布置形式及相關(guān)要求...............................12
3.1.2垂直升降式立體車庫停車位結(jié)構(gòu)...........................13
3.2 載車板結(jié)構(gòu)................................................14
3.3.1存取機構(gòu)功能要求及其實現(xiàn)...............................15
3.3.2存取機構(gòu)的工作流程.....................................17
3.3.3存取機構(gòu)中具體部件設(shè)計計算.............................18
4 立體車庫升降機構(gòu)的研究與設(shè)計.........................22
4.1升降機構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)........................................22
4.2.1提升系統(tǒng)曳引力的分析計算...............................23
4.2.2曳引系統(tǒng)的受力分析.....................................26
4.2.3曳引電機及其調(diào)速方法選擇...............................28
4.2.4曳引電機的容量選擇.....................................29
4.2.5對重匹配研究...........................................30
5 總結(jié)與展望................................................32
5.1總結(jié)......................................................32
5.2展望......................................................32
參考文獻........................................................33
致謝.............................................................34
第1章 緒論
1.1課題的來源及研究的目的和意義
近年來,汽車保有量更是急劇上升。據(jù)統(tǒng)計,1997年汽車產(chǎn)量為157.8萬輛,汽車保有量為1100萬輛,其中轎車約400萬輛; 2010年轎車保有童將達到2000萬輛,平均每年增長200萬輛。如此數(shù)量的汽車主要集中在城市,將給城市停車泊位帶來巨大的壓力。如果全部露天平面停放,假設(shè)普通轎車的尺寸為4.5(長)x1.8(寬),則每輛轎車所需要的最小停車位面積為19.2。目前的500萬輛車將會占用9600萬(即14.4萬畝)的土地。相反,如果改為立體停放,特別是高層立體車庫,每輛車的占用面積將會大為降低,例如,10層高的電梯式立體車庫,每輛車的占用面積為3.0左右,將會節(jié)省84.6%(即2.74.1萬畝)的土地,一方面,在寸土寸金的大城市,設(shè)立露天停車場,是對有限土地資源的嚴重浪費;另一方面,汽車占道停放又造成城市交通擁堵,汽車被盜、被撞現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生,市容環(huán)境極差。目前,汽車停放己經(jīng)成為全世界大城市普遍關(guān)注的問題,許多國家都拿出資金資助這一課題的研究。
基于以上情況,我的升降式路邊停車系統(tǒng)機械部分設(shè)計選擇“垂直升降式機械立體停車庫機械部分”作為我的研究課題,符合現(xiàn)實需要,順應(yīng)當今科技發(fā)展的潮流。
1.2.機械式停車庫
機械式停車庫按其停放形式的不同可分為機械立體停車庫和復(fù)式停車庫。復(fù)式停車庫上下只有兩三層,利用機械設(shè)備汽車在貨架上可以上下重疊放置,車庫內(nèi)有車道和人員停留。機械立體停車庫的室內(nèi)沒有人員停留,車輛的存取是全自動的,這種車庫是最節(jié)省土地資源和自動化程度最高的,其具體優(yōu)點如下:
(l)節(jié)省面積,
(2)造價低,
(3)使用方便。。
(4)減少了因路邊停車而引起的交通事故;
(5)增加了汽車的防盜性和防護性;
(6)改善了市容環(huán)境。
綜上所述,本課題中的車庫形式選擇為機械立體車庫,以求研究開發(fā)一種占地面集小、自動化程度高、安全高效的停車系統(tǒng)。
1.3國內(nèi)外研究狀況
立體停車設(shè)備在國外尤其是在歐洲、美國、日本等國發(fā)展己有30多年的歷史,技術(shù)經(jīng)驗較為成熟,發(fā)展較快的有日本、德國、法國、意大利、荷蘭、美國、韓國以及我國臺灣等。尤其是日本,從1962年研制出第一臺立體停車設(shè)備以來,至今已經(jīng)開發(fā)、生產(chǎn)出九大類近百個品種的立體停車設(shè)備,擁有停車設(shè)備制造企業(yè)400多家,車庫設(shè)備年增長率達30%;臺灣擁有停車設(shè)備制造企業(yè)268家,產(chǎn)量幾乎兩年翻一翻;韓國現(xiàn)在擁有停車設(shè)備制造企業(yè)400多家,主要通過引進日本技術(shù)和自我開發(fā),每年車庫設(shè)備以30%的速度發(fā)展。
. 我國機械式立體停車設(shè)備的早期開發(fā)工作開始于80年代中期,1992年以后得到較快發(fā)展。而真正有起色則是近幾年的事情,因此還處在發(fā)展初期我國機械式停車設(shè)備早期開發(fā)工作從八十年代中期就開始了,從1992年以后得到了較快的發(fā)展。,應(yīng)當說,還處于剛剛起步的階段,時間雖短,但也取得了很大的進步,具體情況如下:
生產(chǎn)能力:1996年以前一共才提供了近4000個泊位,現(xiàn)有能力己達年產(chǎn)1萬個泊位;
品種方面:已能提供垂直循環(huán)式、簡易升降式、平面移動式、升降橫移式、垂直升降式等多種型式,有些還申請了專利。另外還發(fā)展了停車場管理系統(tǒng)、收費系統(tǒng)、咪表等配套設(shè)備;
但是,機械式停車設(shè)備行業(yè)應(yīng)當說是一個新興的行業(yè),我們的發(fā)展還處于剛剛
起步階段,從行業(yè)本身來分析,還存在很多問題:
(l)生產(chǎn)能力遠遠不能滿足國內(nèi)外市場發(fā)展的需要;
(2)沒有具有一定規(guī)模的企業(yè),現(xiàn)有能力最大的也就是年產(chǎn)1000個泊位;
(3)自主開發(fā)能力弱,目前大多是仿效國外技術(shù)或引進國外技術(shù)生產(chǎn)的,缺乏自主開發(fā)能力,缺乏對品種、材料、工藝、功能、安全等方面適合國情的研究,產(chǎn)品雖在市場上銷售了,但國內(nèi)沒有統(tǒng)一的技術(shù)標準,也缺乏安全認證,產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性難以得到保證。
因此,我們應(yīng)該大力開發(fā)機械式立體停車設(shè)備,以適應(yīng)蓬勃發(fā)展的國民經(jīng)濟和汽車工業(yè)的發(fā)展。
1.4本論文研究的主要內(nèi)容
整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作,并在文中依次闡述停車設(shè)備中各個重要環(huán)節(jié)的設(shè)計過程。主要有以下內(nèi)容:
l、垂直升降式立體停車設(shè)備總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計與研究
在對國內(nèi)外同類產(chǎn)品進行分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合造價、技術(shù)難度以及用戶需求等各個方面的指標,確定垂直升降式立體停車設(shè)備的總體布局、運行方式,然后進行存取車方式、提升系統(tǒng)、鋼結(jié)構(gòu)等各個組成部分的總體設(shè)計。
2、垂直升降式立體停車設(shè)備的存取機構(gòu)設(shè)計
在分析比較的基礎(chǔ)上,確定車庫的存取車形式,然后由此詳細設(shè)計停車位、載車板和存取機構(gòu)。
3、直升降式立體停車設(shè)備的升降驅(qū)動機構(gòu)研究
首先通過比較,選定曳引驅(qū)動方式作為整個車庫的升降方式。然后設(shè)計升降平臺、安全機構(gòu)、配重系統(tǒng)等。并計算升降系統(tǒng)所需要的曳引能力、平衡配重的重量等。
本章小結(jié)
本章簡要介紹了機械式立體停車系統(tǒng)的定義和分類、機械立體停車設(shè)備在國外的應(yīng)用情況、國內(nèi)停車行業(yè)的研究現(xiàn)狀以及發(fā)展中的一些問題。另外介紹了本課題的來源,總結(jié)了本課題研究的目的、意義及擬解決的問題。
第二章 立體車庫總體結(jié)構(gòu)研究
2.1垂直升降式停車設(shè)備概況
垂直升降式停車設(shè)備習(xí)慣上稱為電梯式立體車庫,它是將存車位分布在井道周圍,然后通過提升機構(gòu)在井道內(nèi)做升降運動,實現(xiàn)車輛存取功能的機械式停車設(shè)備。
此類車庫一般每層可以存兩輛車,整個車庫一般在10層以上,可以停放20--
60輛汽車,而占地面積不到50平方米,所以具有很高的平面和空間利用率,具有高效、節(jié)能、噪聲低、安全可靠、操作筒單、維護方便等特點。最適合建在寸土寸金的城市中心區(qū)。
在20世紀20年代,已經(jīng)出現(xiàn)了電梯式立體停車庫。隨著微機技術(shù)、可編程技術(shù)以及交流變頻技術(shù)的發(fā)展和成熟,以電梯為核心的電梯式立體車庫開始在日本、歐洲、美國、韓國、臺灣等地大量興起,成為機械式立體停車庫的一大主流。
垂直升降式停車設(shè)備主要由鋼結(jié)構(gòu)骨架、提升裝置、橫移裝置、停車檢測系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)、自動消防系統(tǒng)等組成,是一種技術(shù)含量很高的科技產(chǎn)品。
垂直升降式停車設(shè)備的工作原理是:存車時,用提升機構(gòu)將車輛和載車板提升到指定的樓層,然后用安裝在提升轎廂上的橫移機構(gòu)將車輛和載車板存入存車位;取車時,通過稹移機構(gòu)將指定存車位上的車輛和載車板取出送入提升機構(gòu),提升機構(gòu)下降到出口處,車輛離去。
2.2車庫整體方案
在參考國外標準的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國的實際情況列出了垂直升降式立體車庫的不同形式。此類立體車庫的整體結(jié)構(gòu)按停車位分布狀態(tài)大致可分為以下幾類:
(1)電梯式:此類車庫的提升井道在中間、停車位在井道兩側(cè),每一樓層只有兩個停車位。提升機構(gòu)升降到停車樓層后,橫移機構(gòu)便可存取車輛。
(2)圓柱型:提升井道在中間,停車位置以井道為中心,呈輻射狀分布。它又有提升機構(gòu)回轉(zhuǎn)和存取小車回轉(zhuǎn)兩種形式。與電梯式相比,它每層的停車位增加了,但是其提升機構(gòu)和存取機構(gòu)就變得復(fù)雜。
(3)升降機+平面移動型:每層的截面呈方形,停車位以提升井道為中心分布在四周。載車板在存取車輛時,作平面縱向移動操作,與升降機連接完成存取車作業(yè)。
(4)升降機+平面回轉(zhuǎn)型:每層的截面呈圓形,停車位以井道為中心分布在四周,載車板在存取車輛時,作平面回轉(zhuǎn)移動操作,與升降機連接完成存取車作業(yè)。
2.2升降驅(qū)動系統(tǒng)
在垂直升降式立體車庫的組成部分之中,升降驅(qū)動機構(gòu)是非常重要的一個部
分,它的設(shè)置形式非常重要,其結(jié)構(gòu)布置與技術(shù)含量將宜接影響車庫的安全性和可靠性。
目前垂直升降式立體車庫的升降驅(qū)動形式主要有曳引驅(qū)動和強制驅(qū)動兩種,強制驅(qū)動形式又有鋼絲繩式(卷揚式)和鏈輪鏈條兩種形式。
在選定提升方式時,需要以安全可靠為第一原則,同時結(jié)合用戶需求、經(jīng)濟性等考慮因素。
鋼絲繩卷筒驅(qū)動機構(gòu)在起重機械上被廣泛的運用,是使用上較為成熟的技術(shù)。它布置靈活,起吊用的鋼絲繩可在空間內(nèi)變向設(shè)置。起吊鋼絲繩失效狀況可以用肉E艮觀察得到,預(yù)防性好。但是它的結(jié)構(gòu)尺寸較大,占用空問大,對提升高度有一定的限制。而且鋼絲繩使用伸長量大,平層時會引起升降搬運器上浮或者下沉現(xiàn)象。由于它自身結(jié)構(gòu)的限制,鋼絲繩式(卷揚式)在垂直升降式立體車庫中沒有得到更廣泛的應(yīng)用。
鏈條提升式具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低等優(yōu)點,在低速電梯和低層的立體車庫(垂直升降或平面移動式)上都有應(yīng)用。用于垂直升降立體車庫時,在車庫的層數(shù)不多,提升速度要求不高時可以選用。
曳引式是一種被廣泛應(yīng)用于電梯上的提升方式。與卷揚式相比,它不僅具有卷筒驅(qū)動的一些優(yōu)點,而且還克服卷筒驅(qū)動機構(gòu)的不利因素,
2.3車輛存取方式
利用機械裝置從提升機構(gòu)中將車輛送至泊車位或?qū)④囕v從泊車位取回至提升機構(gòu)是垂直升降式立體車庫最重要的功能之一,也是它與普通汽車電梯的根本區(qū)別所在。垂直升降式立體車庫的存取車方式主要有以下幾種:
(1)滑叉載車式:在提升機構(gòu)上安裝一套多級滑叉機構(gòu)(多為3級滑叉),存車時,滑叉逐級滑出,將載車板送至停車位上方,再輕輕放下,然后收回滑叉;取車時,先將滑叉滑出至載車板下方,再略微抬起,當載車板與停車位托架分離后,將滑叉和載車板收回至提升機構(gòu)。
滑叉式的主要缺點是滑叉有一半空行程,影響運行效率;動作中有較大偏載,會使導(dǎo)軌局部承受彎矩,影響提升機構(gòu)運行的平穩(wěn)性,增大了運行噪聲。
(2)鏈傳動載車式:其基本原理是以鏈傳動的形式,通過一次微橫移和一次
橫向橫移來實現(xiàn)載車板的存取。存車時,第一次微橫移的作用是推動橫移機構(gòu)連同載車板作短距離橫移,越過升降轎廂與停車位之間的間隙;第二級的作用是通過每隔一定鏈節(jié)設(shè)置的加強鏈軸(兩排鏈軸聯(lián)結(jié)并加強)或拔叉(或在加強的鏈軸上再加裝撥叉)隨鏈條轉(zhuǎn)動直線撥動載車板下部的擋板,使載車板平穩(wěn)地轉(zhuǎn)移到停車位的托梁上,為了減少摩擦力,一般還安裝尼龍滾輪,在載車板底部與托梁接觸的部位安裝尼龍條。 鏈傳動橫移裝置克服多級滑叉式橫移裝置的缺點。但它對提升機構(gòu)的平層
精確度要求較高。目前一般采用變頻變壓調(diào)速方式及高精度傳感器來滿足平層精確度的要求。
(3)擺桿式:擺桿式橫移裝置是在升降轎廂底中部設(shè)置一個可正反向旋轉(zhuǎn)的擺桿。在托盤下部靠近井道一側(cè)的適當位置安裝擋塊,通過擺桿從不同方向撥動擋塊以實現(xiàn)托盤的橫向移動。
車庫的鏈傳動橫移裝置安裝在提升轎廂上,設(shè)計成上下兩層,上層為存取載車板用的橫移機構(gòu),包括橫向推拉載車板電機和兩組橫移鏈條,其作用是存取載車板a下層是微橫移機構(gòu),包括兩條微橫移鏈條和微橫移電機,其作用是使放置在它上面的橫移機構(gòu)往左或者往右越過轎廂和停車位之間的間隙。它同時起到減少摩擦力和定位導(dǎo)向的作用。車庫工作時,提升機構(gòu)首先將轎廂提升到指定層,然后微橫移機構(gòu)動作,拖動上層橫移機構(gòu)和載車板稍微移動一段距離,靠近停車位,如果是存入車輛,則上層橫移電機動作,帶動循環(huán)鏈條,通過鏈條上的銷拉動載車板及在上面的汽車進入停車位,到位后銷與載車板的嚙合自動脫離。在取車時則相反,微橫移機構(gòu)的動作使循環(huán)鏈嚙合載車板,然后橫移機構(gòu)拉動載車板到提升吊籠上。存取車動作結(jié)束后,微橫移機構(gòu)動作,回到轎廂上。
2.4垂直升降式立體停車系統(tǒng)的控制系統(tǒng)
垂直升降式立體車庫的控制系統(tǒng)有兩層;管理層和測控層。管理層負責日常的一些例如計時收費、打印單據(jù)等管理工作,同時還和測控層實現(xiàn)通訊管理。它以臺式電腦為核心,配備有打印機、通訊模塊等外部設(shè)備。
測控層則負責車庫存取車控制、位置檢測、安全檢測等底層操作,因而需要高度的工作可靠性和快速響應(yīng)性。
車輛的存取。
車庫的存車過程如圖2.2所示。
車庫的取車流程如圖2.3所示。
本章小結(jié)
介紹了垂直立體式立體車庫的概況,概略地介紹了垂直立體式車庫的特點和發(fā)展歷史及概況。
在對垂直立體式立體車庫主要整體結(jié)構(gòu)形式、提升方式以及車輛存取方式進行研究之后,綜合考慮各方面因素,選定電梯塔式布局作為車庫的整體結(jié)構(gòu)形式,曳引驅(qū)動形式作為系統(tǒng)的提升方式和鏈傳動方式作為車庫的存取車方式。
第3章 車庫的存取機構(gòu)研究設(shè)計
垂直升降式立體停車庫的車輛存取方式采用鏈傳動方式,車庫的整個存取結(jié)構(gòu)包括停車位、載車板和鏈傳動橫移裝置。其功能是在存車時,將載車板及其上的車輛送入停車位,然后退回到提升轎廂上;在取車時,鏈傳動橫移裝置從停車位上將載車板及車輛取出,移動到提升轎廂上。由于停車庫內(nèi)部空間限制,整個存取結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)構(gòu)緊湊,并在滿足安全可靠的前提下,盡量減輕重量,降低成本。
3.1車庫停車位研究
3.1.1停車位布置形式及相關(guān)要求
為了合理利用土地面積、減少車輛存取時間和降低車庫的成本,需要合理布置停車位。
電梯式停車設(shè)備的停車位布置在提升井道的兩側(cè)。按載車板沿進入停車位方向不同,布置方式有串列車位布置與并列車位布置兩種。與串列布置形式相比,并列布置具有存取行程短,存取時間少,布局合理的優(yōu)點,而串列布置形式一般應(yīng)用于對平面截面形狀有特殊要求的場合。在GB 17907-1999機械式停車設(shè)備通用安全要求的4.2.4.1項中,對停車位的長、寬、高做出了明確的規(guī)定。除了布置形式以及尺寸之外,停車位還需要考慮其他一些方面的要求:
(1)為了支撐汽車及載車板,車庫停車位要有承載結(jié)構(gòu)。
(2)停車位結(jié)構(gòu)要便于存取機構(gòu)的動作。
(3)為保證車輛停放安全,需有安全機構(gòu)。
3.1.2垂直升降式立體車庫停車位結(jié)構(gòu)
垂直升降式立體車庫的停車位采取并列布置形式,沿車輛橫向方向布置在提升井道兩邊。按國家標準并結(jié)合其他要求考慮,將車庫的停車位寬度定為2600mm,長度為5600mm,高度為1800mm。
停車位結(jié)構(gòu)如圖3.1(停車位等軸側(cè)視圖)所示,停車位上沿橫向中心線對稱布置兩根鋼梁,用以支撐載車板,鋼粱上安裝有滑輪,減少載車板在進入停車位時的摩擦。承載鋼梁并不是水平安裝在停車位的鋼結(jié)構(gòu)上,而是稍微向提升井道方向傾斜一個很小的角度,以保證鋼梁上的載車板不會因為各種因素影響而向停車位外側(cè)滑動,同時也便于取車時拉出載車板。
為確保載車板不會因為各種不確定因素從停車位上向井道滑動,在停車位外側(cè)的橫梁上,安裝兩個保險鉤。在停放車輛時,保險鉤卡住載車板,防止載車板滑動。在存取車輛時,鏈傳動橫移機構(gòu)壓下保險鉤,存入或取出載車板。動作完成后,鏈傳動橫移機構(gòu)退回提升轎廂,保險鉤在彈簧力的作用下自動復(fù)原,鉤住載車板。保險鉤的示意圖見圖3.2所示。
3.2載車板結(jié)構(gòu)
立體車庫的載車板按結(jié)構(gòu)形式有拼板式和框架式兩種。拼板式載車板是用鍍
鋅鋼板一次沖壓或滾壓整體成形,然后拼裝成載車板,最后用螺栓緊固連接。在
拼裝前,先對組件進行各類表面處理(如電鍍、烤漆等),使載車板輕巧、美觀。
整體折彎成型的載車板運輸方便、通用性互換性好,強度大、剛度好、重量輕、
減少基礎(chǔ)承力;適合于批量生產(chǎn)。
垂直升降式立體停車庫選用框架式載車板,由空心矩形方鋼、角鋼和鋼板焊
接而成載車板框架,在框架上面鋪設(shè)鋼板,中間突起。同時在行車通道上安裝防
滑鋼板,它和中間突起的鋼板一起,防止汽車在存取時產(chǎn)生縱向或橫向的滑動。
在載車板的底部與停車位上的鋼梁相對應(yīng)的位置上裝有滑動罩,起導(dǎo)向以及減少
摩擦的作用。在載車板的兩側(cè)都安裝有拖鉤。工作時,通過拖鉤與鏈傳動橫移裝置上推拉銷的嚙合,帶動載車板橫移。
3.3存取機構(gòu)研究
3.3.1存取機構(gòu)功能要求及其實現(xiàn)
對存取機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計,必須了解其功能的具體要求。首先要求存取機構(gòu)能準確定位。由于汽車體積質(zhì)量都較大,存取機構(gòu)應(yīng)盡可能設(shè)計得輕巧,以使其運動慣量不至于太大而影響準停要求。其次,要求存取機構(gòu)動作快、工作效率高。這就要求它的橫移速度要快,而這與準確定位的要求始終是相互矛盾的“差行速度是影響定位精度的主要因素之一)。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的普及,該矛盾己能輕松解決:驅(qū)動控制采用變頻調(diào)速技術(shù),把正常橫移速度提高,定位時的速度調(diào)低,并通過程序控制,自動計算橫移的速度及加速度,這就即保證了定位準確又提高了工作效率。第三,要求存取機構(gòu)安全措施完備,如提升機構(gòu)與橫移機構(gòu)動作要互鎖等。
垂直升降式立體車庫采用鏈傳動存取車方式,結(jié)構(gòu)簡單緊湊,自身質(zhì)量輕。存取車輛功能主要由鏈傳動橫移裝置實現(xiàn)。鏈傳動橫移裝置安裝在提升轎廂上,它由橫移機構(gòu)和微橫移機構(gòu)兩部分組成。在提升轎廂上安裝有兩條載車板滾道,它由滾輪和鋼板制成,起支撐載車板和導(dǎo)向作用。橫移機構(gòu)布置在兩條載車板輥道之間,功能是驅(qū)動載車板做橫移動作,它主要由橫移驅(qū)動鏈條、推拉銷、主、從動鏈輪組和電機等組成。其原理示意圖如圖3.4(橫移機構(gòu)示意圖)所示。主、從動鏈輪組各有兩排橫移驅(qū)動鏈條,兩排鏈條之間安裝有推拉銷。通過推拉銷與載車板上的拖鉤嚙合,可帶動載車板在提升轎廂中的載車板滾道上橫移(參見圖3.5所示)。存車時,鏈條轉(zhuǎn)動,通過推拉銷和拖鉤嚙合帶動載車板進入停車位;取車時鏈條則反向轉(zhuǎn)動,通過推拉銷
將載車板拉出停車位。
整個鏈傳動橫移機構(gòu)是安裝在提升轎廂內(nèi),為了保證提升的順利及安全,提升轎廂與停車位之間要求有一定的距離,整個鏈傳動橫移機構(gòu)也不能超出提升轎廂的范圍。但如果橫移機構(gòu)固定安裝在提升轎廂上,則由圖3.5可見,在存車時,當推拉銷與拖鉤退出嚙合的時候,載車板及拖鉤還在橫移鏈條的范圍內(nèi),也就是說此時載車板并沒有被完全推入停車位,還有一部分留在提升轎廂之上,這會使得停車位的保險鉤無法鉤住載車板,同時,提升轎廂也無法提升。而在取車時,推拉銷則因為距離的限制,無法勾入載車板上的拖鉤,不能實現(xiàn)取車動作。為了解決這個問題,需要增設(shè)微橫移機構(gòu),使得橫移機構(gòu)能夠橫移一段距離,跨越提升轎廂與停車位之間的空間,使得存取車動作能夠順利進行。
為了能夠使橫移機構(gòu)能夠移動,將橫移機構(gòu)設(shè)計成一體,用型鋼連接成一個
框架,然后將主、從動鏈輪組、張緊輪安裝在鋼板制成的支架上,再與框架連成
一體。同時,橫移電機和減速機也安裝在這個框架上。
為了使得橫移機構(gòu)能和提升轎廂產(chǎn)生相對移動,需要安裝驅(qū)動裝置??蛇x用
的驅(qū)動有齒輪齒條傳動、鏈傳動等。與齒輪齒條相比,鏈傳動形式具有尺寸緊湊,
調(diào)整安裝等優(yōu)點,所以在設(shè)計時選用鏈傳動作為微橫移的驅(qū)動形式。
微橫移機構(gòu)由微橫移鏈條、電機和鏈輪構(gòu)成。微橫移鏈條固定在提升轎廂上,
而電機和鏈輪則安裝在橫移機構(gòu)上。當微橫移電機動作時,就可以使橫移機構(gòu)產(chǎn)
生橫向移動,然后順利完成存取車動作。
整個鏈傳動橫移裝置的整體結(jié)構(gòu)如圖3.6所示。為顯示鋼板之下的微橫移驅(qū)
動電機、微橫移鏈輪及其支架和微橫移鏈條等零部件,圖中隱藏了框架上的鋼板。
3.6鏈傳動橫移裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖
3.3.2存取機構(gòu)的工作流程
存取機構(gòu)的工作流程如下:
1首先在系統(tǒng)通電后以及升降系統(tǒng)工作時,控制系統(tǒng)都要保持兩個橫移電機
都處于自鎖狀態(tài),以免發(fā)生誤動作,產(chǎn)生意外。
2當提升轎廂平層到位之后,控制系統(tǒng)根據(jù)要確定存取動作的停車位的位
置,判斷橫移機構(gòu)是要往左還是右移動。
3此時為了防止存取車輛時升降系統(tǒng)意外動作,確保安全,控制系統(tǒng)要保證
升降電機在存取機構(gòu)動作的時候,始終處于自鎖狀態(tài)。
4微橫移電機動作,帶動橫移機構(gòu)及其上面的載車板移動,越過提升轎廂與
停車位之間的距離。
5橫移機構(gòu)到位后,微橫移電機要保持自鎖,避免存取車時發(fā)生意外,同時
控制系統(tǒng)確定是進行存車還是取車動作,然后決定橫移電機轉(zhuǎn)動的方向。
6存取車動作完成后,微橫移電機動作,將橫移機構(gòu)拖回到提升轎廂中,整
個存取機構(gòu)結(jié)束。
3.3.3存取機構(gòu)中具體部件設(shè)計計算
1存取機構(gòu)電機與減速機
(1)橫移機構(gòu)電機
垂直升降式立體車庫一般的存取速度在18~30m/min之間。車庫載車板的橫
移行程L=2.4m,存取時間t設(shè)定為8s,則橫移速度V=L/t=0.3m/s。所移動的質(zhì)量M=2200kg,則所消耗的功率為:
P=FV=MgμV﹦2200x9.8x0.2×0.3=1.293kw
鏈傳動的功率η=0.92~O.96,取最小值計算,所需電機功率
P>1.225/0.92≈1.406
選電機功率P=1.5kw
(2)微橫移機構(gòu)電機
橫移機構(gòu)的行程L2=0.2m,微動時間設(shè)定為2s,則速度=
/=O.1m/s。所移動的質(zhì)量M2=2500kg,則所消耗的功率為:
P2=F2×V2=M2×G2×μ2=2500×9.8×0.2×0.1×=0.49㎏
鏈傳動的功率η=0.92~O.96,取最小值計算,所需電機功率P>O.49/0.92≈0.53
選電機功率P2=O.75kw
(3)選用減速機
橫移機構(gòu)選用上海邁特傳動設(shè)備有限公司的斜齒一蝸輪蝸桿減速機(N系列),
結(jié)構(gòu)形式為普通雙軸伸式雙軸聯(lián)接型,安裝形式為臥式安裝。斜齒輪一蝸桿減速
機采用了斜齒輪~蝸輪形式,除具有常規(guī)特性外,還使結(jié)構(gòu)更加合理化,它不僅
比單級蝸輪蝸桿傳動具有更高的傳動效率和承載能力,還在結(jié)構(gòu)布局上縮小了空
間位置,同時在相近體積條件下,能獲得更大傳動比,更有利于設(shè)備的配置。結(jié)構(gòu)形式為普通軸伸式,安裝形式為臥式安裝(W4),它具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、工作平穩(wěn)、輸出轉(zhuǎn)速選擇范圍寬,通用性強的特點。
2存取機構(gòu)鏈輪
(1)橫移鏈輪
存取機構(gòu)中,主動鏈輪和從動鏈輪的尺寸是一樣的,所以傳動比為1。由于空間的限制,鏈輪的直徑要控制在300mm以下。
鏈條的平均速度
ν=zpn/60×1000
式中:p一鏈的節(jié)距,mm;
z一鏈輪的齒數(shù);
n一鏈輪的轉(zhuǎn)速,r/min:
鏈輪的分度圓直徑P>O.49/0.92≈0.53
選電機功率P2=O.75kw
(3)選用減速機
橫移機構(gòu)選用上海邁特傳動設(shè)備有限公司的斜齒一蝸輪蝸桿減速機(N系列),
結(jié)構(gòu)形式為普通雙軸伸式雙軸聯(lián)接型,安裝形式為臥式安裝。斜齒輪一蝸桿減速
機采用了斜齒輪~蝸輪形式,除具有常規(guī)特性外,還使結(jié)構(gòu)更加合理化,它不僅
比單級蝸輪蝸桿傳動具有更高的傳動效率和承載能力,還在結(jié)構(gòu)布局上縮小了空
間位置,同時在相近體積條件下,能獲得更大傳動比,更有利于設(shè)備的配置。微橫移機構(gòu)則選用上海邁特傳動設(shè)備有限公司的斜齒輪硬齒面減速機(D系列),結(jié)構(gòu)形式為普通軸伸式,安裝形式為臥式安裝(W4),它具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、工作平穩(wěn)、輸出轉(zhuǎn)速選擇范圍寬,通用性強的特點。
2存取機構(gòu)鏈輪
(1)橫移鏈輪
存取機構(gòu)中,主動鏈輪和從動鏈輪的尺寸是一樣的,所以傳動比為1。由于空間的限制,鏈輪的直徑要控制在300mm以下。
鏈條的平均速度
ν=zpn/60×1000 (3-1)
式中:p一鏈的節(jié)距,mm;
z一鏈輪的齒數(shù);
n一鏈輪的轉(zhuǎn)速,r/min:
(3-2)
存取車輛時的橫移速度v=O.3,原動機的轉(zhuǎn)速為1430r/min,對應(yīng)的減速機傳動比選為59.2,則鏈輪的轉(zhuǎn)速為24r/min,。選取鏈號為12A的短節(jié)距精密滾子輸送鏈(D型附件),極限拉伸強度31.1/KN,節(jié)距P為19.05,由此可以計算得到齒數(shù)z為40,鏈輪的分度圓d為242.3mm。
當鏈速v
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