簡(jiǎn)易雙層小轎車停車設(shè)備的設(shè)計(jì)

1、目 錄目錄摘要 1緒論 1.1立體停車設(shè)備概述 2立體停車設(shè)備設(shè)計(jì)開發(fā)過(guò)程 2.1 技術(shù)分析比較和方案確定 2.2總體設(shè)計(jì) 2.2.1機(jī)架結(jié)構(gòu)部分 2.2.1載車板部分 2.2.2傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.2.3控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.2.4安全防護(hù)設(shè)計(jì) 3立體停車設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1動(dòng)力系統(tǒng)計(jì)算 3.1.1橫移載車板動(dòng)力系統(tǒng)計(jì)算 3.1.2升降載車板的動(dòng)力系統(tǒng)計(jì)算 3.2結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算 3.2.1機(jī)架立柱穩(wěn)定性計(jì)算 3.2.2 機(jī)架梁強(qiáng)度校核計(jì)算 4停車設(shè)備制造工藝研究 4.1機(jī)架制造工藝 4.2樣品主要技術(shù)參數(shù) 參考文獻(xiàn)I摘要：論文首先介紹了此項(xiàng)目的選題，以及確立此項(xiàng)目并進(jìn)行設(shè)計(jì)的目的和意義。之后，系統(tǒng)地

2、介紹了項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程。論文以設(shè)計(jì)工作的進(jìn)展順序?yàn)樾?，分章、?jié)逐一論述了設(shè)計(jì)過(guò)程和生產(chǎn)制造過(guò)程。在設(shè)計(jì)過(guò)程部分，詳細(xì)論述了設(shè)備總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安全防護(hù)設(shè)計(jì)，其中對(duì)鋼結(jié)構(gòu)件的受力做了深入的理論分析、計(jì)算和實(shí)際檢測(cè)。在生產(chǎn)制造過(guò)程部分，詳細(xì)論述了設(shè)備關(guān)鍵零部件的工藝研究過(guò)程和試制過(guò)程。在試驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程部分，詳細(xì)論述了鋼結(jié)構(gòu)框架的應(yīng)力測(cè)試和設(shè)備安全運(yùn)行檢測(cè)，并提供了詳細(xì)的檢測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)告。論文以專門章節(jié)作為重點(diǎn)，詳細(xì)論述了本研究項(xiàng)目的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)， 以及在設(shè)計(jì)和工藝方面的獨(dú)創(chuàng)性。全文配以公式、圖表和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，正確和直觀的闡述了研究項(xiàng)目的全部過(guò)程和成果。比較客觀的反映出作者從事設(shè)計(jì)開發(fā)

3、工作的能力和水平。關(guān)鍵詞: 立體停車設(shè)備 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)系統(tǒng) 控制系統(tǒng) PLC 安全I(xiàn)緒論立體停車設(shè)備概述使用車輛之外其它帶有動(dòng)力的搬運(yùn)器，完成車輛停放、存儲(chǔ)工作的整個(gè)設(shè)施，稱為停車庫(kù)，而停車庫(kù)內(nèi)用于搬運(yùn)、停放汽車的設(shè)備，總稱為停車設(shè)備。以立體化形式存放車輛的停車設(shè)備則叫做立體停車設(shè)備。它包含了當(dāng)前機(jī)械、電子、液壓、光學(xué)、磁控技術(shù)領(lǐng)域的成熟先進(jìn)技術(shù)，是一種技術(shù)密集型的機(jī)電一體化設(shè)備。在中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T8713-1998:停車設(shè)備類別、型式與基本參數(shù)要目中，對(duì)停車設(shè)備進(jìn)行了劃分，其類別及代號(hào)如下:升降橫移類，代號(hào)為SH，是指通過(guò)搬運(yùn)器的垂直升降或水平橫移進(jìn)行移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車輛存取功

4、能的停車設(shè)備。垂直循環(huán)類，代號(hào)為CX;是指車輛搬運(yùn)器在垂直平面內(nèi)做連續(xù)循環(huán)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備。水平循環(huán)類，代號(hào)為SX;是指車輛搬運(yùn)器在水平平面內(nèi)排列成2列或2列以上做連續(xù)循環(huán)列間轉(zhuǎn)換移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備。多層循環(huán)類，代號(hào)為DX;是指車輛搬運(yùn)器在垂直平面內(nèi)排列成2層或2層以上做連續(xù)移動(dòng)，兩端有升降機(jī)構(gòu)進(jìn)行循環(huán)層間轉(zhuǎn)換移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備。平面移動(dòng)類，代號(hào)為PY;是指存車位與搬運(yùn)器分布在同一水平面內(nèi)，通過(guò)搬運(yùn)器在水平面內(nèi)做往復(fù)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備。巷道堆垛類，代號(hào)為XD;是指存車位在巷道一邊或兩邊多層分布，通過(guò)搬運(yùn)器在專用巷道內(nèi)做水平、升降或水平升

5、降復(fù)合運(yùn)行，或與升降搬運(yùn)器結(jié)合，實(shí)現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備。垂直升降類，代號(hào)為CS;是指存車位分布在井道周圍，通過(guò)升降搬運(yùn)器在專用井道內(nèi)做升降運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備。簡(jiǎn)易升降類，代號(hào)為JS:是指通過(guò)單一搬運(yùn)器的升降、俯仰或二三層搬運(yùn)器整體升降、俯仰，實(shí)現(xiàn)車輛二三層存取功能的停車設(shè)備。汽車升降機(jī)類代號(hào)為QS;是指搬運(yùn)器運(yùn)載車輛(或同時(shí)運(yùn)載駕駛員)垂直升降運(yùn)行進(jìn)行多層平層對(duì)位，從搬運(yùn)器到存車位需要駕駛員駕車入位，實(shí)現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備。從上面對(duì)停車設(shè)備的分類和定義可以看出，與以往的普通車庫(kù)相比，停車設(shè)備可以在同樣面積的土地上停放更多的車輛，大大的提高了土地面積利用率，同時(shí)具有存車時(shí)間

6、短，可使用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，所以是解決城市停車面積不足，停車?yán)щy的有效措施。停車設(shè)備設(shè)計(jì)開發(fā)過(guò)程技術(shù)分析比較和方案確定現(xiàn)有的兩層立體停車設(shè)備有簡(jiǎn)易升降式和升降橫移式兩種。簡(jiǎn)易升降式由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用的方便性和運(yùn)行的安全性較差，應(yīng)用的不多。而升降橫移類停車設(shè)備對(duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性較強(qiáng)，可根據(jù)不同的地形和空間進(jìn)行任意組合、排列，規(guī)模可大可小，對(duì)土建的要求比較低，因此，升降橫移類停車設(shè)備應(yīng)用十分普遍。從分析比較可以看出，不同結(jié)構(gòu)的設(shè)備具有各自的性能特點(diǎn)和適用性。我確定設(shè)計(jì)目標(biāo)需要盡量吸收他們的長(zhǎng)處，從提高設(shè)備使用性能，滿足應(yīng)用要求出發(fā)，并綜合考慮設(shè)備制造難度和制造成本。最終確定的開發(fā)方案是：-研究開發(fā)兩層升降橫

7、移式立體停車設(shè)備;-采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式；-采用型鋼結(jié)構(gòu)框架和拼裝式載車板；-采用手動(dòng)、光機(jī)電和PLC組合控制。總體設(shè)計(jì)立體停車設(shè)備共有上、下兩層；水平橫向可以分為29跨，每跨是一個(gè)車位寬，這樣可以變型為多種庫(kù)型；每個(gè)車位均有載車板，下層車位水平橫移運(yùn)動(dòng)，可以自由存取車輛。上層車位做垂直升降運(yùn)動(dòng)，結(jié)合下層車位的平移運(yùn)動(dòng)，形成上層車位的下降空位，實(shí)現(xiàn)上層車輛的存取動(dòng)作。車庫(kù)車位的升降運(yùn)動(dòng)和橫移運(yùn)動(dòng)都是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。各部分運(yùn)動(dòng)的控制是通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)。所有停車單元的控制系統(tǒng)都通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線連接到總監(jiān)控制室。在總監(jiān)控制室，通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕可以監(jiān)控所有設(shè)備的運(yùn)行情況，并進(jìn)行管理。設(shè)備總體劃分成六大部分： a）機(jī)架

8、結(jié)構(gòu)部分; b)載車板部分； c)傳動(dòng)系統(tǒng)； d)控制系統(tǒng)； e)安全防護(hù)系統(tǒng)。機(jī)架結(jié)構(gòu)部分 設(shè)備的機(jī)架由鋼結(jié)構(gòu)組成，是上、下載車板的支撐和導(dǎo)向。我設(shè)計(jì)的機(jī)架采用H型鋼焊接成部件，用高強(qiáng)度螺栓連接構(gòu)成一個(gè)牢固的框架。其外觀簡(jiǎn)潔，剛度好，強(qiáng)度高，抗風(fēng)、穩(wěn)固、可靠，完全滿足承載要求。 考慮到使設(shè)備適應(yīng)不同場(chǎng)地條件，進(jìn)行任意的多種組合應(yīng)用，所以機(jī)架結(jié)構(gòu)部分采用模塊設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)部件具有良好的通用性和互換型。 載車板部分載車板分為上載車板和下載車板兩種，工作時(shí)分別做不同的運(yùn)動(dòng)。上載車板工作時(shí)做垂直升降運(yùn)動(dòng);下載車板工作時(shí)做水平橫向運(yùn)動(dòng)。上、下載車板的主體結(jié)構(gòu)相似，都是采用螺栓將左右兩條縱向邊梁以及前后兩條

9、橫梁連接成矩形框架，上面鋪設(shè)由相互咬合的波紋板構(gòu)成的面板。載車板組裝前，需要對(duì)其組件進(jìn)行不同的表面處理，使載車板經(jīng)久耐用。載車板是停車設(shè)備通用的組合構(gòu)件，因此要求通用性、互換性好，并且結(jié)構(gòu)工藝應(yīng)滿足批量生產(chǎn)和便于裝配的需要。載車板實(shí)際使用中要承受運(yùn)動(dòng)、載荷和撞擊，因此在其設(shè)計(jì)上采用了彈性體設(shè)計(jì)原理和預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)方法，保證其結(jié)構(gòu)具有承載力大，泊車穩(wěn)定，無(wú)加載噪聲的特點(diǎn)。載車板的面板是由冷軋鍍鋅波紋鋼板拼裝而成，其表面平整無(wú)縫隙， 防銹防蝕不漏水，外形美觀。面板在載車板上安裝后，其橫截面呈微拱形， 雨水或車輛漏油可沿拱形表面流入載車板邊梁的水槽中，不會(huì)污染下層停放的車輛。面板組件上裝有消除加載噪聲的

10、裝置，車輛進(jìn)入時(shí)，車輛的撞擊和碾壓不會(huì)發(fā)出金屬摩擦的刺耳噪聲。面板上設(shè)置了可調(diào)節(jié)的汽車定位機(jī)構(gòu)，能使汽車在載車板上保持正確的停車位置，不會(huì)因外界環(huán)境影響，發(fā)生位移。上載車板上載車板是設(shè)備中的重要部件，關(guān)系到設(shè)備運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。從設(shè)備運(yùn)行安全角度考慮，我們?cè)谏陷d車板設(shè)置了雙重掛鉤裝置:在其前部設(shè)置了掛鉤保護(hù)裝置，當(dāng)提升鋼絲繩條意外斷開時(shí)起安全保護(hù)作用:在其后部設(shè)置了自鎖型的防墜落掛鉤裝置，用于防止上層車輛長(zhǎng)期存放時(shí)出現(xiàn)緩慢下落現(xiàn)象，起到安全保障作用。自鎖型的防墜落掛鉤裝置的設(shè)計(jì)采用了機(jī)電結(jié)合連鎖控制的方式。當(dāng)上載車板上升到位時(shí)， 由機(jī)械結(jié)構(gòu)自動(dòng)鎖住，限制上載車板的下降動(dòng)作。當(dāng)上載車板需要下

11、降時(shí)，通過(guò)控制電磁鐵打開機(jī)械閉鎖機(jī)構(gòu)，使上載車板順利下行。鎖緊機(jī)構(gòu)是對(duì)稱分布在上載車板的后部，兩套機(jī)構(gòu)必須同時(shí)動(dòng)作。如果這一動(dòng)作失誤，上載車板不能順利下降而產(chǎn)生傾斜，將造成摔車事故。所以防墜落裝置的設(shè)計(jì)制造是關(guān)鍵性技術(shù)。另外，采用了雙電磁鐵控制，提供了操作的可靠性。根據(jù)使用要求，與電磁鐵廠家合作設(shè)計(jì)制造了專用牽引電磁鐵，其推桿可以自動(dòng)復(fù)位，并具有大推力、大行程的特點(diǎn)。該電磁鐵還具有自整流功能，通過(guò)整流將輸入的220V交流電源轉(zhuǎn)換為直流200V， 降低了元件工作時(shí)的噪聲。下載車板下載車板做水平移動(dòng)，給上載車板的下降讓出空位。下載車板的水平移動(dòng)是由電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸節(jié)和一根長(zhǎng)傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)載車板下面的兩個(gè)驅(qū)

12、動(dòng)輪來(lái)實(shí)現(xiàn)的。長(zhǎng)傳動(dòng)軸的軸線要與電機(jī)的輸入軸保持一定的同軸度，否則會(huì)降低電機(jī)的有效功率，出現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活甚至卡死現(xiàn)象。所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)與安裝傳動(dòng)件相關(guān)的基準(zhǔn)面給出精度要求。為了簡(jiǎn)化加工，提高安裝精度，同時(shí)采用了4個(gè)聯(lián)軸節(jié)。安裝時(shí)通過(guò)調(diào)整聯(lián)軸節(jié)來(lái)消除加工和連接產(chǎn)生的誤差，這樣即可以滿足運(yùn)動(dòng)要求，又可以降低加工精度。 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)分為升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、橫移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。升降傳動(dòng)系統(tǒng)每塊上載車板都配有一套獨(dú)立的電機(jī)減速機(jī)與鋼絲繩傳動(dòng)組合的傳動(dòng)系統(tǒng)。電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),載車板上升,電機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),載車板下降。根據(jù)載車板及車重確定鋼絲繩條所需的傳動(dòng)力。根據(jù)傳動(dòng)力及載車板的移動(dòng)速度確定電機(jī)功率。根據(jù)車身高度

13、確定上下載車板間的距離,根據(jù)這個(gè)距離確定鋼絲繩條的長(zhǎng)度,最后根據(jù)傳動(dòng)力確定鏈輪大小,鏈節(jié)形狀及大小。大多數(shù)停車設(shè)備車板的升降牽引基本采用三種模式之一:鋼絲繩十滑輪式;套筒滾子鏈(片式關(guān)節(jié)鏈)+鏈輪式;起重專用環(huán)形鏈條+鏈輪式.經(jīng)過(guò)分析比較。選中鋼絲繩十滑輪式模式。優(yōu)點(diǎn) :采用鋼絲繩+滑輪式作為停車板的提升形式的優(yōu)點(diǎn)是安裝比較方便，不需要考慮鏈?zhǔn)桨惭b過(guò)程中的鏈扭轉(zhuǎn)或鏈纏繞。鋼絲繩 + 滑輪式對(duì)于滑輪出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象的適應(yīng)性強(qiáng)。從成本上考慮，鋼絲繩+滑輪式成本最低。缺點(diǎn):鋼絲繩靠本身的表面細(xì)繩紋路和滑輪的間摩擦來(lái)確保車板提升和降落時(shí)的不打滑。但隨著時(shí)間推移，紋路的磨損和導(dǎo)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的不靈活將使滑動(dòng)摩擦現(xiàn)象

14、發(fā)生。鋼絲繩的承載能力是比較差的。隨著時(shí)間的推移，鋼絲繩本身會(huì)發(fā)生拉長(zhǎng)的現(xiàn)象，這樣會(huì)導(dǎo)致車板的傾斜而產(chǎn)生一系列的安全問(wèn)題。鋼絲繩的使用壽命也是其缺陷之一，日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ITS)規(guī)定車庫(kù)類提升鋼絲繩每5年應(yīng)更換一次，這也給車庫(kù)使用和維護(hù)帶來(lái)了額外的負(fù)擔(dān)?；啿捎肶HH滑輪，YHH滑輪屬優(yōu)質(zhì)鋼板成形的滑輪系列，是鑄鐵、煉鋼等滑輪之更新?lián)Q代產(chǎn)品。具有外觀美、重量輕、剛度強(qiáng)、耐磨損等優(yōu)點(diǎn)，能根據(jù)不同工況條件，確?；喌某休d能力及使用壽命?；喿畲蟪休d80t，最長(zhǎng)壽命10年，允許斜5°，是船運(yùn)、水利、建筑、起重等行業(yè)的理想配套產(chǎn)品。 圖2-1 上載車板升降原理圖橫移傳動(dòng)系統(tǒng)每塊下載車板后部

15、都配有一套獨(dú)立的電機(jī)減速機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng),藏于載車板內(nèi)。在下載車板底部裝有四只鋼輪,可以在導(dǎo)軌上行走,其中兩只為主動(dòng)輪,裝于長(zhǎng)傳動(dòng)軸兩端,另兩只為獨(dú)立安裝的從動(dòng)輪。電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)傳動(dòng)軸運(yùn)轉(zhuǎn),長(zhǎng)傳動(dòng)軸上的主動(dòng)鋼輪在導(dǎo)軌上滾動(dòng)行走從而使下載車板作橫向平移運(yùn)動(dòng)。 圖2-2 下載車板橫移原理圖控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩層升降橫移式停車設(shè)備存取車輛的過(guò)程是自動(dòng)進(jìn)行的。取車時(shí)，只要按動(dòng)控制盤上與存放自己車輛的載車板號(hào)碼相同的按鈕，載車板就會(huì)自動(dòng)運(yùn)行并停止在出車位上。在設(shè)備入口處安裝有一對(duì)光電開關(guān)，機(jī)架上裝有警示燈和蜂鳴器。當(dāng)車輛入庫(kù)時(shí)，警示燈發(fā)出閃光， 同時(shí)蜂鳴器發(fā)出蜂鳴信號(hào)提醒過(guò)往行人及車輛注意安全。汽車入庫(kù)時(shí)，如果車

16、輛沒(méi)有停到位或車身超長(zhǎng)，警示燈和蜂鳴器會(huì)同時(shí)示警，提醒司機(jī)注意。在機(jī)架的兩側(cè)各裝有一個(gè)紅色急停開關(guān)。設(shè)備運(yùn)行中，如果出現(xiàn)不安全因素，只要按下任意一側(cè)的紅色急停開關(guān)，整個(gè)設(shè)備就會(huì)立即停止運(yùn)動(dòng)。當(dāng)故障排除后，釋放急停開關(guān)，設(shè)備即可恢復(fù)正常運(yùn)行。在電氣控制方面，對(duì)電機(jī)設(shè)置了過(guò)載保護(hù)功能。當(dāng)電機(jī)發(fā)生過(guò)載或過(guò)熱時(shí)，安全保護(hù)開關(guān)自動(dòng)跳起，避免電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處在過(guò)載或過(guò)熱狀態(tài)，從而保護(hù)了電機(jī)。車庫(kù)的運(yùn)行是采用先進(jìn)的PLC控制，利用預(yù)先編好的程序，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行。并可以根據(jù)使用要求，方便地調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。中央控制單元電控系統(tǒng)的中央控制器采用了法國(guó)施耐德公司生產(chǎn)的TSX-37系列PLC(可編程控制器)。此類PLC大

17、量用于建筑機(jī)械、起重機(jī)械設(shè)備中，有著十分可靠的工作特性。同時(shí)這種PLC體積非常精小、運(yùn)算速度極快、功能極易擴(kuò)展，方便現(xiàn)場(chǎng)安裝和設(shè)備的功能擴(kuò)展，因此十分適合在立體車庫(kù)中作為中央控制單元使用。檢測(cè)單元為了使立體車庫(kù)在使用中更加安全、便捷，以及提供設(shè)備良好的可維護(hù)性，我選用了施耐德公司生產(chǎn)的光電開關(guān)、接近開關(guān)、限位開關(guān)等器件。當(dāng)有車輛進(jìn)入車庫(kù)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)會(huì)通過(guò)安裝在車庫(kù)不同部位的檢測(cè)裝置對(duì)車輛的入庫(kù)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并為駕駛員提供明確的提示，以保證車輛和人員的絕對(duì)安全。如果車輛進(jìn)入不到位或不準(zhǔn)確，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)提示駕駛員并幫助駕駛員將車輛調(diào)整到理想的位置上。遇到車輛超長(zhǎng)的情況，系統(tǒng)會(huì)不斷發(fā)出警告。當(dāng)用戶取車

18、離庫(kù)時(shí)，系統(tǒng)的檢測(cè)裝置會(huì)時(shí)刻監(jiān)控用戶的位置。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到用戶處在可能會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)的位置時(shí)，會(huì)立即停止動(dòng)作并提示用戶到安全位置進(jìn)行下一步的操作。PLC控制2.2.4.9.1設(shè)備運(yùn)行工況我們研制開發(fā)的二層升降平移式立體停車設(shè)備，其基本型為上下兩層共5車位。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可根據(jù)場(chǎng)地大小將一套設(shè)備配置成比較經(jīng)濟(jì)的9至17車位?；拘偷纳蠈佑?個(gè)可升降的載車板，下層有2個(gè)可橫向移動(dòng)的載車板，其工作流程如圖2-4所示。 圖 2- 3 工作流程圖圖2- 5所示為基本型5車位車庫(kù)的某一工作狀態(tài)，當(dāng)用戶選中1號(hào)上載車板存車時(shí)，1號(hào)上載車板應(yīng)從二層下降到一層處于待車狀態(tài)。在1號(hào)上載車板下降前，3號(hào)上升到二層，之后一

19、層的4, 5號(hào)載車板會(huì)根據(jù)控制系統(tǒng)的指令由橫移電機(jī)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)右移，將1號(hào)上載車板下部的位置空出。一層的4, 5號(hào)載車板右移到位后，行程開關(guān)發(fā)出到位信號(hào)，PLC控制系統(tǒng)給升降電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出指令，升降電機(jī)傳動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行，使1號(hào)載車板下降著陸。當(dāng)1號(hào)載車板著陸到位后，下限行程開關(guān)發(fā)出到位信號(hào)，PLC控制系統(tǒng)指令升降電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)停止運(yùn)行。至此車位自動(dòng)調(diào)配過(guò)程結(jié)束，此時(shí)用戶可將車輛存入車庫(kù)內(nèi)。圖2-4 工作狀態(tài)圖2.2.4.9.3 程序設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行控制要求，用戶應(yīng)用程序采用模塊化結(jié)構(gòu)，由手動(dòng)模塊、主控模塊、優(yōu)化判斷模塊、邏輯輸入輸出模塊、故障處理模塊等組成。在PL7M工CRO編程軟件的支持下，以

20、梯形圖邏輯語(yǔ)言編寫。為提高系統(tǒng)操作可靠性，避免誤操作或人為造成的執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障，該系統(tǒng)增加了視頻監(jiān)視系統(tǒng)。在監(jiān)控室可以觀察到所有設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理緊急事故。系統(tǒng)應(yīng)用的程序框圖如圖2-7所示。程序設(shè)計(jì)方案如下:1)初始化程序系統(tǒng)上電，然后對(duì)系統(tǒng)所有的電氣設(shè)備、執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行自檢，使之各個(gè)控制點(diǎn)和設(shè)備返回到系統(tǒng)的初始位置。2)主控制程序在系統(tǒng)初始化完成后，系統(tǒng)進(jìn)入主控模塊。按照進(jìn)車優(yōu)先的原則，將最多的車位保持在進(jìn)車位置。每個(gè)載車板運(yùn)動(dòng)之前，需要先判斷目的地是否有空位，有空位才可以動(dòng)作，前后動(dòng)作互鎖。判斷是否有空位是根據(jù)橫移電機(jī)所對(duì)應(yīng)的到位行程開關(guān)動(dòng)作信息來(lái)確定的。液壓升降系統(tǒng)啟、停動(dòng)作也是根

21、據(jù)相應(yīng)的到位行程開關(guān)來(lái)確定。當(dāng)多輛車同時(shí)存取時(shí)，要由優(yōu)化控制模塊進(jìn)行判斷，以完成動(dòng)作最近的優(yōu)先。3)故障報(bào)警程序故障報(bào)警程序能夠?qū)崟r(shí)地采集設(shè)備異常信息，及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，提醒司機(jī)和管理人員講行處理。若在程序執(zhí)行過(guò)程中，有人、物侵入車庫(kù)空間或車輛超長(zhǎng)，系統(tǒng)進(jìn)入故障處理程序。PLC將按照閉鎖關(guān)系停止設(shè)備運(yùn)行，并切入手動(dòng)處理程序，要求人工干預(yù)。該 程序 完整而高效的完成了二層升降平移式設(shè)備全部動(dòng)作，具有安全可靠性。完全達(dá)到了作為民用機(jī)電一體化設(shè)備所應(yīng)具備的條件，充分發(fā)揮了它的作用。采用PLC組成的立體車庫(kù)控制系統(tǒng)具有較高的自動(dòng)化程度，尤其是當(dāng)串聯(lián)車位較多時(shí)，可實(shí)現(xiàn)車位的自動(dòng)調(diào)配，滿足了車庫(kù)設(shè)備的

22、控制功能與使用性能的要求。圖2-6 應(yīng)用程序框圖我們對(duì)設(shè)備的調(diào)試運(yùn)行結(jié)果表明:該控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目標(biāo)，功能完善，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，性能價(jià)格比較好，非常適合于在多層多車位類型的車庫(kù)設(shè)備中使用。安全防護(hù)設(shè)計(jì)車庫(kù)設(shè)備承載的是價(jià)值昂貴的汽車，為此設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了設(shè)備各種運(yùn)行狀態(tài)下的安全保障措施。停車位置保護(hù)在機(jī)架的前立柱的適當(dāng)位置上設(shè)置一對(duì)光電開關(guān)，實(shí)現(xiàn)泊車位置前端越界檢測(cè)。在每個(gè)載車板上設(shè)置可調(diào)整的機(jī)械阻車裝置，實(shí)現(xiàn)泊車位置后端越界檢測(cè)。將光電開關(guān)的信號(hào)與聲光電報(bào)警裝置相連，當(dāng)泊車時(shí)發(fā)生位置前端越界時(shí)，設(shè)備上的報(bào)警指示燈閃爍，蜂鳴器鳴叫，提示司機(jī)修正位置。理人員使超長(zhǎng)車輛離開，當(dāng)超長(zhǎng)車輛離開后，聲光報(bào)

23、警裝置停止工作。防墜落裝置在上載車板上設(shè)置自鎖型的防墜落掛鉤裝置，用于防止上載車板的墜落。選用上海麥迅科技有限公司FBZ-5 立體車庫(kù)防墜落保護(hù)裝置。其工作原理為：保護(hù)裝置是由電磁鐵、吊勾、支架、開關(guān)等另件組成。電磁鐵自身帶有整流裝置及復(fù)位機(jī)構(gòu)，當(dāng)接通電源時(shí)電磁鐵產(chǎn)生磁力，使銜鐵吸合同時(shí)將吊勾推出保護(hù)區(qū)域微動(dòng)開關(guān)接通發(fā)出信號(hào)，車板方能上下移動(dòng)。當(dāng)電磁鐵斷電銜鐵自動(dòng)復(fù)位，吊勾靠自身重量回到起始位置的同時(shí)微動(dòng)開關(guān)斷開，從而車板起到防墜落保護(hù)作用。 立體停車設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算動(dòng)力系統(tǒng)計(jì)算動(dòng)力系統(tǒng)分為兩部分:載車板橫移運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力系統(tǒng)和載車板升降運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力系統(tǒng)。兩個(gè)系統(tǒng)分別采用電機(jī)和液壓系統(tǒng)作為動(dòng)力源。橫移載

24、車板動(dòng)力系統(tǒng)計(jì)算運(yùn)動(dòng)原理如圖3-1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖所示，電機(jī)減速機(jī)通過(guò)聯(lián)軸節(jié)直接驅(qū)動(dòng)載車板行走輪轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)載車板橫移運(yùn)動(dòng)。 1軸承 2行走論 3-聯(lián)軸器 4-傳動(dòng)軸 5-電機(jī) 圖3-1下載車板機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖1)主要參數(shù)的確定橫移運(yùn)動(dòng)行程s=2400mm橫移運(yùn)動(dòng)時(shí)間t= 20s橫移速度V，主要由設(shè)備運(yùn)行周期，周圍環(huán)境的安全性，載車運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn)性等因素確定。 行走輪直徑:由結(jié)構(gòu)尺寸及輪壓等因素決定，行走輪直徑確定為120mm.橫移載車板自重=550kgf=5500N載車板額定載荷=1800kgf=18000N2) 功率計(jì)算電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速n計(jì)算:.其中:橫移速度V = 120 mm/s行走輪直徑D=80m

25、m驅(qū)動(dòng)力矩M 計(jì)算:由機(jī)械手冊(cè)1冊(cè)表1-1-7. 1-1-9. 1-1-10行走輪與鋼導(dǎo)數(shù)的靜摩擦系數(shù): 行走輪與鋼導(dǎo)數(shù)的滾動(dòng)摩擦系數(shù): 滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù): 正壓力: 則 :起動(dòng)驅(qū)動(dòng)力矩: 行走驅(qū)動(dòng)力矩:電機(jī)功率計(jì)算: 倍由于結(jié)構(gòu)緊湊，容納電機(jī)的空間狹小，選擇日本住友的電機(jī)減速機(jī)，其參數(shù)如下:輸出扭矩:輸出轉(zhuǎn)速:功率 : N =0 .4 kW載車板的額定載荷是承載的最高上限，實(shí)際使用概率很小，通常可以泊車的車輛的重量都在1000kgf- 1600kgf之間，這是由車型所決定的，所以功率不需留余量，選擇0.2k W的電機(jī)比較經(jīng)濟(jì)。電機(jī)允許短時(shí)超載，靜摩擦引起的大起動(dòng)阻力矩不會(huì)造成電機(jī)損壞。修正

26、載車板的運(yùn)動(dòng)參數(shù):載車板實(shí)際運(yùn)行速度:載車板實(shí)際橫移時(shí)間:升降載車板的動(dòng)力系統(tǒng)計(jì)算工作原理如圖3-2所示，載車板兩側(cè)用平衡鋼絲繩繃緊并形成導(dǎo)向軌道，后端采用兩條提升繩通過(guò)一個(gè)定滑輪轉(zhuǎn)向，由軸推動(dòng)一個(gè)卷筒實(shí)現(xiàn)載車板的升降運(yùn)動(dòng)，提升繩采用鋼絲繩。 圖3-2 升降原理圖1) 主要參數(shù)確定載車板升降速度:上升時(shí)間 :下降時(shí)間 : 行程 : 鋼絲繩受力分析:平衡繩承重約為提升載荷的1/4，上升時(shí)提升繩承載是提升載荷的1/2。 升降載車板自重=7000N升降載車板額定載荷=18000N:.平衡繩拉力:提升繩拉力: 油缸推力 : P=25000N2) 繩長(zhǎng)及其強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)繩的拉力選擇繩條是提升系統(tǒng)中最重要的

27、部分，對(duì)車庫(kù)設(shè)備的安全起著絕對(duì)重要的作用。選用江蘇省泰州市正申工索具有限公司產(chǎn)品。其有足夠的裕量。繩強(qiáng)度計(jì)算:提升繩運(yùn)動(dòng)速度<0.6m/s，屬于低速繩傳動(dòng)。由于載荷較大，靜強(qiáng)度占主要地位，按靜強(qiáng)度計(jì)算比用疲勞強(qiáng)度計(jì)算要經(jīng)濟(jì)。繩靜強(qiáng)度式中:繩極限拉伸載荷Q=86700N有效圓周力設(shè)計(jì)功率: 機(jī)械手冊(cè)2, 1 3-84頁(yè)表13-2-3查得，=1.2繩傳遞功率因而繩靜強(qiáng)度非常安全提升電機(jī)選用樂(lè)清市弘基電機(jī)，其參數(shù)如下：功率 : N =2 .2 kW提升減速機(jī)選用廣州祺強(qiáng)CD-B型減速機(jī)。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算升降橫移式停車設(shè)備的鋼結(jié)構(gòu)部分主要由兩根前立柱、四根后立柱、兩個(gè)橫梁、四條縱梁用螺栓連接構(gòu)成。機(jī)

28、架結(jié)構(gòu)尺寸及型鋼尺寸，按功能要求及結(jié)構(gòu)要求已選定，下面對(duì)主要部件進(jìn)行校核計(jì)算。機(jī)架立柱穩(wěn)定性計(jì)算立柱是設(shè)備重量的重要承受件，為此進(jìn)行穩(wěn)定性校核。立柱亦屬等截面立柱，受壓靜力，立柱受力狀態(tài)簡(jiǎn)化如圖3-3所示。為中心壓桿，其穩(wěn)定條件為:(= 3)圖3-3后立柱受力簡(jiǎn)圖 圖3-4后立柱Y-Y截面1)立柱的截面特性立柱截面尺寸如圖3-4面積A=BH+bh =1.8x12.5+10.7x0.65=29.455其中:B=1.8cm,H=12.5cm,b=10.7cm,h=0.65cm；慣性矩其中:B=1.8cm,H=12.5cm,b=10.7cm,h=0.65cm；慣性半徑 2)計(jì)算壓桿柔度壓桿柔度其中:

29、壓桿全長(zhǎng)1=200cm;由機(jī)械手冊(cè)1,1-154頁(yè)表1-1-104查得:u=2,=2.467;慣性半徑=3.15求壓桿柔度范圍值 其中:彈性模量E=206；比例極限=220；求壓桿柔度范圍值 其中:屈服極限=235x ;常數(shù)查機(jī)械手冊(cè)1, 1-156頁(yè)表1-1-107, a=30400 N/cm2; b=112 N/cm2;比較127<,立柱屬于大柔度壓桿，按歐拉公式計(jì)算臨界載荷。3)計(jì)算臨界載荷臨界載荷（）其中 :立柱的工作載荷=37000N;壓桿全長(zhǎng)1=200cm;慣性矩I= 293;彈性模量E=206;由機(jī)械手冊(cè)1,1-154頁(yè)表1-1-104查得:=2.467;工作安全系數(shù):由機(jī)

30、械手冊(cè)1，1-152頁(yè)表1-1-100查得，金屬結(jié)構(gòu)中的壓桿安全系數(shù)，取=3。滿足受力穩(wěn)定性條件，結(jié)構(gòu)安全。機(jī)架梁強(qiáng)度校核計(jì)算梁可以簡(jiǎn)化為固定梁，受力狀態(tài)如圖3-5所示。梁的反力分別作用在B、C點(diǎn)。圖3-5前橫梁受力簡(jiǎn)圖 圖3-6梁X-X截面1)梁截面特性計(jì)算梁截面尺寸見圖3-6.面積:A =BH一 慣性矩:抗彎截面模數(shù):2)最大變曲力矩其中:作用力P=11506.63N梁長(zhǎng)度1=7200mm梁AB, BC, CD段長(zhǎng)度系數(shù):3)最大撓度: 4)彎曲應(yīng)力: 5) 許用應(yīng)力許用彎曲應(yīng)力 取前梁的材料為Q235，拉伸許用應(yīng)力為許用彎曲應(yīng)力 滿足要求。 停車設(shè)備制造工藝研究設(shè)計(jì)開發(fā)的升降橫移式停車設(shè)

31、備，由于其結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)和獨(dú)創(chuàng)性，使之在制造工藝方面也需要進(jìn)行相關(guān)的研究和試制，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和使用的要求。機(jī)架制造工藝升降橫移型立體停車設(shè)備的機(jī)架是由鋼結(jié)構(gòu)件組成，主要由型鋼和鋼板焊接加工而成，其上要組合一些安裝其它部件或機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)連接件。而且整體機(jī)架還會(huì)根據(jù)車庫(kù)布局需要，作為模塊化的基礎(chǔ)件進(jìn)行組合。因此，要求機(jī)架整體的尺寸、形狀精度較好，同時(shí)具有較好的互換性。根據(jù)機(jī)架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用要求，分析了鋼結(jié)構(gòu)件的制造工藝性，充分考慮到其制造過(guò)程可能產(chǎn)生的變形和預(yù)期達(dá)到的尺寸和形狀精度。由于結(jié)構(gòu)件是由型鋼(槽鋼、角鋼)和鋼板件焊接組成，所以焊接形式、部位以及焊縫的型式、尺寸會(huì)直接影響到成型后結(jié)構(gòu)件的尺寸和形狀。因此，擬定了焊接工藝方案，主要解決的問(wèn)題是控制焊接過(guò)程的變形。為此，在焊接工藝上采取