李 華

貴州航天南?？萍加邢薰?/p>

一種整體橫移式立體車(chē)庫(kù)的設(shè)計(jì)

李 華

貴州航天南?？萍加邢薰?/p>

提出了一種整體橫移式立體車(chē)庫(kù)的設(shè)計(jì)方案，闡述了車(chē)庫(kù)的結(jié)構(gòu)組成及工作原理，并對(duì)主要構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度校核及受力分析，證明設(shè)計(jì)方案的可行性。

整體橫移；立體車(chē)庫(kù)

1 引言

傳統(tǒng)升降橫移式立體車(chē)庫(kù)的主體框架與地基為剛性連接，主體框架無(wú)橫移功能，車(chē)庫(kù)內(nèi)需預(yù)留用于交換的空車(chē)位，車(chē)庫(kù)體積較大，占地面積寬，空間利用率低，需倒車(chē)入庫(kù)（出庫(kù)），使用不便。

為此，本文提出了一種無(wú)需預(yù)留交換空車(chē)位的可實(shí)現(xiàn)主體框架整體橫移的立體車(chē)庫(kù)，從而減小車(chē)庫(kù)體積，提高空間利用率，無(wú)需倒車(chē)入庫(kù)（出庫(kù)），使用方便。

2 技術(shù)指標(biāo)

（1）容車(chē)尺寸：≤[長(zhǎng)]5000×[寬]1850×[高]1550（mm）；

（2）容車(chē)重量：≤1700kg；

（3）升降速度：7m/min±8%；

（4）框架橫移速度：2.6m/min±8%；

（5）車(chē)板橫移速度：6.8m/min+10%、-5%；

（6）動(dòng)力電源：AC380V，50Hz，三相五線(xiàn)；

（7）噪聲：≤85dB；

（8）存取車(chē)操作方式：遙控、按鍵、刷卡。

3 設(shè)計(jì)方案

本車(chē)庫(kù)為兩層一列框架結(jié)構(gòu)，共2車(chē)位，主要由框架、橫移傳動(dòng)、升降裝置、升降車(chē)板、橫移車(chē)板、導(dǎo)軌、控制系統(tǒng)、安全裝置八大部分組成。

本車(chē)庫(kù)包括框架橫移傳動(dòng)、升降傳動(dòng)、車(chē)板橫移傳動(dòng)共三個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)。框架橫移傳動(dòng)為減速電機(jī)+鏈輪鏈條傳動(dòng)，升降傳動(dòng)為減速電機(jī)+鏈輪鏈條+卷筒鋼絲繩傳動(dòng)，車(chē)板橫移傳動(dòng)為減速電機(jī)+鏈輪鏈條傳動(dòng)。

3.1 框架

框架包括四根立柱，四根立柱的縱向通過(guò)一對(duì)縱梁相連，橫向通過(guò)一對(duì)橫梁連接，縱梁下方設(shè)置有邊縱梁，橫梁下方設(shè)置有邊梁，立柱底部用于連接一對(duì)主動(dòng)輪和一對(duì)從動(dòng)輪。構(gòu)成主體框架的立柱位于矩形的四個(gè)頂點(diǎn)處，橫梁和縱梁位于矩形的相應(yīng)邊上。

3.2 橫移傳動(dòng)

橫移傳動(dòng)其安裝于主體框架，用于框架的橫移，由主傳動(dòng)、中間傳動(dòng)、張緊裝置、主動(dòng)輪、從動(dòng)輪等組成。

主傳動(dòng)主要由減速電機(jī)、電機(jī)鏈輪、調(diào)整螺桿、安裝架等組成。

中間傳動(dòng)主要由單排鏈輪、帶座軸承、長(zhǎng)軸、雙排鏈輪、中間軸、短軸、空心軸等組成。

張緊裝置主要由張緊鏈輪、固定軸、深溝球軸承、張緊軸、調(diào)整套、調(diào)整螺栓、定位板、防護(hù)罩等組成。

行走輪轉(zhuǎn)速nl。

車(chē)庫(kù)橫移速度：V=2.5m/min。

行走輪直徑：d=106mm。

轉(zhuǎn)速：nl=V×1000/πd=2.5×1000/3.14×106=2500/332.84≈7.52r/ min。

3.3 升降裝置

升降裝置由減速電機(jī)、電機(jī)鏈輪、鏈條、大鏈輪、卷筒、安裝架、主軸、單排繩輪、雙排繩輪、上降停止裝置、導(dǎo)向桿、鋼絲繩、下降停止裝置等組成。

3.4 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)是整個(gè)立體車(chē)庫(kù)的核心部分，要求能夠?qū)崿F(xiàn)順序動(dòng)作控制、速度控制、定位控制和安全互鎖控制。

3.4.1 硬件組成

本車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)以可編程邏輯控制器（PLC）為控制核心，利用傳感器、電機(jī)系統(tǒng)等設(shè)備共同完成車(chē)輛的存取操作，并可配有人機(jī)界面和遙控器，以實(shí)現(xiàn)本地手動(dòng)或遙控存取車(chē)功能。

檢測(cè)元件：

（1）傳感器1：檢測(cè)橫移車(chē)板出位到位狀態(tài)。

（2）傳感器2：檢測(cè)橫移車(chē)板歸位到位狀態(tài)。

（3）傳感器3：檢測(cè)框架橫移出位到位狀態(tài)。

4 工作原理

存取車(chē)前，確定操作系統(tǒng)處于自動(dòng)狀態(tài)。存取車(chē)時(shí)，操作人員（或車(chē)主）在操作面板或遙控器上鍵入命令后，系統(tǒng)根據(jù)各車(chē)位的位置自動(dòng)判斷路徑和方向，移動(dòng)相應(yīng)車(chē)位，準(zhǔn)備就緒后，系統(tǒng)提示用戶(hù)進(jìn)出車(chē)，完成車(chē)輛的存取操作，存、取車(chē)原理相似。

5 強(qiáng)度校核及受力分析

5.1 升降裝置驅(qū)動(dòng)鏈條

升降車(chē)位最大理論負(fù)載為：1700kg+500kg=2200kg。

根據(jù)JB/T8910《升降橫移類(lèi)機(jī)械式停車(chē)設(shè)備》要求，鏈條的安全系數(shù)準(zhǔn)無(wú)人方式應(yīng)不小于7。則本次受力分析中，加載于升降車(chē)位的負(fù)載為理論負(fù)載的7倍。

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

鏈條最大拉力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-起升載荷，n-鏈條根數(shù)，ηt0-導(dǎo)向滑輪的效率，a-滑輪組的倍率，ηtz-滑輪組效率，D1-卷筒鋼絲繩卷繞直徑，D3-大鏈輪節(jié)圓直徑。

由GB/T1243-1997可查，鏈條24A-1，其最小抗拉強(qiáng)度為Qmin= 124.6kN。

Fmax（=103.75kN）＜Qmin（=111.2kN）。

故所選鏈條安全合理。

5.2 鋼絲繩

載荷條件：

升降車(chē)板許可自重W1≤600Kg，停車(chē)許可重量W2≤1700Kg。

則升降車(chē)位最大理論負(fù)載為：

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

6 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)的整體橫移式立體車(chē)庫(kù)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小巧、能有效提高空間利用率，直行存取車(chē)，無(wú)需倒車(chē)入庫(kù)（出庫(kù)），方便實(shí)用?，F(xiàn)樣機(jī)已試制完畢，各功能指標(biāo)符合要求，優(yōu)化改進(jìn)后將投放市場(chǎng)。

[1]JB/T8910-1999《升降橫移類(lèi)機(jī)械式停車(chē)設(shè)備》

[2]GB/T3811-2008《起重設(shè)計(jì)規(guī)范》

[3]GB8918-2006《重要用途鋼絲繩》