链驱动双层升降横移式停车设备文档格式.docx
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通过中国汽车工业协会在2015年发布的数据得知,中国的汽车产销量在2014年均已超过了两千三百万辆,增长均超百分之七。
现在的中国汽车市场正处于刚性需求阶段,未来汽车数量还会不断上升,城市基础停车设施建设面临巨大压力,停车难问题形势非常严峻。
城市发展的本质决定了城市建设不可能留出过多的地方用于建设普通停车场,面对已经出现的交通拥堵和停车难等问题,最好的解决方法就是建设立体车库。
本次设计会先简单阐述不同类型的立体停车库的结构和特点,简单阐述一下立体车库的设计时要注意的要点。
重点介绍怎样设计升降横移式立体停车设备的传动系统。
本片文章主要分为两个大的章节:
1)升降机构的设计
升降机构的设计主要是对驱动机构的选择和设计,采用链条驱动的方式,选择合适的链轮和链条。
2)横移机构的设计
横移机构主要包括载车板、滑轮、轨道设计等等,同时还有选择合适的齿轮,齿条和联轴器,并且要选择合适的减速电动机。
关键词立体停车库;
升降装置;
横移装置;
链驱动
Abstract
Withtheimprovementofrapideconomicdevelopment,populationgrowthandpeople'
slivingstandards,Chinahasenteredtheeraofhighconsumptioncars.Theincreasingnumberofcars,trafficcongestionhasbecomeacommonproblemineverycity,andparkingisdifficulttohavebecomeoneoftheproblemstobesolved.AccordingtothelatestdatafromChinaAssociationofAutomobileManufacturersJanuary12,2015releasedbytheChina'
sautomobileproductionandsalesin2014reached23,722,900and23,491,900,anincreaseof7.26%and6.86%.ThecurrentChineseautomarketisrigidrequirementsphase,thefuturewillcontinuetoriseinthenumberofcars,urbaninfrastructureconstructionofparkingfacilitiesunderhugepressure,difficultparkingsituationisveryseriousproblem.Determinethenatureofurbandevelopmentofthecitycannotstayoutofthebuildingtoomanyplacesfortheconstructionofanordinaryparkinglot,facingtrafficcongestionhasoccurredandparkingdifficultissuessuchastheconstructionofthree-dimensionalmultilevelgarageisundoubtedlythebestsolutions.
Thepapersummarizesthestructureandthefeaturesofdifferentkindofparkingintroductionofthemainperformanceparametersandintroducedtoo.Thispapermainlyintroducesthedesignofmaincomponentsofitselevatorandconveyingappliance.
Thedesignfocusincludetwoimportantpats.
1)Liftingmechanismdesign
Mainlydesignedthechainlinkandthechainwheel.
2)Designtraversemechanism
Themaindesignoftheliftingpalletsandtraversingthestructureandsizeofthestructuretodeterminethemainparametersofgear,rack,coupling,motor,reducerandsoweretheselectionanddesign.
KeywordsStereoGarageLiftingdeviceTraversedeviceChaindrive
目录
摘要I
AbstractII
1绪论1
1.1概述1
1.2机械式停车设备的分类2
1.3升降横移式停车设备的特点3
1.4升降横移式立体车库的意义4
2设计思路及总体设计方案确定5
2.1平移类立体车库的提升方案的选择5
2.2停车设备的横移方法5
2.3选择设备运行方案6
2.4设计数据分析7
3横移机构的结构设计8
3.1立体车库的工作原理8
3.2横移系统的设计8
3.2.1载车板的设计与制造8
3.2.2导轨的设计与选择10
3.3升降系统的设计11
3.4车库的主框架设计11
3.4.1主框架的设计12
3.4.2主框架的加工12
3.4.3结构强度校核12
4传动机构的结构设计14
4.1横移机构简图14
4.1.1横移机构的电机选择14
4.1.2齿轮与齿条的材料选择与结构设计15
4.1.3选择合适类型的联轴器17
4.1.4键的选择与校核18
4.2升降机构设计18
4.2.1升降系统的传动机构18
4.2.2升降系统的运行机理19
4.2.3选择链条与钢丝绳19
4.2.4传动零部件选择与校核22
5车库控制系统26
5.1车库运行原理26
5.2车库安全装置的设计26
5.3电器控制系统的设计26
总结28
感谢29
参考文献30
1绪论
1.1概述
最近几年,我国的国民经济飞速发展,城市化的进程也越来越快,人们的生活得到了明显提高,人们的生活条件好了,买汽车的越来越多,结果就是我国的汽车数量在逐年上升。
中国汽车工业协会最先发布的数据告诉我们,中国的汽车产销量在2014年均超过两千三百万辆,同比增长超百分之七。
汽车数量与日俱增,所带来的最直接的问题就是交通拥堵,而没有地方停车这是千千万万有车一族要面对的最现实的问题。
当前中国汽车市场正处于刚性需求阶段,未来汽车数量还会不断上升,城市基础停车设施建设面临巨大压力,停车难问题形势非常严峻。
城市发展的本质决定了城市建设不可能留出过多的地方用于建设普通停车场,面对已经出现的交通拥堵和停车难等问题,最好的解决方法就是建设立体停车设备。
在国外一些发达国家,立体停车设备的发展已经有几十年了,其中日本就是个很好的学习榜样。
他们已经研究和发展了几十年,积累了丰富的经验和技术。
发明和制造了多重类型的立体停车设备。
比如有适合居民区使用的层数较低的升降横移车库;
适合普通家庭使用的2-3车位的两层车库;
适合建设在城市人口密集地方使用的大型立体车库,还有适合建设在地下室的地下车库,可以充分利用地下空间。
现在经济的发展速度越来越快,汽车也越来越普及,数量越来越多,无处停车的问题变得越来越严重,解决这个问题的重要性也越来越高。
为了能够在有限的空间,有限的资源利用下,能够停放更多的车辆,一些汽车保有量比较多,而土地面积又比较少的国家的人民一直在积极寻找解决方法。
机械式立体停车技术的研究开发最终在部分地区国家开展起来了,通过数十年的研究开发,制造,投入使用,部分发达国家积累了宝贵的经验,他们拥有了世界先进水平的立体停车技术,其中以欧美等国的老牌制造业大国为典型代表。
亚洲部分国家也通过引进欧美技术,开始研究和发展自己的立体停车产业,逐渐探索和实践并取得了明显的进步。
对于立体车库的研究,国内开始是比较晚的,从七几年开始研究,到八几年的时候开始引进和制造生产设备,在国内的部分城市也逐渐投入使用。
当时我国在立体停车行业缺乏关键技术,也就没有一定的制造标准,后来通过参照一些先进国家的标准,出台了我国在立体停车行业的行业国家标准。
国内现在有近千家的厂商从事立体车库的研究和生产工作,生产的停车设备种类丰富,造型简单,安装方便。
部分企业生产的高端车库设施一出口到国外。
立体停车库不是一座普通停车场,它具有一定的智能性,包含各种技术的支撑,涉及各个学科领域。
规划一座立体车库,涉及到供电系统、消防系统、通风系统、通讯监控、应急疏导、收费管理等等,同时还要保证不破坏环境,也要有一个好的外观设计。
准确的说每一座立体车库都是具有综合性能的建筑。
立体停车设备具有独有的技术特征,最主要的部分就是它的机械结构,只有设计出好的机械结构,才能制造出更好的设备。
要满足国内市场的需求,需要各个学科领域的人才通力合作,把各个领域的成熟技术应用到立体车库产业的发展上面来,同时保持谦卑的态度,向发达国家学习,提升国内技术,来开发出更经济安全高效的产品。
随着城市现代化的发展,汽车数量的迅速增加而造成的道路拥挤,停车难等问题已成为如今的城市发展必须要面对并且解决的必要难题。
发展立体车库作为少有的行之有效的解决措施已经被人们广泛接受。
城市发展的速度越来越快,未来停车问题会越来越严重,找到合适恰当的解决方法是当务之急。
而立体车库则为城市未来的发展点亮了一盏明灯。
1.2机械式停车设备的分类
经过几十年的发展,立体车库的种类逐渐丰富,功能也逐渐完善。
目前应用最广泛的的就是一下几种类型:
(一)升降横移式
通过载车板承载车辆进行横移和升降来完成存取车的机械式停车设备。
特点:
类型比较多,规模可以根据需求可大可小,对地形的要求比较低,因此此种类型被广泛应用。
升降横移式立体车库在立体车库市场占有将近百分之七十的份额。
(二)垂直循环类
存取车的方式是在垂直方向上进行循环运动来完成车辆的存取。
占地面积小,同样的空间建设垂直循环类立体车库可以停放更多的车辆,相比传统停车场,可以节省购买土地的费用。
垂直循环类立体车库在立体车库市场占有率差不多有百分之五。
(三)水平循环类
运行原理是进行水平循环运动来对车辆进行存取的。
只需建设较少的进出车道,特别适合建在一些地形比较窄长的地方。
当然也有一个明显的缺点,就是如果建成多层叠加的大型停车场,由于出入口较少,存取车的时间较其他类型来说相对较长。
在停车设备市场占有率较低,不到百分之五。
(四)平面移动类
通过起重机或者搬运机在停车平面进行横移存取车辆,可以将起重机和升降机进行组合运动建成多层车库。
一般情况下这种类型的车库都建在地上层或者半地下,采用计算机控制无人化管理。
建在地面层的是自走式,建设费用较低,而且在地平面层可以停放较多的车辆。
(五)多层循环类
载车板承载车辆做上下循环运动的多层离提出歌库。
占地少、自动化程度高、不需要建设坡道。
适合建在地形比较狭长的地方且只有一个出入口。
(六)垂直升降类
这种类型的车库也叫塔式立体停车设备,存取车方式是载车板上方装有升降机,同时兼有横移机构,进行升降或者横移来完成车辆的存取。
空间利用率较高,大型车库可以建设多大二十多层,占地面积也较少。
特别适合建在城市人口比较集中的商业区和购物区,减轻城市人口密集区的停车压力。
在立体车库市场占有4%左右的份额。
(七)堆垛式
搬运器由堆垛机或者起重机控制,进行水平或者垂直方向的运动到车位,完成车辆的存取。
巷道堆垛类立体车库适合于停放小型汽车,最初是由欧洲传入国内的,自动化程度比较高,它解决了大型自动化停车库的停车问题。
车库的封闭性比较好,较其他类型比,相对较为安全,适合人口较密集的地方。
(八)汽车专用升降机
汽车专用搬运机械,它只起到搬运作用。
没有直接的存取车的作用。
与普通车库协同工作,节省空间和停车时间,大大增加了普通车库的利用率。
一般建在屋顶或者地下用于汽车的搬运。
(九)简易升降类
利用升降机构将车辆取出或者停入的简易停车设备。
这种设备采用无人模式,司机将车辆驶入即可离开。
结构比较简单,操作方便,一般用于小区个人住址,小企业单位等对车位数量要求比较少的地方,而且更适合建在地下室,可以更充分的利用地下空间。
[1]
1.3升降横移式停车设备的特点
通过对比各种机械式立体车库的优缺点发现,升降横移式立体车库因为对地适用性强,可大可小等特点被应用最为广泛。
主要表现在以下几个方面:
(1)节约空间。
一般情况下,相比普通地面停车场,升降横移式立体停车库的空间占有率至少降低了50%,空间利用率也提高了近70个百分点。
(2)性价比高。
普通建筑停车库每个车位的建筑成本一般至少十五万,而升降横移式立体车库的车位建设成本均价只需一万五。
(3)方便实用,要求低,耗时短,一般情况只需一分钟左右即可完成一次车辆的存取。
(4)降低交通事故发生率。
在城市中,有相当一部分交通事故是因为车辆在路边乱停乱放导致的,而往往这么做的原因是找不到停车的地方。
(5)保证汽车的安全。
立体车库的系统中配有相应的应急安全装置等,保证车库和车辆的安全。
(6)改善市容市貌。
车库的设计是和城市规划紧密相连的。
立体车库适用性强,不但方便快捷而且省时省力,是以后停车行业改革发展的主要方向。
随着城市现代化的发展,有限的空间无法承载过多的地面普通停车场的建设,机械式立体停车库无疑是解决此问题最好的方法。
升降横移式立体车库则让机械式立体停车库变得更加的简单、方便、实用。
1.4升降横移式立体车库的意义
作为一种包含高科技的机械产品,升降横移式立体停车库的研究和设计涵盖多个领域的知识。
现在立体车库几乎融入到了我们生活中,在一些商业中心、医院、饭店、小区、学校等地方,立体车库作为一项必不可少的基础设施,正起着至关重要的作用。
由于我国在立体车库方面起点比较晚,发展比较缓慢,多数还沿用着国外早期的技术。
随着经济的快速发展,我国的车辆数量增长迅速,现有的立体车库的功能相比国外发达国家落后比较明显,无法满足人们的需求。
现在已建好的立体车库主要技术不足表现就是耗时长,智能化低,不够安全,设计方案比较落后,外观也木有特色。
国内一些好的立体车库大多都是进口国外发达国家的产品,由于他们对技术的封锁以及地域性的歧视导致这些车库出现问题时往往因得不到公平及时的检查和维修服务,造成生命财产的损失。
打破这种现状的唯一办法就是自主创新,自力更新,在技术上面取得突破,打破国外的垄断,让中国人在立体停车行业取得话语权。
只有这样才能建造出高质量满足高要求的设备。
2设计思路及总体设计方案确定
2.1平移类立体车库的提升方案的选择
立体车库实现升降运动一般是利用钢丝绳来承载的,还有部分是通过链条和链轮来实现的,少部分是采用液压驱动。
液压传动控制方便,传动平稳,可以实现无极调速,但是由于液压机构内部结构比较复杂,而且使用成本高,检修不容易,对使用人员的专业化知识要求较高。
一旦液压系统的某个部件出现问题,检测维修很麻烦且耗时耗力,大大的降低系统的工作效率。
因此不选择液压式提升。
相比其他结构,钢丝绳重量小,可以承担的载荷较大。
由于钢丝绳具有弹性,使用时间长了会发生形变伸长,降低机构的精准度。
如果发生松散还可能会照成车辆坠落的危险,因此不选择钢丝绳提升。
链传动是一种啮合传动,它具有中间挠性件。
,它同时拥有带传动和齿轮传动的一些特点。
链传动没有带传动的弹性滑动,可以传动比齿轮传动更大的转矩,造价低、传动平稳,可以在环境相对恶劣的情况中工作,优点明显。
综上所述:
提升方案选择链传动。
[2]
2.2停车设备的横移方法
根据驱动机构是否放在载车板上,可将横移方式分为以下两种:
一:
驱动系统安装在托盘上面,连接链轮带动链条来进行传动。
在进行车辆存取的过程中,由于托盘一直在运动,导致对电机供电比较麻烦,虽然可以使用无线电进行控制,但是用这种方法的话,会大大增加车库的前期建设成本和后期的维护成本,因此不采用此种方式对电机进行横向移动。
二:
驱动系统不安装在托盘上。
可以将驱动电机安装在车库框架上面或者地面上,这样对电机的供电会很方便,后期检修也简单。
如果将电机安装在车库框架上面,电线可以沿着车库框架安装,同时不会因为凌乱的电线而影响到车库的正常运行和外部美观。
总结:
选择将驱动机构安装在车库框架上面进行控制。
一般情况下,实现载车板的横向移动有三种方法:
(1)液压驱动
(2)链驱动(3)齿轮、齿条驱动
首先放弃采用液压驱动方式,原因与上面所述相同。
链驱动虽然传动精度高,但是比齿轮传动的效率低,因此也放弃链驱动方式。
选择通过驱动电机连接齿轮在齿条上面运动,来实现横移动作。
[3]
2.3选择设备运行方案
首先确定升降方案,同时对于传动系统(包括链条与链轮的设计、钢丝绳和与钢丝绳相连的滑轮的设计、驱动电机的选择),载车板等部分进行设计选择。
初步拟定方案如下:
方案1:
1、根据所给的车辆的尺寸数据来确定载车托盘的尺寸。
设计出载车板的外形,选择合适的材料,并进行受力分析和校核。
2、选择合适规格的链轮和链条,并根据载荷进行受力分析和校核。
三、不需要转向盘。
结构更简单,维修更方便,可以更加可靠地工作。
四、制定制动方案。
选择使用电磁接触阀。
五、考虑安全防护设计。
六、考虑环保设计。
七、经济性方案设计。
方案2:
1、根据所给的车辆的尺寸数据确定每个车位载车托盘的尺寸。
设计载车板的外形,选择合适的材料,进行力学分析和校核。
2、选择采用电梯式升降。
选择合适规格的滑轮,记录尺寸数据并校核。
确定钢丝绳的材料、直径。
根据载荷对钢丝绳进行受力分析和校核。
三、设计转向盘。
实现方法可以通过涡轮蜗杆。
七、经济学考虑。
通过总结上述两种方案的优劣后选择第一种方案作为本次设计的初步方案。
如图2-1所示,整个机械结构的传动方式是采用链传动,上方配置有两根循环链,这两根循环链是由一个通轴连接,减速器上相连的链与通轴上的链轮连接来带动通轴,实现转动,然后实现两条循环链的同步转动,这样可以确保传动平稳有序。
第二种方案采用钢丝绳实现同步传动较为麻烦,且钢丝绳由于其自身的特性,在用久了以后,会发生较大形变,降低传动的安全系数和传动效率。
图2.1链传动原理图
本设计的传动特点:
停车用时短,运行效率高。
框架的设计是组合式的,确保产品的统一性,框架的安装和拆卸都很方便。
操作简单易懂,既可由控制室集中控制管理,也可由用户自己操作来实现存取车动作。
[4]
2.4设计数据分析
5车库控制系统
5.1车库运行原理
本次设计课题为链驱动双层升降横移式停车设备。
主要由升降设备、横移设备、控制设备等组成。
升降机构是通过驱动电机提供动力,利用链条连接,带动载车板上下移动来实现的。
横移机构是通过链条和链轮带动托盘通过滚轮在轻轨上左右运动,驱动电机为交流双速电机,控制方式采用的是变频器调速控制。
此车库为双层立体车库,适用于停放大中型轿车,机构设计简单,运行方便自如。
5.2车库安全装置的设计
上层载车板安装有行程限位开关和必要的防坠落机构。
行程限位开关是保证载车板运动到上限位以后自动断电停止。
防坠落装置安装在载车板上限停车位与纵梁之间,在每一个载车板的两侧纵梁上都安装有四只挂钩,前后各两只。
在对应的载车板两边的同等方位上面安装有四只铁环。
当上层载车板上升到停车位以后,两侧的四只铁环就会自动套入到纵梁上面的挂钩中,此举不仅可实现对托盘的防坠落,也可防止当制动器失灵而出现的事故。
一层的载车板的安全装置主要是防碰撞钢板和行程限位开关。
行程限位开关同样是限制托盘移动,保证其运动到相应位置以后自动停止。
防撞钢板的作用是保证载车板横移时,如果碰撞到人或者未正常移动开的其他托板是切断电源,停止横向平移。
5.3电器控制系统的设计
PLC是可编程序控制器,是专为工业生产过程控制而设计的控制器,是工业控制专用计算机。
PLC具有使用灵活,通用性强;
编程简单,易于掌握;
接口简单,维护方便等特点。
立体停车设备包含的车位较多,当有多人同时进行存取车时,数据处理比较复杂,但是存取车过程具有规律性的,因此比较适合用PLC进行控制。
相比其他控制方式,PLC控制系统具有较明显的优势。
1.非常稳定,可以信赖。
高度集成的元件制成的PC机,具有一定的自保护功能,且有很强的抗干扰能力,出现故障时,会立即停止工作,不会出现误操作。
2.程序编程简单,容易控制。
PLC的编程方法比较简单,容易被管理人员掌握,而且编完程序后可以立刻进行调试以便确认程序的正确性。
3.检修方便简单。
PLC具有自我诊断功能,在每次扫描用户程序前,对CPU、存储器等进行故障诊断,假如出现异常情况就会转入处理程序,保留当时的工作状态,关闭所有输出,停机并将出错信息显示出来。
此设计中的PLC系统控制系统中有四种控制方法:
手动、自动、复位、急停。
平时正常工作状态采用自动运行的方法,手动控制是在工作人员进行调试、检修时使用的,急停则是在工作人员发现重大故障或异常的紧急情况下使用的,复位时在检修或者调试完成后使用。
[17]
总结
本次设计的主要内容是链驱动升降横移式立体车库的机械部分,经过将近3个月的努力,设计工作
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- 驱动 双层 升降 横移式 停车 设备