橫移式立體停車庫的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王健

青島茂源停車設(shè)備制造有限公司 山東省青島市 266000

1 引言

隨著當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市的規(guī)?；l(fā)展，以及人口密度的極具上升，小汽車的數(shù)量也隨之呈現(xiàn)大幅度的增加，停車?yán)щy將是一個(gè)日益突出的問題。如何利用有限的空間實(shí)現(xiàn)最大限度的停車將是一個(gè)很棘手的問題，而垂直空間的有效利用將是一個(gè)解決問題的手段，多層立體停車進(jìn)入了人們的視野，目前廣泛存在的立體停車有七類：平面移動(dòng)類、垂直升降類、水平循環(huán)類、多層循環(huán)類、垂直循環(huán)類、升降橫移類和巷道式堆垛類。

在以上的七類立體停車類型中，本文以升降式橫移類（PSH）立體停車最為有效和應(yīng)用最為廣泛，在實(shí)現(xiàn)立體停車過程中是以升降或橫移方法實(shí)現(xiàn)車輛的存取設(shè)備稱為升降橫移類停車庫。自從1986年英國獨(dú)立制造的第一座自動(dòng)化立體停車的投入使用，立體停車概念已發(fā)展了幾十年，我國為此也進(jìn)行了大量的研究，中國從90年代開始對(duì)立體停車設(shè)備的研究，由此立體停車庫便逐漸走入人們的生活。

2 立體停車工作原理

關(guān)于升降式橫移立體停車庫，很多工作者對(duì)此進(jìn)行了大量的研究，根據(jù)橫移式立體車庫的類型可以分為二層升降橫移式立體車庫、三層橫移式立體車庫以及四層橫移式立體車庫等，在此主要以三層橫移式立體車庫為例介紹立體停車的工作原理。PSH-3三層橫移式車庫主要是以升降和橫移進(jìn)行車輛的提取，這種停車設(shè)備所用到的輔助設(shè)備為升降橫移機(jī)械設(shè)備，此設(shè)備課分為鋼結(jié)構(gòu)、載車板、控制系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和輔助安全防護(hù)部分。在立體車庫的每個(gè)停車位都有一個(gè)載車板實(shí)現(xiàn)車輛的?？?，以及實(shí)現(xiàn)車輛的升降和橫移方向的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)在實(shí)際的車輛停靠時(shí)，載車板先是通過橫移和升降，到達(dá)地面，車輛可以開進(jìn)載車板，而后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的車輛?？俊?/p>

2.1 鋼結(jié)構(gòu)

鋼結(jié)構(gòu)作為橫移式立體停車庫的主體框架部分，主要作為支撐結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)整體的良好運(yùn)行。其設(shè)備結(jié)構(gòu)應(yīng)整理簡介且安全性極高，所使用功能的鋼材多以H型鋼為主，還有槽鋼和鋼板等，并以適量的螺栓結(jié)構(gòu)作為連接件以及焊接等，必須滿足一定的強(qiáng)度和剛度要求，還可以在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)一定的抗腐蝕和防銹的能力，使質(zhì)量可靠安全。

2.2 載車板

載車板在其中具有核心的作用價(jià)值，一般載車板結(jié)構(gòu)都是以鍍鋅板成型，配合高強(qiáng)度的螺栓進(jìn)行連接，保證足夠的剛度和強(qiáng)度要求。對(duì)于載車板的類型也可分為全包裝式、簡易包裝式和半包裝等結(jié)構(gòu)。

2.3 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)部分主要的對(duì)象是橫移式小型電極和大電機(jī)實(shí)現(xiàn)在存取車時(shí)的左右和上下移動(dòng)。以及相關(guān)的一些輔助設(shè)備的使用，如橫移時(shí)的位置確定和抗干擾措施，以免事故的發(fā)生。控制系統(tǒng)的所使用的PLC具有抗干擾性強(qiáng)和穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)，且滿足系統(tǒng)使用中的高靈敏度和位置準(zhǔn)確性要求。

2.4 傳動(dòng)系統(tǒng)

另一部分是傳動(dòng)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包含減速機(jī)、鋼絲繩輔助結(jié)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器等，在停車過程中主要通過鋼絲繩拖拽實(shí)現(xiàn)停車設(shè)備的移動(dòng)，要求系統(tǒng)具有運(yùn)行平穩(wěn)和安全可靠。

2.5 輔助安全防護(hù)系統(tǒng)

作為立體停車，其可靠性要求非常嚴(yán)格，在此對(duì)于輔助安全防護(hù)系統(tǒng)的要求有斷電、斷相等保護(hù)，以及對(duì)于雜物的紅外線檢測(cè)設(shè)備，車輛升降和橫移運(yùn)行中的定位和緊急制動(dòng)裝置。

3 橫移式停車庫設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

橫移式立體車庫在和傳統(tǒng)的車庫進(jìn)行比較的時(shí)候，擁有天然的優(yōu)勢(shì)，相比于傳統(tǒng)車庫，其空間使用效率提高80%-90%，大大的節(jié)省的城市日益金貴的土地資源。本文以三層橫移式停車庫為例進(jìn)行研究，在此結(jié)構(gòu)中，對(duì)于頂層的載車板結(jié)構(gòu)只需要研究在空間上的上下升降移動(dòng)，中層載車板需要研究上下和橫移，底層只需要研究橫移。在設(shè)計(jì)特點(diǎn)上，本三層結(jié)構(gòu)的最主要優(yōu)點(diǎn)就是平面的使用率和可根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)二層或者四層的結(jié)構(gòu)變化，在規(guī)模上具有一定的靈活性，應(yīng)用范圍非常廣泛。

在設(shè)計(jì)中本結(jié)構(gòu)需要有立柱、橫梁鋼結(jié)構(gòu)組成，底層結(jié)構(gòu)需要橫移的載車板，以及可實(shí)現(xiàn)升降的提升裝置，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。對(duì)于各參數(shù)的設(shè)計(jì)和安全性校正如下所示：

3.1 立體車庫載車板相關(guān)參數(shù)

立柱需要為空心方鋼，其尺寸為200x200MM，厚度為8MM，質(zhì)量約為30Kg/m。橫梁和縱梁所選用的是H型鋼結(jié)構(gòu)，底層載車板結(jié)構(gòu)為槽鋼和焊接結(jié)構(gòu)。按照正常的車輛尺寸信息：5000x1850x1550mm，重為1800Kg，參照質(zhì)量理論值計(jì)算得到鋼板的質(zhì)量為260Kg。同樣方法計(jì)算接的槽鋼和等材料的具體信息，可得車載版的總體質(zhì)量約為500Kg。

3.2 電機(jī)選用

選擇交流電動(dòng)機(jī)，適用于不易燃易爆，無腐蝕性氣體的場(chǎng)合，和要求有較好啟動(dòng)性能的機(jī)械。電動(dòng)機(jī)主要包含升降式電機(jī)和橫移式電機(jī)，所需要的升降式電機(jī)主要通過鏈傳動(dòng)來帶動(dòng)載車板實(shí)現(xiàn)升降移動(dòng)，在此根據(jù)載車板的質(zhì)量信息和各部件的傳動(dòng)效率（鏈傳動(dòng)效率η=0.97，齒輪效率η=0.97，η=0.92，軸承效率η=0.99），在具體的使用過程中還需要考慮摩擦阻力和載荷的安全性系數(shù)，本文選用的電極為三相異步電動(dòng)機(jī)JXJ231。

另一個(gè)電機(jī)為載車板實(shí)現(xiàn)橫移方向的移動(dòng)，所需要的結(jié)構(gòu)僅為鏈結(jié)構(gòu)和滑輪，根據(jù)各種要求所選用的三相異步電動(dòng)機(jī)為JXJ112。

3.3 鏈條和鏈輪設(shè)計(jì)

橫移式立體停車結(jié)構(gòu)還需要一些運(yùn)動(dòng)輔助結(jié)構(gòu)，如驅(qū)動(dòng)力相關(guān)的鏈輪和鏈條結(jié)構(gòu)，鏈傳動(dòng)具有傳動(dòng)特性和撓性結(jié)構(gòu)要求，比一般的齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)更加的靈活，和可以實(shí)現(xiàn)大中心距的力傳動(dòng)，對(duì)于傳動(dòng)精度要求沒那么高的傳動(dòng)鏈輪更加合適，而且具有相關(guān)的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)。和摩擦型帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確；傳動(dòng)效率高，并且能在惡劣環(huán)境條件下工作。鏈輪齒受力情況較好，承載能力較大，有一定的緩沖和減震性能，結(jié)構(gòu)輕便。鏈傳動(dòng)的應(yīng)用范圍很廣，通常中心距較大，平均傳動(dòng)比要求準(zhǔn)確的傳動(dòng)，環(huán)境惡劣的開式傳動(dòng)等都可成功應(yīng)用鏈傳動(dòng)。鏈的使用壽命很大程度上取決于鏈的材料和其制造精度、熱處理等。鏈輪材料應(yīng)能滿足強(qiáng)度和耐磨性的要求。鏈輪應(yīng)用中碳鋼制造。因?yàn)樾℃溳喌膰Ш洗螖?shù)比大鏈輪多，所以對(duì)材料的要求也比大鏈輪高，本文的大鏈輪應(yīng)用45#。

4 結(jié)語

本文針對(duì)城市愈加艱難的停車問題，為解決停車難和土地資源的有效性利用研究了橫移式立體停車庫的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。本文顯示針對(duì)立體停車的相關(guān)理論進(jìn)行闡述，而后以三層橫移式立體停車系統(tǒng)為例研究具體的停車信息，將上、中、下三層分別討論，以及相關(guān)的一些輔助設(shè)備如載車板和驅(qū)動(dòng)設(shè)備等進(jìn)行研究，最后以實(shí)際的設(shè)計(jì)研究為例，驗(yàn)證本方法的有效性，可為未來的立體停車提供可靠的參考和方向。