王健

青島茂源停車設(shè)備制造有限公司 山東省青島市 266000

1 引言

隨著當(dāng)前社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市的規(guī)模化發(fā)展，以及人口密度的極具上升，小汽車的數(shù)量也隨之呈現(xiàn)大幅度的增加，停車困難將是一個日益突出的問題。如何利用有限的空間實現(xiàn)最大限度的停車將是一個很棘手的問題，而垂直空間的有效利用將是一個解決問題的手段，多層立體停車進入了人們的視野，目前廣泛存在的立體停車有七類：平面移動類、垂直升降類、水平循環(huán)類、多層循環(huán)類、垂直循環(huán)類、升降橫移類和巷道式堆垛類。

在以上的七類立體停車類型中，本文以升降式橫移類（PSH）立體停車最為有效和應(yīng)用最為廣泛，在實現(xiàn)立體停車過程中是以升降或橫移方法實現(xiàn)車輛的存取設(shè)備稱為升降橫移類停車庫。自從1986年英國獨立制造的第一座自動化立體停車的投入使用，立體停車概念已發(fā)展了幾十年，我國為此也進行了大量的研究，中國從90年代開始對立體停車設(shè)備的研究，由此立體停車庫便逐漸走入人們的生活。

2 立體停車工作原理

關(guān)于升降式橫移立體停車庫，很多工作者對此進行了大量的研究，根據(jù)橫移式立體車庫的類型可以分為二層升降橫移式立體車庫、三層橫移式立體車庫以及四層橫移式立體車庫等，在此主要以三層橫移式立體車庫為例介紹立體停車的工作原理。PSH-3三層橫移式車庫主要是以升降和橫移進行車輛的提取，這種停車設(shè)備所用到的輔助設(shè)備為升降橫移機械設(shè)備，此設(shè)備課分為鋼結(jié)構(gòu)、載車板、控制系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和輔助安全防護部分。在立體車庫的每個停車位都有一個載車板實現(xiàn)車輛的停靠，以及實現(xiàn)車輛的升降和橫移方向的運動。當(dāng)在實際的車輛停靠時，載車板先是通過橫移和升降，到達地面，車輛可以開進載車板，而后實現(xiàn)自動化的車輛停靠。

2.1 鋼結(jié)構(gòu)

鋼結(jié)構(gòu)作為橫移式立體停車庫的主體框架部分，主要作為支撐結(jié)構(gòu)實現(xiàn)整體的良好運行。其設(shè)備結(jié)構(gòu)應(yīng)整理簡介且安全性極高，所使用功能的鋼材多以H型鋼為主，還有槽鋼和鋼板等，并以適量的螺栓結(jié)構(gòu)作為連接件以及焊接等，必須滿足一定的強度和剛度要求，還可以在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)一定的抗腐蝕和防銹的能力，使質(zhì)量可靠安全。

2.2 載車板

載車板在其中具有核心的作用價值，一般載車板結(jié)構(gòu)都是以鍍鋅板成型，配合高強度的螺栓進行連接，保證足夠的剛度和強度要求。對于載車板的類型也可分為全包裝式、簡易包裝式和半包裝等結(jié)構(gòu)。

2.3 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)部分主要的對象是橫移式小型電極和大電機實現(xiàn)在存取車時的左右和上下移動。以及相關(guān)的一些輔助設(shè)備的使用，如橫移時的位置確定和抗干擾措施，以免事故的發(fā)生?？刂葡到y(tǒng)的所使用的PLC具有抗干擾性強和穩(wěn)定性高的優(yōu)點，且滿足系統(tǒng)使用中的高靈敏度和位置準確性要求。

2.4 傳動系統(tǒng)

另一部分是傳動系統(tǒng)，驅(qū)動系統(tǒng)包含減速機、鋼絲繩輔助結(jié)構(gòu)、電動機和制動器等，在停車過程中主要通過鋼絲繩拖拽實現(xiàn)停車設(shè)備的移動，要求系統(tǒng)具有運行平穩(wěn)和安全可靠。

2.5 輔助安全防護系統(tǒng)

作為立體停車，其可靠性要求非常嚴格，在此對于輔助安全防護系統(tǒng)的要求有斷電、斷相等保護，以及對于雜物的紅外線檢測設(shè)備，車輛升降和橫移運行中的定位和緊急制動裝置。

3 橫移式停車庫設(shè)計與實現(xiàn)

橫移式立體車庫在和傳統(tǒng)的車庫進行比較的時候，擁有天然的優(yōu)勢，相比于傳統(tǒng)車庫，其空間使用效率提高80%-90%，大大的節(jié)省的城市日益金貴的土地資源。本文以三層橫移式停車庫為例進行研究，在此結(jié)構(gòu)中，對于頂層的載車板結(jié)構(gòu)只需要研究在空間上的上下升降移動，中層載車板需要研究上下和橫移，底層只需要研究橫移。在設(shè)計特點上，本三層結(jié)構(gòu)的最主要優(yōu)點就是平面的使用率和可根據(jù)需要實現(xiàn)二層或者四層的結(jié)構(gòu)變化，在規(guī)模上具有一定的靈活性，應(yīng)用范圍非常廣泛。

在設(shè)計中本結(jié)構(gòu)需要有立柱、橫梁鋼結(jié)構(gòu)組成，底層結(jié)構(gòu)需要橫移的載車板，以及可實現(xiàn)升降的提升裝置，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠的電動機驅(qū)動。對于各參數(shù)的設(shè)計和安全性校正如下所示：

3.1 立體車庫載車板相關(guān)參數(shù)

立柱需要為空心方鋼，其尺寸為200x200MM，厚度為8MM，質(zhì)量約為30Kg/m。橫梁和縱梁所選用的是H型鋼結(jié)構(gòu)，底層載車板結(jié)構(gòu)為槽鋼和焊接結(jié)構(gòu)。按照正常的車輛尺寸信息：5000x1850x1550mm，重為1800Kg，參照質(zhì)量理論值計算得到鋼板的質(zhì)量為260Kg。同樣方法計算接的槽鋼和等材料的具體信息，可得車載版的總體質(zhì)量約為500Kg。

3.2 電機選用

選擇交流電動機，適用于不易燃易爆，無腐蝕性氣體的場合，和要求有較好啟動性能的機械。電動機主要包含升降式電機和橫移式電機，所需要的升降式電機主要通過鏈傳動來帶動載車板實現(xiàn)升降移動，在此根據(jù)載車板的質(zhì)量信息和各部件的傳動效率（鏈傳動效率η=0.97，齒輪效率η=0.97，η=0.92，軸承效率η=0.99），在具體的使用過程中還需要考慮摩擦阻力和載荷的安全性系數(shù)，本文選用的電極為三相異步電動機JXJ231。

另一個電機為載車板實現(xiàn)橫移方向的移動，所需要的結(jié)構(gòu)僅為鏈結(jié)構(gòu)和滑輪，根據(jù)各種要求所選用的三相異步電動機為JXJ112。

3.3 鏈條和鏈輪設(shè)計

橫移式立體停車結(jié)構(gòu)還需要一些運動輔助結(jié)構(gòu)，如驅(qū)動力相關(guān)的鏈輪和鏈條結(jié)構(gòu)，鏈傳動具有傳動特性和撓性結(jié)構(gòu)要求，比一般的齒輪傳動結(jié)構(gòu)更加的靈活，和可以實現(xiàn)大中心距的力傳動，對于傳動精度要求沒那么高的傳動鏈輪更加合適，而且具有相關(guān)的經(jīng)濟性優(yōu)勢。和摩擦型帶傳動相比，鏈傳動的平均傳動比準確；傳動效率高，并且能在惡劣環(huán)境條件下工作。鏈輪齒受力情況較好，承載能力較大，有一定的緩沖和減震性能，結(jié)構(gòu)輕便。鏈傳動的應(yīng)用范圍很廣，通常中心距較大，平均傳動比要求準確的傳動，環(huán)境惡劣的開式傳動等都可成功應(yīng)用鏈傳動。鏈的使用壽命很大程度上取決于鏈的材料和其制造精度、熱處理等。鏈輪材料應(yīng)能滿足強度和耐磨性的要求。鏈輪應(yīng)用中碳鋼制造。因為小鏈輪的嚙合次數(shù)比大鏈輪多，所以對材料的要求也比大鏈輪高，本文的大鏈輪應(yīng)用45#。

4 結(jié)語

本文針對城市愈加艱難的停車問題，為解決停車難和土地資源的有效性利用研究了橫移式立體停車庫的設(shè)計與實現(xiàn)方法。本文顯示針對立體停車的相關(guān)理論進行闡述，而后以三層橫移式立體停車系統(tǒng)為例研究具體的停車信息，將上、中、下三層分別討論，以及相關(guān)的一些輔助設(shè)備如載車板和驅(qū)動設(shè)備等進行研究，最后以實際的設(shè)計研究為例，驗證本方法的有效性，可為未來的立體停車提供可靠的參考和方向。