本科毕业设计psh36d7k立体车库总体和台板设计.docx
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本科毕业设计psh36d7k立体车库总体和台板设计
1前言
1.1选题背景
随着我国国民经济持续地高速发展,城市化水平的不断加快,城市交通拥挤的问题日益突出。
据李志辉、沈利华在《机械立体停车库概述》中的统计,2005年我国汽车保有量达到3000万辆,其中轿车的保有量为1000万辆。
然而,城市机动车数量与停车位数量之比仅为1:
5,也就是说停车位只能满足20%左右的停车需求。
现在轿车进入中国普通家庭的时代即将到来,现代化离人们越来越近。
据估计,2010年我国私人汽车拥有量已达到2500万辆,小汽车拥有率接近15辆/千人,按每个家庭3口人计算,家庭小汽车拥有率已接近45辆/千户[1]。
车辆不断增多,但城市道路设施却没有相应的完善,直接造成动态交通的严重阻塞。
而同时不合理的停车场地设置,导致了严重的占道停车,占用了大量居住区绿地,造成静态交通的混乱。
这二者共同加剧了交通的拥挤问题,破坏了城市的居住环境和城市形象,还形成了恶性循环[2]。
图1.1小区周边街道的乱停车现象
经调查,许多小区停车都处于混乱、无管制状态,车辆遍布小区路面,拥挤不堪;路面双向停车,甚至连消防通道都停有车辆,安全隐患极为严重,还有挤占、破坏人行道和绿化带等不良现象,小区交通严重受阻,冲突时有发生。
如上图1.1所示,小区周围路面停满了车辆。
车位严重不足,同时还产生了大量路边乱停车现象,这造成了资源的严重浪费和经济的大量损失。
据李志辉、沈利华在《机械立体停车库概述》中的统计,我国的道路建设速度平均都低于机动车拥有量的发展速度。
若按照北京的发展情况来分析,每年增加车辆数20万辆,而其中50%路边停放,则相当于每年吞掉了约l万公里道路。
虽然现在在加紧道路建设,但由于乱停车情况严重,道路情况不但没有好转,反而堵塞情况愈加严重。
公路(道路)的价值主要体现在单位时间的利用率上,按城市平均车速20km/h为计,一辆路边停放的车辆就会影响道路利用多达3000次,其造成的经济损失非常巨大。
另外,大量的车辆停放在人行道,也大大减少了人行道的寿命,甚至致使人行道一年内就遭到损坏[1]。
图1.2机械式立体车库
立体车库作为一种新型停车形式,具有土地利用率高、投资适中、出入库管理方便、省时省力等优良特点,同时还可靠的保障了车辆安全。
如图1.2。
而且立体车库在国外早已得到广泛应用,技术成熟,必将成为有效改善城市静态交通的最佳选择。
1.2发展现状
目前,世界各国都在积极开发新型停车库,解决了停车难、滥停车、交通拥挤的现状。
陆续出现的新型车库包括:
20世纪60~70年代的自走式:
80年代的多段式;80~90年代的地下多层循环式;立体塔式(独立塔式、建筑联体式、建筑内装式)[3][4]。
1.2.1国外发展现状
自动立体停车装备系统在世界各地的发展状况并不均衡,据网文《立体车库的发展趋势》介绍,德国开发最早,处于技术领先地位,在二层及多层平面式立体停车库中,它已发展了H型、U型和V型等系列。
由于欧洲国家土地资源比较富余,停车问题不很突出,停车设备应用量不是很大,应用较好的多数为巷道堆垛式和多层升降横移式产品。
1932年美国开始建造世界上第一台简易式存车库,采用电梯系统上下搬运汽车。
60年代后期,随着汽车工业的迅猛发展,城市汽车拥有量大幅增加,占地面积小的机械式立体车库得到了迅猛发展。
到今天,根据美国停车协会的统计数据显示,美国停车产业的年产值达200多亿美元,并且不断有新的科技产品应用于停车场产品中。
亚洲的停车设备技术起源于日本,日本由于国土面积小,城市土地稀缺,立体车库应用最广,从1959年引进了建造机械式立体车库的技术之后,到1983年,已经在本土建造了25454座多种形式的机械式车库,平均每座容车十辆左右,最多的达到百辆以上。
从上世纪70年代末期起,车库容量年递增率为5%~7%,超过同期汽车拥有量的年递增率4%~6%。
从技术特征来看,日本更加重视竖式自动立体车库,即密集型自动立体停车库的发展。
1.2.2国内发展现状
中国自20世纪90年代初已经认识到立体车库的优点,并对其进行了一系列相关的研究及实践。
其中塔式立体车库以其高密度的容车率优势被广泛地用于全国各宾馆、酒店、办公大厦等商用楼,其仓储式、循环式等形式的立体车库也都以其独特的优势满足了不同业主的个性化需求,而简易升降式和升降横移式这2种立体车库更适合小区,因为它可以根据场地的大小和空间的高度来自由设置层数和列数,建造方便,操作极其简单[5]。
到目前为止,我国自动化立体停车设备行业正处于一个发展的初始阶段,与国外先进水平相比,尤其是与日本、德国的同类产品相比,尚有一定的差距。
这主要体现在两个方面:
一是停车设备结构的重量需要合理减轻,如国内生产的载车托板重量是日本的2~2.5倍。
设备重量大,除了影响制造成本外,还涉及到安装土建和日后基础沉降等问题。
二是安全性能方面有待进一步完善,如国内生产的停车设备只在停车位上设有安全防坠装置,但在升降的整个过程中没有安全防坠装置,一旦发生制动失灵、断链断绳,设备安全就得不到保证[6]。
目前,中国的停车场仍以平面停车场为主,这些类型的停车场占地面积大,汽车的容积率低,在土地资源越来越稀缺的今天已经不能满足要求,大力推广立体车库已成为必然。
从立体车库的数量上来看,全国已建成的立体停车位才30000多个,而且大部分集中在沿海等发达的大城市,内陆城市以及中小城市分布较少;从技术上来看,中国机械式立体车库与日本、美国、德国等发达国家还有很大的差距,尤其是在立体车库的自动化和智能化管理方面。
因此,中国立体车库的发展和建设才刚刚起步,还有很大的发展空间[5]。
1.3选题意义
目前的居民小区大多都只有场地式车库,旧小区甚至没有车库,即便有地下室车库,车位费用往往也极为高昂。
这都远远不能满足居民的停车需要,给居民用车造成极大困扰。
因此,居民小区急需一种立体化车库,来提高土地利用率,解决车辆泊位不够的问题。
鉴于居民小区的实际需要和成本承受力,该立体车库不宜选用过于先进的大型自动化立体车库,而应重点考虑在国外使用较普遍的机械式立体车库。
另外,现在的居民小区每栋楼多为三单元、六层,共36户。
故所选机械式立体车库的泊车规模宜选在30~40之间。
如此便能很好的解决大多数居民小区的泊车难问题。
同时对小区的绿地保护、消防通道保护都起到极大改善作用。
2PSH36D/7K立体车库总体设计
2.1立体车库类型
机械式立体车库主要用于大中城市,而城市环境非常复杂。
在商业中心、文化体育中心、住宅小区,市民的出行方式和现场空间的大小各不相同,所需的车辆存取循环方式、汽车的泊位类型及数量也有较大差异,这都要求立体车库拥有更多不同的建筑结构形式、结构布置原则以及典型结构形式,来满足城市多样化的停车需求。
另外,机械式立体车库与相近的电梯产品不同,它是典型的非标机电产品,它的设计不仅与所停车辆的大小、数量有关,更要充分考虑附近住宅及周围环境的风格,尽可能和谐地融入环境,并符合规划要求,同时使土地利用系数提高到很高的水平。
在参阅了汪浩、余华发表的《自动化立体停车库的类型、特点和应用》文章后,现给出以下几类应用最广泛的机械式立体车库的分析介绍。
2.1.1垂直升降式立体车库
图2.1垂直升降式立体车库
垂直升降式立体车库又称塔式电梯停车库。
如图2.1。
其外观类似塔形,底部有大约三个车位的地面面积,中间设有供垂直上下运动的通道,两边设置多层停车架。
车辆由托盘承载,再由电梯运到指定层次,再通过伸缩叉将车辆连同托盘横移到存车位。
出入口内往往设置升降转盘,以完成车辆调头。
该类型车库的特点是土地利用率极高,且噪声污染小,但造价极高,工期长,比较适合建造在城市中心地带的高大建筑内部
2.1.2升降横移式立体车库
图2.2升降横移式立体车库
如图2.2。
升降横移式立体车库是利用钢丝绳或链条带动台板的垂直升降运动以及横移框带动台板(地面层为台板本身)的横移运动来完成车辆存取动作的机械式立体停车库。
升降横移式停车库的规模、布置比较灵活,能充分利用建筑物之间的空余地面,因地制宜,易与周围环境相协调,清库时间也较短。
但升降横移式停车库更适宜建二到四层,土地利用系数相对其他机械式立体车库偏低。
2.1.3多层循环式停车库
图2.3多层循环式立体车库
多层循环式停车库是利用一个水平循环运动的车位系统来实现存取车辆的机械式立体停车库。
如图2.3。
一般设置为三至四层,最常用的规模为每套设备停放20~40辆车。
其特点是无需设置车辆进出口坡道及库内通道,车位布置比较紧凑,土地利用系数相对升降横移式立体车库的要高。
多层循环式停车库非常适合地形狭长且地面只有一个出入口的地下室等难利用场所。
2.1.4巷道堆垛式停车库
图2.4巷道堆垛式立体车库
如图2.4。
巷道堆垛式停车库是的核心是使用巷道堆垛起重机或桥式起重机,将车辆搬运器连同其上所停放的车辆一同水平且垂直地移动到存车位,并用存取机构来存取车辆的机械式立体停车库。
巷道堆垛式停车库其实是基于大型自动化立体仓库发展而来的一种立体车库。
其特征是有两个固定载车架建筑结构,中间间隔出一条通道,供堆垛机进出,堆垛机可沿X、Y、Z三个方向自由运动,并利用堆垛机上的伸缩机构将车辆送入固定载车架,从而完成存车作业。
其中堆垛机大多采用双立柱式堆垛机,入库车辆停在堆垛机载车台上,由堆垛机高速送入固定载车架存放。
巷道堆垛式停车库的特点是土地利用系数很高,自动化控制和管理水平也较高,但清库时间长,车位平均成本较高,更宜用于数百车位及以上的大型停车库。
2.1.5简易升降式停车库
图2.5简易升降式立体车库
简易升降式停车库是用升降设备或俯仰机构完成车辆存取的简易机械式停车设备。
如图2.5。
这类设备一般为二至三层,且以两层最为普遍,其上下载车板是由连杆机构组成的,利用液压油缸同时驱动升降。
升降方式主要有两种:
一是上下载车板相对固定,作垂直升降;二是上下载车板可绕绞点作相对摆动,但上下降车板不分离。
简易升降式停车库的可靠性高,操作简便,司机只需配备开车库门和操作钥匙便可实现无人化管理。
由于是液压驱动,升降更平稳,且噪声小,节省能源。
但该立体车库土地利用系数偏低,只适用于城市居民低层住宅小区,属于低密度、经济型的小
型停车库。
在欧洲和日本的低层住宅区应用较普遍。
2.2选择车库类型
综合上述类型,在对国内外各种同类产品进行分析的基础上,结合技术难度、造价以及用户需求等各方面的因素,可以发现升降横移式立体车库形式比较多样化,规模也可大可小,而且对场地的适应性较强,同时采用该类设备的车库十分普遍。
因此,最终确定研究对象为升降横移式立体车库,型号拟定为PSH36D/7K立体车库。
2.3立体车库原理介绍
升降横移式立体车库多以钢结构框架为主体,采用电机驱动链条、钢丝绳带动台板做升降横移运动,实现存取车辆的功能。
图2.6结构原理图
2.3.1车库运行原理
升降横移式立体车库的顶层载车板只需上下升降;中层载车板既可升降,又可横移;底层载车板只需左右横移。
中层和底层都有一个空位,可以通过横移载车板变换空位,使空位正上方的顶层载车板下降到底层。
底层载车板上的汽车可直接出车,整个过程即可完成[7][8]。
2.3.2主要组成部分
升降横移式停车设备主要由金属钢结构框架、载车板、驱动系统、控制系统、安全防护措施等部分组成[9]。
(1)结构框架
立体车库一般主要采用钢结构或钢筋混凝土作为主体,在升降横移式车库中多选用钢架结构,钢架结构与其它形式建筑结构相比,具有如下特点:
a.可靠性高
b.材料的塑性和韧性好
c.材料的强度高,自重小
d.钢结构的密闭性好
e.钢材的耐锈蚀性差
f.钢结构制造更简便,因而施工工期短
(2)上载车板及提升系统
每块上载车板都装有一套独立的由电机减速机和钢丝绳传动组合成的传动系统。
由载车
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