一种整体横移式立体车库的设计

李 华

贵州航天南海科技有限公司

一种整体横移式立体车库的设计

李 华

贵州航天南海科技有限公司

提出了一种整体横移式立体车库的设计方案，阐述了车库的结构组成及工作原理，并对主要构件进行强度校核及受力分析，证明设计方案的可行性。

整体横移；立体车库

1 引言

传统升降横移式立体车库的主体框架与地基为刚性连接，主体框架无横移功能，车库内需预留用于交换的空车位，车库体积较大，占地面积宽，空间利用率低，需倒车入库（出库），使用不便。

为此，本文提出了一种无需预留交换空车位的可实现主体框架整体横移的立体车库，从而减小车库体积，提高空间利用率，无需倒车入库（出库），使用方便。

2 技术指标

（1）容车尺寸：≤[长]5000×[宽]1850×[高]1550（mm）；

（2）容车重量：≤1700kg；

（3）升降速度：7m/min±8%；

（4）框架横移速度：2.6m/min±8%；

（5）车板横移速度：6.8m/min+10%、-5%；

（6）动力电源：AC380V，50Hz，三相五线；

（7）噪声：≤85dB；

（8）存取车操作方式：遥控、按键、刷卡。

3 设计方案

本车库为两层一列框架结构，共2车位，主要由框架、横移传动、升降装置、升降车板、横移车板、导轨、控制系统、安全装置八大部分组成。

本车库包括框架横移传动、升降传动、车板横移传动共三个传动系统。框架横移传动为减速电机+链轮链条传动，升降传动为减速电机+链轮链条+卷筒钢丝绳传动，车板横移传动为减速电机+链轮链条传动。

3.1 框架

框架包括四根立柱，四根立柱的纵向通过一对纵梁相连，横向通过一对横梁连接，纵梁下方设置有边纵梁，横梁下方设置有边梁，立柱底部用于连接一对主动轮和一对从动轮。构成主体框架的立柱位于矩形的四个顶点处，横梁和纵梁位于矩形的相应边上。

3.2 横移传动

横移传动其安装于主体框架，用于框架的横移，由主传动、中间传动、张紧装置、主动轮、从动轮等组成。

主传动主要由减速电机、电机链轮、调整螺杆、安装架等组成。

中间传动主要由单排链轮、带座轴承、长轴、双排链轮、中间轴、短轴、空心轴等组成。

张紧装置主要由张紧链轮、固定轴、深沟球轴承、张紧轴、调整套、调整螺栓、定位板、防护罩等组成。

行走轮转速nl。

车库横移速度：V=2.5m/min。

行走轮直径：d=106mm。

转速：nl=V×1000/πd=2.5×1000/3.14×106=2500/332.84≈7.52r/ min。

3.3 升降装置

升降装置由减速电机、电机链轮、链条、大链轮、卷筒、安装架、主轴、单排绳轮、双排绳轮、上降停止装置、导向杆、钢丝绳、下降停止装置等组成。

3.4 控制系统

控制系统是整个立体车库的核心部分，要求能够实现顺序动作控制、速度控制、定位控制和安全互锁控制。

3.4.1 硬件组成

本车库控制系统以可编程逻辑控制器（PLC）为控制核心，利用传感器、电机系统等设备共同完成车辆的存取操作，并可配有人机界面和遥控器，以实现本地手动或遥控存取车功能。

检测元件：

（1）传感器1：检测横移车板出位到位状态。

（2）传感器2：检测横移车板归位到位状态。

（3）传感器3：检测框架横移出位到位状态。

4 工作原理

存取车前，确定操作系统处于自动状态。存取车时，操作人员（或车主）在操作面板或遥控器上键入命令后，系统根据各车位的位置自动判断路径和方向，移动相应车位，准备就绪后，系统提示用户进出车，完成车辆的存取操作，存、取车原理相似。

5 强度校核及受力分析

5.1 升降装置驱动链条

升降车位最大理论负载为：1700kg+500kg=2200kg。

根据JB/T8910《升降横移类机械式停车设备》要求，链条的安全系数准无人方式应不小于7。则本次受力分析中，加载于升降车位的负载为理论负载的7倍。

即：2200kg×7=15400kg，15400kg×9.8=150920N。

链条最大拉力Fmax。

Fmax=[Qa/naηt0ηtz]D1/D3=[150920/（1×0.98×0.99）]×160/218.8= [150920/0.9702]×160/218.8=155555.56×160/218.8N=113.75kN。

式中Qa-起升载荷，n-链条根数，ηt0-导向滑轮的效率，a-滑轮组的倍率，ηtz-滑轮组效率，D1-卷筒钢丝绳卷绕直径，D3-大链轮节圆直径。

由GB/T1243-1997可查，链条24A-1，其最小抗拉强度为Qmin= 124.6kN。

Fmax（=103.75kN）＜Qmin（=111.2kN）。

故所选链条安全合理。

5.2 钢丝绳

载荷条件：

升降车板许可自重W1≤600Kg，停车许可重量W2≤1700Kg。

则升降车位最大理论负载为：

W=（W1+W2）×9.8=（1700+600）×9.8=2300×9.8=22540N。

6 结束语

本文设计的整体横移式立体车库，结构简单，体积小巧、能有效提高空间利用率，直行存取车，无需倒车入库（出库），方便实用。现样机已试制完毕，各功能指标符合要求，优化改进后将投放市场。

[1]JB/T8910-1999《升降横移类机械式停车设备》

[2]GB/T3811-2008《起重设计规范》

[3]GB8918-2006《重要用途钢丝绳》