机械式停车库车库设计.docx
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1、升降横移车库PSH13D7K设计计算书一、前言1.1设计要求随着改革开放的不断深入,中国经济的迅速发展,我国城市居民经济条件的日益改善,私人轿车的数量大大增加,致使在人口集中的城市里,在繁华的街道小车停车位的严重不足,使得停车难问题日趋严重,立体车库无疑是解决小区停车难问题的一种有效途径。1.2设计意义1.2.1 我国立体停车设备现状调查报告国内汽车产业的快速发展使城市汽车容量迅速增加,停车位在数量和布局上已不能满足和适应现实的需要, 更不适应现代化城市的发展要求。城市住宅区和公共设施建设规模的不断扩大要求建立大量配套停车设施,然而城市用地日趋紧张直接限制了停车设施建设大量占地。已有的住宅区怎
2、样改造补充车位、新开发的项目如何设计并提供车位、公共建筑怎样合理利用现有车位,总之停车已经成为房地产开发项目、政府各部门以及社会各界普遍关注和亟待解决的问题。机械式立体停车库可最大限度地节约土地和利用空间,是解决城市用地紧张、缓解停车难的一个有效手段。业内人士指出:机械式立体停车设施能够减少城市停车建设用地,将是未来几年内停车库发展的主要方向,同时也是开发投资的重点。 机械式立体停车库的建设蕴藏着商机,人们应该用科学的发展观,理性地思考、规划和投资建设停车库。1.2.2 本设计研究的意义目前我国城市停车的主要类型还是大型公共停车库,规模大,占地面积较大,建设资金大,停放车辆多,主要应用于车辆停
3、放的密集区如商业中心区、大型的车站等,这都需要有较大的建设地面和空间。现在还没有应用于城市住宅小区的立体车库来解决私人汽车的停放问题,为了解决住宅小区内的停车问题,只能利用小区内较小的面积,建立中小型机械式立体车库,占地面积少,存放的车辆多,而且能使住户存取车辆时,既便捷又安全可靠。垂直循环式机械立体停车库以其土地利用率和空间利用率高,使用操作简单、灵活,安全可靠,适应性强等诸多优点,是解决大城市住宅小区停车问题的主要发展方向,将会在新开发的住宅小区及旧社区里大显身手二、机械式立体车库分类2.1机械式立体车库的特点机械式立体车库与传统的自然地下车库相比,在许多方面都显示出优越性。首先,机械式立
4、体车库具有突出的节地优势。以往的地下车库由于要留出足够的行车通道,平均一辆车就要占据40平方米的面积,而如果采用双层机械车库,可使地面的使用率提高8090,如果采用地上多层(21层)立体式车库的话,50平方米的土地面积上便可存放40辆车,这可以大大地节省有限的土地资源,并节省土建开发成本。 机械式立体车库与地下车库相比可更加有效地保证人身和车辆的安全,人在车库内或车不停准位置,由电子控制的整个设备便不会运转。应该说,机械式立体车库从管理上可以做到彻底的人车分流。2.2机械式立体车库的分类及简介机械式立体车库根据其构造上的不同可分为垂直升降式、升降横移式、巷道堆垛式、水平循环式、多层循环式、平面
5、移动式、垂直循环式、简易升降式等立体车库。其中垂直升降式、升降横移式、巷道堆垛式、水平循环式、多层循环式、平面移动式立体车库是大型停车场,停放车辆多达数十辆以至上千辆之多,适合于建在有相对较大的空间而且车辆停放密集区如中心商业区、车站、码头等。垂直循环式、简易升降式一般占地面积较小,存放车辆较少,适合家庭和住宅小区停车。(1)升降横移式立体车库(图2.1)图2.1 升降横移式立体车库由停车位与升降装置立体组合而成的停车装置,升降装置可整体横向移动或升降装置的搬运器可横向移动,停车位设置在升降道和移动道的两侧,通过车盘的升降和横移操作实现停车取车;采用模块化设计,车位数从几个到上百个均可,可以在
6、地面及地下停车场使用,也可设计成半地下形式,使用形式灵活,造价较低,因此这类停车库比较普遍。(2)垂直升降式(电梯式)立体车库(图2.2)车库中间是升降机垂直运送汽车的通道,两侧是沿垂直方向设置的停车车位,类似于电梯的工作原理,把容纳汽车的停车室和升降汽车的升降装置组合起来。存取车时由升降机构带动车和托盘到达指定层面,然后用横移装置通过横向伸缩把车和托盘搁放在指定存车位置上或是相反。通过横移装置将指定存车位上的车辆和托盘送入升降机构,升降机构降到车辆入口处,打开库门,将车开走。其内部为层状结构,一般以二辆车为一个层面,整个存车库可多达20-25层,平均50平方米的土地可容车40至50辆,比传统
7、的停车场容车率高出约10倍,是酒店、商场、商务场所等人口极度密集区的首选停车设备。这种车库的高度较高(几十米),对设备的安全性、加工安装精度等要求都很高,造价较高,但外型美观大方,可以与建筑物并设,也可单独设置,与环境融洽结合,高效利用土地。最适宜建筑在高度繁华的城市中心区域以及车辆集中停放的集聚点。图2.2 垂直升降式(电梯式)立体车库(3)多层循环式立体车库(图2.3)图2.3 水平循环式立体车库搬运器排列成两层或两层以上并作上下循环运动而实现车辆多层存放的停车设备,根据循环的形状可分为圆形循环式和箱形循环式。圆形循环式车库一般存车位较少,出入库时间短;箱形循环式车库一般车位较图2一4多层
8、循环式立体车库多,空间利用率高。在每列任意两层的两端,搬运器以升降运动进行不同层之间的循环。根据循环方向与停车方向的关系,可分为纵式和横式两类。根据汽车出入地下室的方式可分为由汽车自行驶到地下停车装置上的直接出入式和用升降装置使汽车出入的升降式。(4)巷道堆垛式立体车库(图2.4)图2.4 巷道堆垛式立体车库其工作原理和堆垛式立体自动化仓库存取货物很相似,采用堆垛机或桥式起重机作为存取车辆的工具,所有进到搬运器的车辆均由堆垛机或桥式起重机水平且垂直移动到存车位,或者从存车位取出,因此对堆垛机的技术要求较高,单台堆垛机成本较高 ,所以巷道堆垛式立体车库适用于车位数需要较多的客户使用。(5)垂直循
9、环式立体车库(图2.5)图2.5垂直循环式立体车库垂直循环类机械式停车设备采用与地面垂直方向做循环运动而达到存取车辆的停车设备。其工作原理是通过减速电机带动传动机构,在牵引构件链条上,每隔一定距离安装一个存车拖架,存车拖架随链条一起作循环运动,从而达到存取车辆的目的。存车时,司机将车开至设备存车拖架准确位置后,停妥后,司机出库。按动操作按键,电机启动,存车拖架随之运动,另一存车拖架转动到进口位置即停,则可进行下一存车操作;取车时,按下所取车编号按键,设备动作,存车拖架按最短路程运行至出口,司机进入存车拖架,将车开出。该类型车库占地小,容量大,利用地面两个平面停车位可同时停放7-32辆车;机械性
10、能稳定,安装操作简便,配置灵活,存取车方便;运行平稳,制动可靠,安全性高,外观轻巧美观。(6)简易升降式立体车库(图2.6)图2.6简易升降式立体车库简易升降类机械式停车设备把停车位分成上、下二层或二层以上,借助升降机构或俯仰机构使汽车存入或取出的一种机械式停车设备。该类车库一般为准无人方式,结构十分简单、建造成本较为经济,安装周期也很短,性能可靠、操作也十分容易。该类车库多适用于多用于私人住宅、企事业单位、地下室等场所,在面积一定时至少增加二倍以上的停车位。托运盘作升降运动的装置有钢丝绳式的、链式的、液压式的等形式。(7)圆形立体车库(图2.7)台湾省台北市矽钢中山停车业公司独创圆形立体车库
11、,具有独到之处。圆形立体车库由于车辆存取时无横向移动,出入库速度高,具有优异的平稳性,噪声小,故障率低,成本低等特点。图2.7 圆形立体车库三、升降横移式立体车库设计3.1升降横移式立体车库的基本结构 升降横移式立体车库以钢结构框架为主题,采用电机驱动链条带动载车板做升降横移运动,实现存取车辆。其工作原理为:每个车位均有载车板,所需存取车辆的载车板通过升降横移运动到达地面层,驾驶员进入车库,存取车辆,完成存取过程。停泊在车库内地面层的车辆:只作横移,不必升降;而停泊在顶层的车辆:只作升降,不作横移;中间层则通过升降横移运动为顶层车辆让出空位,或存取车辆。四层升降横移式的运行原理:该停车设备的出
12、入口在第一层,最高层的停车板只可做升降动作,最底层的停车板只可做横移运动。中间两层停车既可作升降动作又可做横移动作。下上层均设有空位,停车板通过横移动作变换空位,降下空位上方的汽车,取出汽车,最底层汽车无需倒车,便可直接开出。升降横移式立体车库主要有以下几个部分组成:升降横移式立体停车设备的控制系统采用PLC 可编程序控制器控制,主要有手动、自动、复位、急停四种控制方法。自动控制应用于平时的正常工作状态,手动控制应用于调试、维修状态,复位应用于排除故障场合,急停应用于发现异常的紧急场合。此外要控制上层车位上安全钩的电磁铁和系统报警显示装置等。:BDvi对适合于机械式停车设备中停放的车辆,按其尺
13、寸及质量(整车加50千克物品的质量),分组范围见表1。 n组别代号汽车长/mm x车宽/mm x车高/mm质量/kgX4400x1750x1450 1eF_Ya! 1300 auoA Z4700x1800x1450 :z124Zf 1500 ! $XO Un D5000x1850x1550 EUQ449p 1700 mG!L$ T5300x1900x1550 fl!1AKSnN 2350 Zh8 QI+ C5600x2050x1550 Q!Msyv 2550 wfWS-pQ K5000x1850x2050 ,at-ci 1850 5Bzuj 表1. 适停车辆尺寸及质量本设计所设计的车库适停车辆
14、为大型以下轿车,最大停车数量为13辆,不能停放客车,故该车库的型号标记为:PSH13D/7K (JB/T8910-1999-3.3.1)适停车辆尺寸及质量见表2。n组别代号汽车长/mm x车宽/mm x车高/mm质量/kgX4400x1750x1450 1eF_Ya! 1300 auoA Z4700x1800x1450 :z124Zf 1500 ! $XO Un D5000x1850x1550 EUQ449p 1700 mG!L$ K5000x1850x2050 ,at-ci 1850 5Bzuj 表2.本设计适停车辆尺寸及质量n5x-SxS0 Q-H =wJ4R单车最大进(出)时间: x 1
15、 R! 6nhfIq3wY本设计所取的单车最大进出时间为:35120s。3.1.2 立体车库钢结构设计钢架主要分为上、下框架,通过它可以安装消防、排水设施以及作为钢丝绳和链的支撑部件。主要由立柱、上边架、下边架以及轨道支架组成。各钢板采用高强度螺栓联结。高强度螺栓连接中,构件内力是靠构件钢板表面间由高强度螺栓以巨大的夹紧压力所产生的摩擦力来传递的,故高强度螺栓连接的承载能力是以抗滑强度被连接钢板发生相对滑动的载荷来表示,而不考虑螺栓的受剪。抗滑强度又取决于高强度的预紧拉力、钢板表面的摩擦系数、摩擦面及高强螺栓数量。高强度螺栓由高强螺栓、高强螺母各一个,以及高强垫圈个两个组成。JB/T8910-
16、1999-4.3则由弯曲强度理论可知:四层横梁稳定。3.2立体车库升降横移机构设计横移电机型号为CLPK22020403,输出的最大扭矩为6.594kgf.M=6.594kgf=65.94NM具体轴的结构见零件图。3.3升降横移传动系统的设计3.3.1载车板横移传动系统第一层1、2、3号车位设置在地平面,汽车的存取可在对应位置进行,车辆进入载车板后,只需实现水平横移的运动方式,见图3.3.1。图3.3.1 第一层横移链传动结构图传动方式为:减速电机-主动链轮-链条-从动链轮-主轴-行走轮-载车板,实现第一层载车板的横移运动。3.3.2升降横移运动的传动系统 第二层4、5、6车位是由一个横移矩形
17、框架及一个悬挂载车板组成,汽车进入载车板后,既要进行水平横移运动,又要进行垂直升降运动。第二层升降横移传动结构图如图3.3.2和图3.3.3。图3.3.2图3.3.31- 横移从动链轮 2-行走轮 3-横移主动链轮 4-横移减速电机 5-横移主轴6-载车板 7-横移框架 8-升降卷筒 9-升降主轴 10-升降减速电机11-升降主动链轮 12-从动链轮横移传动方式为:横移减速电机4一横移主动链轮3-链条一横移从动链轮1-横移主轴5-行走轮2-横移框架7,实现第二层载车板的横移运动。 升降传动方式为:升降减速电机10一升降主动链轮11-链条一升降从动链轮12-升降主轴9-升降卷筒8-升降钢丝绳一载
18、车板6,实现载车板的垂直升降,完成第二层载车板的垂直升降运动。第三层的升降横移传动结构和第二层的相同。3.3.3 垂直升降运动的传动系统第四层10、11、12、13号车位是由一个焊装在停车设备的骨架上的框架及一个悬挂载车板组成。汽车进入载车板后,只需要进行垂直升降运动。垂直升降运动的传动系统如图3.3.4和图3.3.5。图3.3.4图3.3.51-从动链轮 2-主动链轮 3-减速电机 4-主轴 5-升降卷筒 6-框架 7-载车板传动方式为:减速电机3-主动链轮2-链条-从动链轮1-主轴4-升降卷筒5-升降链条-载车板7,实现载车板的垂直升降,完成垂直升降运动。3.3.4载车板的结构和尺寸的设计
19、由于本设计存车容量,考虑力学性能,设计结构尺寸如图3.3.6。 整体由冷弯空心型钢和钢板焊接而成。 后横梁钢材选用矩形冷弯空心型钢结构(GB/T6723-1986)。根据实际需求选择尺寸HBt=100504。确定长度为2000mm,数量为1根。得质量为。车板纵梁选择矩形冷弯空心型钢结构。根据实际物理需求,选择HBt=100504.0。确定长度为4900mm,数量为2根。得质量为。中部支撑选择冷弯空心型钢结构。根据实际需求选择尺寸HBt=100504。确定长度为2000mm,数量为2根。得质量为 。根据实际需求选择尺寸HBt=50504。确定长度为2000mm,数量为3根。得质量为 。根据实际需
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