基于二層升降橫移立體車(chē)庫(kù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

柏玉華　李一剛

摘要：在智能機(jī)械立體車(chē)庫(kù)中，鏈條提升二層升降橫移立體車(chē)庫(kù)是發(fā)展較為成熟和運(yùn)用最為廣泛的產(chǎn)品，但通過(guò)運(yùn)用與實(shí)踐也暴露出一些問(wèn)題。文章重點(diǎn)對(duì)其車(chē)位中距及其他有關(guān)零部件進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，并分析了其優(yōu)化設(shè)計(jì)的可行性和優(yōu)缺點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：鏈條提升；二層升降橫移；立體車(chē)庫(kù)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；車(chē)位中距 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：U491 文章編號(hào)：1009-2374（2015）30-0028-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.30.014

1 問(wèn)題的提出

在智能機(jī)械立體車(chē)庫(kù)中，鏈條提升二層升降橫移立體車(chē)庫(kù)是發(fā)展較為成熟和運(yùn)用最為廣泛的產(chǎn)品，設(shè)備無(wú)需大規(guī)模的土建配合工程，建造方便、布置靈活，特別是對(duì)現(xiàn)有房產(chǎn)中的地下車(chē)庫(kù)改造很有針對(duì)性，且采用鏈條傳動(dòng)運(yùn)行平穩(wěn)、噪音低、便于維護(hù)。

1.鋼結(jié)構(gòu)機(jī)架；2.底層橫移系統(tǒng)；3.二層載車(chē)板；4.升降系統(tǒng)

圖1為湖南泰安智能立體車(chē)庫(kù)設(shè)備有限公司鏈條提升二層升降橫移立體車(chē)庫(kù)定型產(chǎn)品。主要由鋼結(jié)構(gòu)機(jī)架、底層橫移系統(tǒng)、二層載車(chē)板、升降系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)組成。二層升降橫移立體車(chē)庫(kù)自投入市場(chǎng)以來(lái)，為解決醫(yī)院、酒店、賓館、小區(qū)、機(jī)關(guān)等地方城市停車(chē)難的問(wèn)題做出了較好的貢獻(xiàn)，但通過(guò)運(yùn)用與實(shí)踐也暴露出一些問(wèn)題，有些問(wèn)題還涉及到主要技術(shù)參數(shù)、結(jié)構(gòu)的合理性及運(yùn)行的安全可靠性。

2 車(chē)位橫向中距優(yōu)化

車(chē)位尺寸是機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)的主要技術(shù)參數(shù)，既要保證容車(chē)規(guī)格，還要有效利用場(chǎng)地空間，這已成為機(jī)械式停車(chē)設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要攻關(guān)問(wèn)題之一。

對(duì)于地下停車(chē)場(chǎng)其車(chē)位橫向中距更顯突出，地下車(chē)庫(kù)其柱網(wǎng)布置，最近的柱子凈距為7.5m，按自然停車(chē)位3輛布置（3×2.4+2×0.15=7.5m）。其機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)橫向凈距要求為：車(chē)輛數(shù)×車(chē)位橫向中距+0.24，其中車(chē)位橫向中距設(shè)計(jì)不合理，有可能影響到車(chē)位布置數(shù)量。泰安車(chē)庫(kù)公司升降橫移立體載車(chē)板內(nèi)寬為2050mm，較市面通用設(shè)備寬50mm，這可提高容車(chē)寬度規(guī)格，同規(guī)格車(chē)輛進(jìn)出庫(kù)更為方便。但車(chē)位橫向中距為2450mm，較市面上通用設(shè)備寬50mm。若按三聯(lián)柱布置（3×2.45+0.24=7.59m），其空間約顯緊張。

2.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)縱梁上前吊點(diǎn)支座、防墜器連接板安裝位置

不影響載車(chē)板寬度及容車(chē)空間的前提下，優(yōu)化設(shè)計(jì)縱梁上前吊點(diǎn)支座、防墜器連接板安裝位置（圖2）。

1.前吊點(diǎn)鏈條接頭；2.前吊點(diǎn)支座；3.縱梁；4.防墜器連接板；5.防墜器；6.載車(chē)板；7.后豎梁；8.平衡鏈底板接頭

前吊點(diǎn)左右支座、防墜器連接板向縱梁方向水平縮進(jìn)25mm，其平衡鏈底板連接位置相應(yīng)向后豎梁水平橫向縮進(jìn)25mm，實(shí)現(xiàn)車(chē)位橫向中距減少50mm，即車(chē)位橫向中距由原2450mm優(yōu)化為2400mm，鋼結(jié)構(gòu)框架橫向中距得到相應(yīng)優(yōu)化。

2.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)提升架后吊座吊點(diǎn)位置及其相關(guān)零部件安裝位置或尺寸

1.鋼結(jié)構(gòu)框架；2.提升架；3.吊點(diǎn)支座；4.提升鏈及接頭；5.傳動(dòng)軸；6.導(dǎo)向支座

為實(shí)現(xiàn)車(chē)位橫向中距減少50mm，優(yōu)化設(shè)計(jì)提升架后吊座吊點(diǎn)位置及其相關(guān)零部件安裝位置或尺寸（圖3）。

提升架左右吊點(diǎn)支座其吊點(diǎn)橫向內(nèi)移25mm；左右導(dǎo)向支座其支座架橫向縮短25mm；傳動(dòng)軸、后橫梁、前橫梁在中部相應(yīng)縮短50mm。

2.3 可行性分析

1.鋼結(jié)構(gòu)機(jī)架；2.平衡鏈條；3.載車(chē)板；4.防墜器連接板；5.前吊點(diǎn)支座；6.傳動(dòng)裝置；7.傳動(dòng)裝置機(jī)座；8.提升鏈條；9.提升架吊座；10.后測(cè)距光電

2.3.1 不影響載車(chē)板前吊點(diǎn)支座、防墜器連接板、載車(chē)板后吊座及其他所有需調(diào)整安裝位置或尺寸零部件的安裝及運(yùn)行。

2.3.2 保證了載車(chē)板上前吊點(diǎn)不變，后吊點(diǎn)雖內(nèi)移但不在容車(chē)范圍，故不影響載車(chē)板的有效容車(chē)尺寸。

2.3.3 在設(shè)備升降運(yùn)行過(guò)程中，車(chē)輛通過(guò)縱梁及其吊點(diǎn)支座、防墜器連接板、傳動(dòng)裝置間距不變，不影響鋼結(jié)構(gòu)框架的有效容車(chē)尺寸；即使車(chē)輛車(chē)輪擠在載車(chē)板邊梁上（偏移中線160mm），車(chē)身最突出部位與機(jī)架最突出的防墜器連接板仍有10mm以上距離。

2.3.4 提升架吊點(diǎn)各橫向內(nèi)移25mm、左右導(dǎo)向支座向橫向縮短25mm，因有后測(cè)距光電控制，其車(chē)身不可能到達(dá)其相近位置，故不影響設(shè)備正常運(yùn)行。

2.3.5 縱梁上前吊點(diǎn)、提升架后吊點(diǎn)受力臂相應(yīng)減少25mm，傳動(dòng)軸、前橫梁、后橫梁縮短50mm的變化，對(duì)構(gòu)件強(qiáng)度相應(yīng)稍有提高。

2.4 優(yōu)、缺點(diǎn)分析

2.4.1 車(chē)位橫向中距減少50mm，車(chē)位橫向中距由原2450mm優(yōu)化為2400mm，鋼結(jié)構(gòu)框架橫向中距得到相應(yīng)優(yōu)化，可有效利用場(chǎng)地空間布置機(jī)械車(chē)庫(kù)設(shè)備。如果按市面通用載車(chē)板內(nèi)寬為2000mm，車(chē)位橫向中距可減少為2350mm，其適應(yīng)性更強(qiáng)，在有限空間中有較大的優(yōu)勢(shì)。建議同類(lèi)產(chǎn)品其車(chē)位橫向中距可規(guī)范為2350mm。

2.4.2 由于各受力點(diǎn)力臂各縮短25mm，改善了前吊點(diǎn)支座及縱梁、后吊點(diǎn)吊座、提升架、后豎梁底板的受力效果。

2.4.3 傳動(dòng)軸、前后橫梁縮短50mm，改善了其受力效果，還節(jié)省材料約2%。

2.4.4 防墜器連接板上防墜器連接螺栓安裝緊湊，但不影響螺栓安裝。采取措施：（1）規(guī)范其焊縫高度或該單個(gè)螺栓附近約30mm處不施焊；（2）采取其該單個(gè)螺栓安裝使用GB/T848A級(jí)小墊圈或取消平墊圈。

3 部分裝置及結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1 載車(chē)板邊梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化

改載車(chē)板直邊梁為斜邊梁。載車(chē)板邊梁設(shè)有15°斜邊，仍保留邊梁有效寬度，以保證車(chē)輪邊至梁邊緣，不會(huì)出現(xiàn)凸出的車(chē)身觸及到鋼結(jié)構(gòu)邊框或鏈條。采用斜邊邊梁的優(yōu)點(diǎn)：（1）車(chē)輪到邊緣，也不會(huì)出現(xiàn)邊梁擦摩車(chē)輪；（2）可起到車(chē)輛入庫(kù)自動(dòng)歸中的作用，不會(huì)因車(chē)輪擠死邊梁熄火；（3）增加了載車(chē)板進(jìn)出車(chē)輛的視覺(jué)寬度。

1.右邊梁；2.載車(chē)波紋板；3.左邊梁

3.2 后橫梁的連接方式優(yōu)化

1.連接H鋼；2.后橫梁槽鋼；3.緊固件；4.后豎梁；5.連接板

取消原連接板連接方式，采取后橫梁直接連接方式。其優(yōu)點(diǎn)：（1）更有效地保證了鋼結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；（2）增強(qiáng)了傳動(dòng)裝置安裝強(qiáng)度與穩(wěn)定性；（3）增加了后橫梁槽鋼作為電源線路鋪設(shè)空間；（4）節(jié)省材料及加工、安裝工序；（5）外觀更整潔、緊湊、美觀。

1.后豎梁；2.鋼板連接板；3.螺紋連接頭組件；4.T形連接銷(xiāo)

3.3 平衡鏈條底板固定裝置優(yōu)化

以普騰停車(chē)設(shè)備公司為代表的市面通用設(shè)備采取中厚板焊接的鋼板連接板作為鏈條連接裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便，但要求施焊牢固，且采用中厚板，用材大，與焊接的底板相比有顯不協(xié)調(diào)。泰安車(chē)庫(kù)公司采取螺紋連接組件固定鏈條連接頭方式，可克服施焊不牢固的隱患，但也要求施工時(shí)螺紋緊固達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求且牢固可靠。其平衡鏈條底板固定裝置優(yōu)化，是采取T形連接銷(xiāo)穿過(guò)底板與鏈條連接的固定方式。其具有可消除施焊缺陷、螺紋連接組件緊固失效等隱患，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、制作安裝方便、用材少等優(yōu)點(diǎn)。

3.4 提升鏈輪壓鏈裝置安裝方式優(yōu)化

原設(shè)計(jì)提升壓鏈板裝置安裝固定螺栓設(shè)在后橫梁槽鋼上方，其位置微調(diào)是通過(guò)加墊片實(shí)現(xiàn)上下調(diào)整。由于其固定點(diǎn)在后橫梁后上方，當(dāng)松邊鏈條上升時(shí)與壓鏈板接觸產(chǎn)生力矩，在使用中發(fā)生過(guò)振松固定螺栓，甚至損壞壓鏈板裝置的現(xiàn)象。其提升鏈輪壓鏈裝置安裝方式優(yōu)化，是改善壓鏈板固定位置，即其固定位置設(shè)計(jì)在后橫梁槽鋼側(cè)面，壓鏈板微調(diào)是通過(guò)調(diào)整螺栓孔固定位置實(shí)現(xiàn)上下調(diào)整。松鏈上升時(shí)與壓鏈板接觸受力點(diǎn)，與固定點(diǎn)位置相近，又由于固定受力面積大，故不會(huì)出現(xiàn)螺栓松動(dòng)及裝置損壞的現(xiàn)象。

1.連接H鋼；2提升鏈輪；3.提升鏈條；4.壓鏈板；5.后橫梁槽鋼；6.緊固組件；7.調(diào)節(jié)墊片

4 其他有關(guān)問(wèn)題探討

4.1 防墜保護(hù)與斷鏈保護(hù)

現(xiàn)二層升降橫移立體車(chē)庫(kù)均設(shè)有防墜保護(hù)與斷鏈保護(hù)，其用于載車(chē)板及載車(chē)輛停在二層位置時(shí)的保護(hù)。但對(duì)于設(shè)備運(yùn)行中，載車(chē)板及載車(chē)輛在升降過(guò)程中其斷鏈、防墜保護(hù)缺失?？山梃b電梯、立井提升斷繩、斷鏈抓捕防墜保護(hù)裝置原理，設(shè)計(jì)安裝其立體車(chē)庫(kù)升降過(guò)程斷鏈、防墜保護(hù)裝置。

4.2 基坑安裝與爬坡板

由于載車(chē)板載車(chē)面與地面有一定的高度，為方便車(chē)輛進(jìn)出，往往會(huì)設(shè)計(jì)基坑安裝或爬坡板，經(jīng)過(guò)多年現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，基坑安裝優(yōu)于爬坡板。設(shè)有爬坡板載車(chē)板，車(chē)輛進(jìn)入時(shí)需加油門(mén)爬坡，且因爬坡車(chē)輛后視鏡向上無(wú)法觀察到車(chē)輪在載車(chē)板上的情況，可能會(huì)出現(xiàn)爬坡加油門(mén)車(chē)輛沖撞擋車(chē)桿，甚至沖出載車(chē)板現(xiàn)象。建議取消爬坡板設(shè)計(jì)，采用基坑安裝。對(duì)于樓板層的安裝，可加高車(chē)庫(kù)前及其道路高度，以取消爬坡板。

4.3 倒車(chē)入庫(kù)與順車(chē)入庫(kù)

現(xiàn)有升降橫移立體車(chē)庫(kù)基本要求倒車(chē)入庫(kù)，其目的是倒車(chē)可適當(dāng)減小進(jìn)出口道路寬度。但對(duì)于進(jìn)出道路寬度滿(mǎn)足要求時(shí)，順車(chē)入庫(kù)倒車(chē)出庫(kù)便利于倒車(chē)不十分熟練的司機(jī)駕馭。

作者簡(jiǎn)介：柏玉華，男，湖南泰安智能立體車(chē)庫(kù)設(shè)備有限公司高級(jí)工程師，郴州市智能機(jī)械立體車(chē)庫(kù)技術(shù)研發(fā)中心主任，湖南省機(jī)械工程學(xué)會(huì)理事，研究方向：工程機(jī)械設(shè)計(jì)與制造。

（責(zé)任編輯：周 瓊）