垂直循環(huán)式立體車庫結構設計研究

垂直循環(huán)式立體車庫結構設計研究本文對垂直循環(huán)式立體車庫的結構設計進行了研究，確定了車庫的整體框架結構組成；對載車吊籃結構、傳動鏈結構和動力系統(tǒng)等主要部件進行了設計。設計的垂直循環(huán)式立體車庫具有結構簡單，運動構件少，運行可靠的特點，可廣泛用于居民小區(qū)、小型企業(yè)等場合，能產(chǎn)生經(jīng)濟和社會效益。立體車庫 垂直循環(huán) 鏈傳動中圖分類號：U491.71 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）16-0174-01隨著改革開放的不斷深入，中國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國城市居民經(jīng)濟條件的日益改善，私人轎車的數(shù)量大大增加，致使在人口集中的城市里，在繁華的街道小車停車位的嚴重不足，使得停車難問題日趨嚴重。目前，停車泊位問題可以采用垂直循環(huán)式立體停車設備來解決，垂直循環(huán)式立體停庫設備簡稱立體車庫，占地空間小，向高空發(fā)展，最大限度地利用空間，結構簡單，安全方便，可以緩解城市停車難的問題。1 垂直循環(huán)式工作原理垂直循環(huán)式立體車庫采用一個垂直循環(huán)運動的車位系統(tǒng)來實現(xiàn)存取車。根據(jù)汽車駛入存車裝置位置的不同分為下部駛入式、中部駛入式和上部駛入式三種形式。一般情況下既有把存車裝置組裝在獨立的塔形構造內(nèi)，也有將存車裝置組裝在大樓等建筑物內(nèi)某個部分的構造形式。垂直循環(huán)式塔立體車庫的主體是垂直回轉鏈式輸送機，車輛停放在載車吊籃上，由做垂直循環(huán)運動的鏈條帶動，這種車庫由單一大型電機驅動，電氣控制系統(tǒng)簡單。垂直循環(huán)立體車庫停車數(shù)量受驅動電機功率及結構等因素限制，一般可停車640輛。本文為研究之便。本文選取6輛車模型的垂直循環(huán)式立體車庫。垂直循環(huán)類機械車庫由機械系統(tǒng)、鋼結構框架、動力系統(tǒng)及電器控制系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等部分組成。機械系統(tǒng)包含吊籃、輸送鏈條、鏈輪、傳動鏈條、鏈輪中心距調(diào)整裝置、吊籃停車止動裝置等，吊籃懸掛輸送鏈條的外伸鏈板上（本文下稱T鏈板）。鋼結構框架是垂直循環(huán)立體車庫的骨架，一般由型鋼焊接或螺栓連接而成，內(nèi)有導軌。部分鋼結構框架外側還裝有擦條、彩色鋼板等，一方面起圍護作用，另一方面還可用于廣告和美化環(huán)境。動力系統(tǒng)包含電機、制動器、減速器、傳動軸、聯(lián)軸器等部件，為鏈條提供動力。電器控制系統(tǒng)則包含PLC、電器柜、安全檢測裝置等，用來控制車庫，運行保證車輛安全。立體車庫功能結構如圖1所示。垂直循環(huán)式立體車庫的基本工作過程是：用戶存車時，司機將車開至車庫吊籃內(nèi)部的準確位置后，所好車門退出車庫，車庫操作人員按動按鍵，安全檢測裝置，首先進行檢測，確定車庫內(nèi)己無人員，車輛位置停放準確。安全后，控制系統(tǒng)控制電機啟動，吊籃隨鏈條一起做垂直循環(huán)運動，帶動車輛離開原停車位置，進入車庫內(nèi)部，另一吊籃則轉動到進口位置等待進行下一次存車操作。取車時，按動操作臺存車編號按鍵，電機啟動，在控制系統(tǒng)作用下使其按最短路程運行至出口，司機進入吊籃，將車開出。2 機械系統(tǒng)的組成機械系統(tǒng)包括整體框架、傳動機構和動力系統(tǒng)三部分。整體框架構成車庫的"筋骨"，實現(xiàn)支承功能塊；升降機構完成車輛的上下運輸工作，實現(xiàn)省級功能塊；鏈條傳動機構實現(xiàn)動力、功率的傳遞。整個車庫的功能實現(xiàn)有幾個主要的部分。（1）整體框架設計垂直循環(huán)式立體車庫采用鋼結構骨架支撐動力裝置、機械傳動系統(tǒng)和停車載荷，為保證停車設備安全、可靠的工作，它具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。車庫鋼結構骨架由支柱、橫梁、斜拉桿、腹桿和支撐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、張緊裝置、鏈條、車輛托盤、鏈條導軌、吊籃導軌等部分組成。立體車庫的整體框架結構示意如圖3所示。整體框架車庫的整體框架呈樓房狀，中間為鋼筋支架，支架兩側為轎車吊籃。車庫頂端與底端設有角輪導軌，車庫兩邊設有托架邊軌， 吊籃在這些軌道上完成循環(huán)升降運動。當建設封閉式（混凝土結構）垂直循環(huán)類機械停車庫時，可以利用混凝土結構的四壁、框架梁等結構來做這種機械停車設備的骨架；當建設小型即低塔敞開式的垂直循環(huán)類機械停車庫時，只需保留框架。（2）傳動機構設計可實現(xiàn)升降功能的功能元件很多，本設計選擇大節(jié)距重力提升鏈實現(xiàn)，如圖4所示。電機、減速器等安裝在車庫的整體框架上部的平臺上，鏈輪上安裝有鏈條，鏈條通過T型鏈片連接著吊籃。車庫內(nèi)一共設有6個轎車吊籃，每個吊籃都有自己的編號，當車庫自動控制系統(tǒng)發(fā)出信號后，電動機轉動，通過減速器進行第一次減速，進而通過鏈傳動帶動大鏈輪轉動，同時進行第二次減速。由于撥盤輪與大鏈輪同軸，撥盤輪便同時跟著大鏈輪輪轉動，通過鏈條帶動吊籃以合理的速度完成升降運動。電機正轉或者反轉，可使吊籃順時針或者逆時針轉動。具體需要電機正轉或者反轉，需視目標吊籃的位置所定。（3）動力系統(tǒng)設計垂直循環(huán)立體車庫采用電機驅動，為增大電機驅動力矩，電機輸出端接入一個大比例減速器（圖5的所示），電機設置在車庫下部，可正反雙向轉動，在減速器的輸出軸再使用一級鏈輪鏈條減速，將運動傳遞給主傳動軸（圖4所示）。在車庫上、下部各有兩個大型鏈輪，下部的兩個鏈輪用一根傳動軸來連接，上、下部的鏈輪都固定在支撐架上并通過兩條鏈條相連，這樣可以使兩邊保持同步，確保工作起來震蕩較小，工作安全可靠，噪聲小，采用的電機功率必須大一些才能保證工作的穩(wěn)定性。3 結論本文所設計的垂直循環(huán)式立體車庫具有結構簡單，運動構件少，運行可靠的特點，廣泛用于居民小區(qū)、小型企業(yè)等場合，成為解決城市停車難問題的一種選擇，可以推動我國立體車庫的發(fā)展，能產(chǎn)生經(jīng)濟和社會效益。參考文獻【1】 賀擁軍，楊承超，周緒紅，劉永健。立體車庫的結構形式及應用與發(fā)展.建筑科學與工程學報 ，2009（04）：30-34【2】 劉曉娟，潘宏俠.垂直升降式立體車庫系統(tǒng)設計與研究. 機械設計與制造，2011（05）05：48-50【3】 范紅紅，房華.簡易升降式立體車庫提升系統(tǒng)結構設計. 起重運輸機械 ，2015（12）：34-36【4】 郭天和. 機械式立體車庫的特點研究及其應用 . 科技展望，2016（03）：66基金項目：2014年揚州市-揚州大學科技合作資金計劃項目，項目號：2014-15。