1、综 合 论 文 训 练题目：升降横移立体车库设计系 别：专 业：机械工程及自动化姓 名：同组人员：指导教师： 2013 年 7 月 26 日摘要升降横移立体车库是目前中国立体车库的主要产品，对解决城市停车困难问题起到很大的帮助。升降横移立体车库主要由钢结构部分、载车板部分、传动系统、控制系统、安全防护系统五大部分组成，易于实现控制及管理，车辆出入时间较短，安全性能较高。本设计使用单一电机或尽可能少的电机实现升降横移控制，同时各部件设计结构简单可靠，操作方便。目录摘要 .II第 1 章 引言 .11.1. 立体车库调研 .11.1.1 国内外生产情况 .11.1.2 各类产品特点 .11.2.
2、升降横移立体车库调研 .21.1.3 升降横移式立体停车库的特点 .21.1.4 升降横移式车库分类 .31.1.5 功能要求 .51.1.6 使用要求及相关问题 .6第 2 章 升降横移车库设计 .92.1 方案综述 .92.1.1 结构综述 .92.1.2 传动方案设计 .122.1.3 传动方式的整体特点 .132.2 具体方案分析与介绍 .142.2.1 丝杠螺母方式 .142.2.2 连杆机构 .152.2.3 液压机构 .162.2.4 钢丝绳传动升降方式 .172.2.5 齿轮传动横移方式 .182.2.6 链传动横移方式 .192.2.7 钢丝绳提升方式 .192.2.8 钢丝
3、绳与链条组合提升方式 .212.2.9 单一升降横移方式 .22第 3 章 具体方案参数设计 .223.1 方案选取 .221.3. 升降系统参数计算及零件选择 .233.1.1 主要设计参数 .233.1.2 钢丝绳的选择与计算 .243.1.3 滑轮的选择 .253.1.4 滚筒的设计计算 .273.1.5 电动机和减速机的设计计算 .303.1.6 链及链轮的设计计算 .313.2 横移系统设计计算 .353.2.1 横移行走轮的设计 .353.2.2 横移电动机的选择以及传动比分配与减速器的选择 .38II3.2.3 横移链轮的选择 .38第 4 章 装配图及零件图 .424.1 装配
4、图 .421第 1 章 引言1.1. 立体车库调研1.1.1 国内外生产情况在立体车库生产中，日本的新明和、石川岛播磨、日精、三菱重工；意大利的 Sotefin、Interpark；德国的 Palis 等都是世界闻名的立体车库设备生产商。而我国的深圳怡丰、杭州西子联合、北京白唇鹿（盛泰铭） 、唐山通宝、北京航天汇信、杭州友佳等也能在国内获得一定的销售市场。国外的一些知名停车设备制造商, 拥有很多的技术专利储备, 制造水平较高, 他们以销售产品为主, 但售价相当高；国内厂家和科研机构研制出的样品, 虽然价格较低，但无法大批量生产, 技术性能、安全性、可靠性尚与国外产品有一定差距；中外合资企业,
5、其产品性能价格比适中, 但在引进、消化国外先进技术面临很多难题。同时，对国内而言，现在使用的以大型公共停车库为主，立体停车库在国内现在只有一部分单位在投入使用中，并且这些单位里面只有一部分车库在使用。另外，我国在立体车库产业方面没有成套的生产管理体系。因此，立体车库在国内的发展前景还很大。1.1.2 各类产品特点目前市面上常见的机械式立体停车库有：升降横移类、垂直循环类、多层循环类、水平循环类、平面移动类、巷道堆垛类、垂直升降类和简易升降类等8 种。其中升降横移式立体车库由于造价成本较低、配置灵活、拆卸也比较方便，可以最大程度降低风险系数，取得成功。而且，目前我国多数小区采用的也是多层升降横移
6、式立体停车设备，大规模的仓储式机械停车库还很少， 因此升降横移式立体车库在国内车库市场占有绝对优势的市场份额，占有率约为 80%。各种立体车库的特点如下表所示。类型 优点 缺点 容量升降横移式型式比较多, 规模可大可小, 对地形的适应性较强,安装简便,工期短因此使用十分普遍。每组设备必须留有至少一个空车位；在链条牵动运行过程不具有防止倾斜坠落功能。多为两层、三层车库，每层停放几辆至几十辆不等。巷道堆垛式自动化程度高，封闭性好，存车安全。适用于长期密设备结构复杂，相比其它类型故障率较高；取一般在 100辆以上。2集型存车 车时间过长。水平循环式驱动机构较少，工作可靠，工作原理简单，与垂直循环式比
7、较，耗能、振动及噪声均较低。出入一辆车整个系统的车位全移动；占地面积较大，运动速度不能太高，出入库时间较长；一个环节出故障全线停运。每层 1040辆。垂直循环式只需要一套驱动机构，较容易控制，停位较准确，结构简单，工作可靠，占地面积小，空间利用率也较高。可以建成地上、半地上、地下式等多种形式。整个系统能量消耗大，振动及噪声较大，运动速度不高，出入库时间长;经济性差;只有一套驱动机构，一旦系统故障，不能实现紧急出车，工作机动性较差。总共 550辆。多层循环式可充分利用地下空间，墙体建筑费不高，隔振和噪声效果较好。出入一辆车整个系统的车位全移动;结构较复杂，一般只适用于利用地下空间。总共 550辆
8、。垂直升降式可以充分利用空间。一般都做成大型车库，这样平均到每个车位的成本较低。车位的布置形式多样。设备结构复杂, 要有完善的闭锁和监测系统, 采用足够的安全措施和消防系统, 相对比较故障率高。层数可达 20余层，每层可停放2040 辆。多层圆盘旋转式进出口多, 可供多辆汽车同时进出,可自动计算旋转角度, 实现最佳调度, 停位准确, 可在一分钟内完成作。造价合理, 且系统的结构件可组合安装, 安装、维修费用低廉。适合于车辆密集区域或都市繁华地段此系统十分庞大, 占地面积大, 所需的驱动力大, 噪音大, 若出现故障, 则整个系统处于瘫痪状态, 无法正常运行。而且外层的汽车没有开出, 中间的汽车无
9、法开出来。总共10100 辆1.2. 升降横移立体车库调研1.1.3 升降横移式立体停车库的特点在众多的停车设备中，升降横移式立体停车的优点比较突出，主要表现在以下六个方面： 节约占地面积，充分利用空间。一般来说，升降横移式立体3停车库的占地面积约为平面停车场的 1/2-1/25，空间利用率比建筑自走式停车库提高了 75%。 相对造价比较低。升降横移式立体停车库每个泊位约 5 万元，而建筑自走式停车库每个泊位的造价约为 15 万元以上。 使用方便，对操作人员的要求不高，操作简单、安全、可靠，存取车快捷，维护也很方便。一般存取一辆车约为 80 秒。 减少了因路边停车而引起的交通事故。在许多城市的
10、主要地段，司机往往没找着停车场就把车停靠在路边，这样就很容易阻塞交通，甚至引起交通事故。 增加了汽车的防盗性和防护性。在车库的系统中配置有智能防盗装置、防火装置等，增强了车库的整体安全。 改善了市容环境。在现代化的车库的设计中，不仅仅只是为了满足停车要求，更主要的是让其融入城市的整体建筑环境中，成为现代化大都市一道独特的风景。升降横移式立体停车库是全自动化的停车方式，也是今后停车改革的主要方向。尤其是寸土寸金的大城市，采用机械式立体停车方式，显得尤为必要，而升降横移式立体停车库也在机械式立体停车库中显得更加普遍化、居民化和实用化。1.1.4 升降横移式车库分类（1）地上多层升降横移式（2）半地
11、下两三层升降横移式（3）单柱升降横移式4（4）跨梁升降横移式（5）后悬臂升降横移式单柱形式在结构上稳定性好，其强度、刚度比较好，安装也较方便，特别适用于多层式和重列式的升降横移类立体停车库。但是这种形式不便于车辆的驶入，车库的成本也相应的提高了。跨梁形式中应用比较典型的是二柱结构型式，这种型式的停车设备的最大优点视野宽阔，存取车方便。不利的方面主要表现在对设备运行的稳定性和结构框架的强度、刚度、设计要求高。它主要用于二层升降横移类立体停车库。后悬臂形式无前柱，对汽车进出载车板较好，但因主框架在后侧，定性较差，且一般不能做重问题。1.1.5 功能要求（1）主要功能要求升降横移立体车库主要实现的功
12、能是通过升降横移方式进行停车取车，设计中应首先保证该功能正常实现。其实现方式如下：地面以上布置的升降横移立体5车库运动特点如图所示：底层只能左右横移，顶层只能上下升降，中间层既可上下升降，又可左右横移。除顶层外，中间层和底层必须预留一个空车位，供进出车升降之用。当底层车位进出车时，无需移动其他托盘就可直接进出车；中间层、顶层进出车时，先要判断其对应的下方位置是否为空，不为空时要进行相应的横移处理，直到下方为空才可进行下降和进出车动作，进出车后再上升回到原位置。其运动总原则是：升降复位，平移不复位。地下布置、半地上半地下布置车库的结构与此类似。（2）其他功能要求机械式立体车库是一种具有综合性能的
13、建筑，不仅包含了机械停车设备，其规划建设涉及到区域整体景观、交通疏导、建筑结构、供电照明、通讯监视、通风排水、环境保护、安全消防、收费管理等各学科领域。最主要有以下几个方面：1） 、安全功能。升降横移车库除了考虑正常停车取车功能外，最主要的额外功能便是装置的安全和意外事故的处理。包括：升降机构静态和动态安全保护措施，即载车板在停止和运行过程的支撑或悬挂零件发生破坏时的安全性保证；车辆超载、超尺寸及停放不妥当的报警系统；采取封闭护栏方式防止人或其他东西进入车库，若动作区域有人或物、运行过程中有车想开进等意外情况，应采取报警，同时使设备不运行或停止运行；另外，需要车库设置较好的通风、排水系统以及便
14、捷有效的消防系统。2） 、检测功能。车库中应该运用一些有效的传感器，如烟温传感器、检测断绳松绳或断链报警的位移传感器，以及警示装置、紧急停车开关、手动按钮、复位开关等。3） 、车库美观环保要求。设计车库中除了正常功能及相关安全保障措施外，应考虑美观、环保等要求，尽量保证让人使用舒适便利。4） 、管理功能。对于小型车库可采取人工收费人工监控，或者采用半自动化控制方式进行管理，对于大型复杂的车库应设置自动管理系统。应用环境升降横移式立体车库由于造价成本较低、配置灵活、拆卸也比较方便，可以最大程度降低风险系数，取得成功。而且，目前我国多数小区采用的也是多层升降横移式立体停车设备，大规模的仓储式机械停
15、车库还很少，因此升降横移式立体车库适于我国的停车环境，易于进行市场推广，可行性高。升降横移车库停车取车过程在立体车库中是较好的一种，但相对于常见的普通车场较为复杂一些，不宜应用于车辆频繁出入的公共场所，而是广泛适用于住宅小区、写字楼、酒店、宾馆等停放周期相对长一些地方。对于车辆频繁出入的场所，应改用流动性较好的车库或建造普通停车场。同时，升降横移车库对车辆尺寸型号及载重限制较大，一个车库只适用于某些特定型号的车辆停放，大部分常用来停放常见小型车辆。另外，在地形上来说，升降横移车库与地面平齐的一层需要每辆车都能够出入，因此相对于其他部分立体车库需要出口面较宽。61.1.6 使用要求及相关问题（1
16、）对可靠程度的要求1） 、要求试车、检验安全可靠性、按照土建项目的质量要求进行基础的质量验收；2）要求定期检修、更换重要部件；3）传动、支撑使用的钢索和链条就要经常检修、维护，安全使用的传感器、定位使用的定位开关等其他定位设备要经常检修、更换。4）对停放车辆的尺寸、外形、重量都有限制。现在使用的升降横移立体车库中，限定尺寸有很多种，但相差不会很大，例如上海金冠生产的车库的限定尺寸和限定重量为：5）要求有过载保护如果出现过载现象要有保护措施，例如，车辆超重的情况下，设置有锁定支撑装置，比如，调研中看到的钩子，避免事故的发生。6）要求有应急措施，如断电、绳索突然崩断等7）要有应急预案，重大存在安全隐患的因素有：机械伤害、触电事故、交通安全事故、火灾爆炸事故、高空坠落事故等，制定合理的应急预案，让事故现场有最小的损失。另外，要求操作人员掌握一定的机电知识；操作人员应经常进行常规检查；要求使用环境不能超过要求范围；每次开机前对设备进行检查；要求要有过载（超重、超长）检测警报，一旦警报响即便采取措施。（2）实地调研中对安全可靠性方面的措施例：升降横移立体车库的尺寸、重量限制（图1）例：为防止在工作
