立体车库升降装置设计研究

立体车库升降装置设计研究
摘要本论文通过对立体车库装置，主要是横移式立体车库的结构设计，以及车板重量估算载车板、横移传动系统设计等方面来考虑并进行改善，从而进行优化设计立体车库。

关键词升降；横移式；立体车库；载车板电动机
1 研究背景
随着我国经济持续快速的发展，大中型城市建设不断加强，城市交通拥堵和停车成了影响城市发展的重要因素，路边停车和传统的自走式停车库己经不能适应城市发展的要求，再加上国内汽车持有量的剧增，机械式立体车库成为解决这一问题的必然途径。

虽然机械式立体停车库在我国出现和使用只有短短十几年，但发展迅速，成效显著。

不仅能够生产造价低廉，原理简单，使用方便的立体车库，而且也逐渐向高技术集成的高端立体车库产品发展。

2 研究意义
首先，机械立体车库具有突出的节省资源优势可节省土建的开发成本。

其次，机械立体车库能够有效地保证人身和车辆的安全。

机械立体车库还能做到彻底的人和车的分流。

一般立体车库是以单台集装制成，这对车库较少的地区解决停车难的问题提供了方便。

因此，在升降横移式立体车库结构设计的基础上，深入地对升降横移式立体车库的研究是十分必要、迫切有意义的。

3 研究内容
本文是研究的立体车库是类似于升降横移式立体停车库，在立体车库技术的某些方面做一些改进和探索，主要是通过优化立体车库的结构材料和车板重量估算载车板、横移传动系统设计些方面来优化立体车库。

1）升降横移式立体车库的工作原理：
本次研究将设计一个简单两层升降横移式立体车库，框架为钢结构，每个车位均有载车板，所需存取车辆的载车板通过电机驱动链条来升降横移运动到达地面层，实现存取车辆。

下图1是升降横移类立体车库的运行原理简图：
图1升降横移类立体车库的运行原理简图
现以取车为例来说明存取车的顺序。

如上图所示，若取1车位的车子，需将4、5车位的载车板依次向右横移到5、6车位，之后1车位下降到4车位，即可以取车。

车子取走后，上层的载车板需要提升到原来的位置。

1、2、3车位载车板只能上下移动，4、5车位载车板只能横向移动。

存车的过程和取车的过程基
本相同，唯一的区别就是：存车时尽量先把车存放在上层的车位，最后再存放下层的车位。

另外在车库里，必须有一个空出载车板的车位才便于其它的载车板上下左右移动。

设计升降横移式立体车库的基本参数：
停车尺寸：5000×1850×1550 单位：mm
载车板规格：4720×2360 单位：mm
停车规格：车长×车宽×车高5000×1850×1550 单位：mm
停车最大重量：1770kg
提升时间：26s
横移时间：16s
2）车库的主体结构：
本次设计的横移式立体车库主体框架结构全部为钢结构组件。

有以下特点：可靠性高；钢结构自重小，制造简便，密闭性好；材料的塑性和韧性好、强度高等等。

立柱由于有很强的承载压力的能力，统一采用工字型钢，采用浇注的方法直接插入地下混凝土中（地面采用混凝土）。

立柱与横梁之间焊接而成。

一共有8根立柱，前后各有4根。

横梁采用宽×高为2000mm×100mm的冷弯矩形空心钢管（GB6728-86），因为提升机构的电动机、联轴器和制动器要放在横梁上，所以矩形空心钢管平放在立柱上采用焊接的方法连接。

纵向梁可用冷弯矩形空心钢管，也可以采用两个角钢相对放置构成。

考虑到用冷弯矩形空心钢管需要在钢管上开矩形孔制造比较麻烦，所以采用两个角钢相对放置的方法来制造纵向梁，两个角钢之间存在的距离由链条的宽度来定。

纵向梁采用焊接的方式固定在横梁上。

其升降横移式立体车库结构如图2所示：
1后横粱；2传动系统；3纵梁；4前横梁；5立柱；6载车板；7控制系统
图2升降横移式立体车库结构图
车辆的最大外形尺寸决定了停车车位的有效空间以及车库的框架尺寸。

立体车库所适用车型的外形尺寸：车长×车宽×车高为5000×1850×1550（mm），另外要考虑到安装安全检测设备（即检删汽车长度是否超出停车库设计要求的检测器）和横移载车板的电机安装位置，前后立柱中心的距离即纵梁长度定为5750mm；为方便人的进出和车辆的安全，必须保证第一层停车的空间不低于800mm。

前立柱的高度可取2100mm，后立柱在前立柱的高度上增加前横梁、纵梁以及后横梁的厚度，选取的高度尺寸为2840mm。

一个车位的宽为2450mm，考虑安装方便，后横梁的长度为2430mm。

前横梁的长度为：
2450×3+150=7500mm。

3）载车板的选择
主要采用框架式载车板，用型钢和钢板焊接成承载框架，并多数采用中间凸起结构，在两侧停车通道和中间突起的顶面铺设不同厚度的钢板，这种载车板的优点是可按需要设置行车通道宽度，强度较好，并具有较好的导入功能。

考虑上层载车板的重量以及其他参数，即要有足够的空间尺寸和足够的强度、刚度。

选取轻型车的数据作为设计数据，即以全长5000mm，全宽1850mm，全高1550mm，全重2375kg进行设计。

当车辆停到载车板上后，车内人员要离开载车板，因此载车板在宽度方向上应留有人出来的足够空间。

考虑到车辆尺寸以及停放时的偏移，对结果适当放大得出载车板总宽为2360mm。

上停车板在提升时受倾覆力作用，其底部应有坚固的支承框架，当它降至底层时，保证该框架不能压触到地面，总长为5750mm。

上停车板材料均选用厚度为5mm的菱形花纹钢板（GB3277-82）拼合而成，其中上载车板的引坡可直接将钢板弯折加工而成。

由《花纹钢板（GB3277-82）》查表，上载车板重量取600kg。

4）传动系统的设计
4 结论
本次对立体车库升降装置的设计和改善，通过优化立体车库的结构材料和车板重量估算载车板、横移传动系统设计这些方面来优化立体车库，可大大提高横移式立体车库的安全性和可靠性。

具有很大的研究意义。

参考文献
[1]付翠玉，关景泰.立体车库发展的现状与挑战，机械设计与制造，2005.
[2]中国重型机械工业协会，停车设备管理委员会编，机械式立体车库，海洋出版社，2001.
[3]任伯森，等.机械式立体车库.海洋出版社，2001.
[4]中华人民共和国机械工业部.机械行业标准.机械式停车设备类别、型式与基本参数，1998.
[5]机械设计手册.①、②、③、④，北京：机械工业出版社，2004.
[6]张春雷.电机选用安装与故障检修.北京：中国电力出版社，2007.
[7]王三民.机械原理与设计.北京：机械工业出版社，2007.
[8]宋曼华，等编.钢结构设计与计算.机械与电子，2001.
[9]李晶，萧子渊.立体停车库液压升降系统的设计[J].起重运输机构，2004（6）.
[10]张云生.升降平移式立体车库传动控制[J].昆明理工大学学报，2003（16）.。