立体车库设计(毕业论文+全套CAD图纸)(答辩通过)

充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 摘 要 本文以三层三列七车位升降横移式立体车库为研究对象，介绍了车库的主体结构和特点，根据升降横移式立体车库的运行原理，运用力学理论对升降横移式立体车库的结构进行了全面的力学分析，包括升降横移式立体车库的框架结构的强度、横移传动系统中轴的强度和升降传动系统中轴的强度等。 另外，本文对车库的自动控制系统也做了简单说明，对车库的电气硬件结构进行了设计，并对软件流程进行了设计，以保证车库能安全、稳定、可靠地运行。 关键词 : 立体停车库，控制系统，可编程控制器 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 Abstract Three-layer and three-formulistic garage with seven stall is researched in this article. This paper mainly introduces the basic components and characteristics of the garage .The finite element reliability checking of steel structure of garage is utilized according to the operation principle of up-down and translation stereo garage ,the mechanics was used to comprehensively analyze the up-down and translation stereo garage , including intension of the framework structure and axes ,etc . Otherwise, simple introduction to the control system is also included in the paper .The design of the control system cover both the components of its hardware and also the progress of the software design of the electric control system, which ensure safe, stable ,and reliable when operating. Keywords : Stereo garage , Control system, PLC 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 目 录 摘 要 . Abstract. 第 1 章 绪论 .1 1.1 概述 . 1 1.2 机械式立体车库的分类 . 2 1.3 升降横移式立体车库的特点 . 3 1.4 研究升降横移式立体车库的意义 . 4 本章小结 . 5 第 2 章 车库的整体设计思路和方案的选择 .6 2.1 车库的工作原理 . 6 2.2 车库的结构组成 . 6 2.2.1 结构框架的方案 . 7 2.2.2 载车板的方案 . 8 2.2.3 提升系统的方案 . 8 2.2.4 横移系统的方案 . 9 2.2.5 安全防护机构的方案 .10 2.3 控制系统的工作原理和方案 . 11 2.4 车库外围的设计 .13 2.5 车库整体设计参数 .14 本章小结 .15 第 3 章 车库基本机械结构的分析校核 .16 3.1 钢结构的分析校核 .16 3.1.1 进行受力分析的基本假设 .16 3.1.2 钢结构骨架的受力情况 .16 3.1.3 校核计算 .17 3.2 传动系统的分析校核 .22 3.2.1 横移 载车板的动力计算 .22 3.2.2 传动轴的分析校核 .23 3.2.3 载车板提升链的分析校核 .26 本章小结 .29 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 第 4 章 控制系统的设计 .30 4.1 整体线路结构的设计 .30 4.1.1 检测点分布 .30 4.1.2 控制点分布 .30 4.1.3 电气线路图 .31 4.2 PLC 的接线 .31 4.3 电机控制及其接线 .32 4.4 PLC 程序流程设计 .33 本章小结 .38 结 论 .39 致 谢 .40 参考文献 .41 附录 1 .42 附录 2 .44 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 买文档送全套图纸 扣扣 414951605 第 1 章 绪论 1.1 概述 1 随着人类社会的不断进步和科学技术的发展，人类的生产、生活方式趋于集中，城市的规模越来越大，人们在城市里的生存空间却越来越小，于是出现了要利用空间的理念，城市中开始建设立体建筑、立体交通和立体停车。作为现代大都市的标志，城市中心商住区高楼大厦林立；社区道路、高架交通干道、立交桥和地下铁路，编织出城市立体交通网；汽车的住宅 -停车场也有了长足的发展，由平面停车向立体停车，由简单的机械停车设备向计算机管理高度自动化的现代立体停车演变，成为具有较强的实用性、观赏性和适合 城市环境的建筑。伴随着汽车进入家庭，城市动态、静态交通管理制度的不断完善和人们对居住环境要求的提高，给停车产业提供了前所未有发展充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 机遇，停车产业市场前景广阔。 目前世界停车产业正向多元化发展，其停车技术几乎包含了当今机械、电子、液压、光学、磁控和计算机技术等领域的所有成熟先进技术。机械方面，应用了许多新材料、新工艺。设备结构采用模块化设计，便于组合使用，易于安装拆卸。钢结构选用新型优质钢材，既提高了设备的强度和刚度，又使设备轻巧美观，载车板采用一次成型的镀锌板或彩涂板组装，美观、强韧、耐用。控制技术方面，广 泛采用可编程序控制器和矢量变频变压调速闭环控制技术，使运行高速平稳，节省电力，振动和噪音也趋于最小。控制形式有，按钮式、锁匙式、 IC 卡式、键盘式、触摸屏式、遥控式等。安全元件采用各种光栅显示屏、光电管、机械式行程开关、磁性接近开关、光敏感应开关等，安全保护装置日臻完善，如汽车出入声光引导和定位、汽车尺寸和重量自动识别、限速保护与多重机构互锁、停车泊位自动跟踪、链条和钢丝绳长度超范围报警和弹性变形自动补偿、汽车图象摄影对比安全检测、自动消防灭火等。 我国城市停车还处在初级阶段，专用和公共停车位数量距合理的车位 与车辆比率相差甚远，停车难到处可见。目前我国的停车场仍以平面停车场、路上停车场、路外停车场、自行式停车场为主，立体停车库和机械式停车场数量还很少。以我国停车产业发展较快的广州、上海为例，路上、路外停车仍占有相当比例，已建设的停车场大部分是地下自行式停车场和在自行式停车场的基础上安装简易停车设备，增加存容数量。自行式停车场存有较多缺陷，如车位平均占地多、管理和保安人员多、投资多、存车效率低、耗电量大、对环境有污染等；由于允许人员进入，易发生盗车、毁车、施暴等停车场犯罪，近年来在发达国家已很少新建，大量兴建的是 具有现代水平的机械式立体停车库。 车辆无处停放的问题是城市的社会、经济、交通发展到一定程度产生的结果，立体停车设备的发展在国外，尤其在日本已有近 30-40 年的历史，无论在技术上还是在经验上均已获得了成功。我国也于 90 年代初开始研究开发机械立体停车设备，距今已有十年的历程。由于很多新建小区内住户与车位的配比为 1:1，为了解决停车位占地面积与住户商用面积的矛盾，立体机械停车设备以其平均单车占地面积小的独特特性，已被广大用户接受。机械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，可使地面的使充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 用率提高 80 90，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，机械车库从管理上可以做到彻底的人车分流。 在地下车库中采用机械存车，还可以免除采暖通风设施，因此 ，运行中的耗电量比工人管理的地下车库低得多。机械车库一般不做成套系统，而是以单台集装而成。这样可以充分发挥其用地少、可化整为零的优势，在住宅区的每个组团中或每栋楼下都可以随机设立机械停车楼。这对眼下车库短缺的小区解决停车难的问题提供了方便条件。 1.2 机械式立体车库的分类 2 目前，立体车库主要有以下几种形式：升降横移式、巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循环式、箱型水平循环式、圆形水平循环式。 （ 1）升降横移式 升降横移式立体车库采用模块化设计，每单元可设计成两层、三层、四层、五层、半地下等多种 形式，车位数从几个到上百个。此立体车库适用于地面及地下停车场，配置灵活，造价较低。 （ 2）巷道堆垛式 巷道堆垛式立体车库采用堆垛机作为存取车辆的工具，所有车辆均由堆垛机进行存取，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。 （ 3）垂直提升式立体车库 垂直提升式立体车库类似于电梯的工作原理，在提升机的两侧布置车位，一般地面需一个汽车旋转台，可省去司机调头。垂直提升式立体车库一般高度较高（几十米），对设备的安全性，加工安装精度等要求都很高 ，因此造价较高，但占地却最小。 （ 4）垂直循环式 垂直循环式立体车库占地少，两个泊位面积可停 6-10辆车，外装修可只加顶棚，消防可利用消防栓，价格低，地基、外装修、消防等投资少，建设周期短，可采用自动控制，运行安全可靠。 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 1.3 升降横移式立体车库的特点 2 在众多的停车设备中，升降横移式立体停车的优点比较突出，主要表现在以下几个方面： （ 1）节约占地面积，充分利用空间。一般来说，升降横移立体停车库的占地面积约为平面停车场的 1/2-1/25，空间利用率比建筑自走式停车库提高了 75%。 （ 2）相对造价 比较低。升降横移式立体停车库每个泊位约需 1.5 万元，而建筑自走式停车库每个车位的造价约为 15万以上。 （ 3）使用方便，对操作人员的要求不高，操作简单、安全、可靠，存取车快捷，维护也很方便。一般存取一辆车为 80 秒。 （ 4）减少因路边停车而引起的交通事故。在许多城市的主要地段，司机往往没有找到停车场而把车停靠在路边，这样就很容易造成交通阻塞，甚至引起交通事故。 （ 5）增加了汽车的防盗性和防护性，在车库的系统中配置有智能防盗装置、防火装置等，增强了车库的整体安全。 升降横移式立体停车库是全自动化的停车方式，也是今 后停车改革的主要方向。尤其是寸土寸金的大城市。采用机械式立体停车方式，显得尤为重要，而升降横移式立体停车库也在机械式立体停车库中显得更加普遍化、居民化、实用化 。 1.4 研究升降横移式立体停车库的意义 我国近几十年的改革开放使汽车行业得到了飞速的发展，我国城市的汽车数量急剧增加，据有关专业统计，平均 5-6 年汽车的数量就增加一倍，这不但给动态交通，也给静态交通带来很大的难题，突出表现在停车空间的不足上。同时，我国城市人口基数大，密度高的特点，城市小区的用地十分有限，建造机动的停车设施显然不经济，但飞速增长的汽 车数量又使得小区不得不面临建设停车设备的问题。 3 前面已经介绍了升降横移式立体车库的特点，成本低，使用方便，拥有占地面积小等特点的小型的升降横移式立体停车库正是解决小区停车紧张一个有效的措施。 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 本章小结 本章主要介绍了立体车库出现的背景，以及国内外发展状况，特别是我国立体车库的发展状况。另外介绍了立体车库的分类及各自的特点，通过比较比较强调了升降横移式立体车库的优点，从而引出了本文研究升降横移式立体车库的意义。 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 第 2 章 车库的整体设计思路和方案的选择 2.1 车库工作原理 升降横移式立体车库的七个车位均有载车板，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。其工作原理是 ： 底层只能平移，顶层只能升降，中间层既可平移又可升降。除顶层外，中间层和底层必须预留一个空车位，供进出车升降之用。当底层车位进出车时，无需移动其他托盘就可直接进出车；中间层、顶层进出车时，先要判断其对应的下方位置是否为空，不为空时要进行相应的平移处理，直到下方为空才可进行下降和进出车动作，进出车后再上升回到原位置。其运充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 动总原则是：升降复位，平移不复位。如图 2-1 所示 ， 1 、 2 号车位可以直接存放车辆； 7 号车位需下降后再存放车辆； 3 号车位 ， 则需先将 1 号和 2号载车板右移 ， 再将 3 号载车板下降 ； 4 号车位 ， 则需先将 2 号载车板右移 ， 再将 4 号存车板下降； 5 号车位需要先将 1、 2、 3、 4号四个载车板右移，再将 5 号载车板下降； 6 号车位则需要先将 2、 4 号载车板右移，再将 6 号载车板降下。 图 2-1 七车位升降横移式立体车库工作原理图 2.2 车库的结构组成 4 以三层三列式立体车库为模型建立研究对象。升降横移式立体车库主要由结构框架部分、载车板部分、横移系统、提升 系统、控制系统、安全防护系统六大部分组成，如图 2-2 所示。 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 图 2-2 升降横移式立体车库主要组成 2.2.1 结构框架的方案 5 立体车库一般主要以钢结构和钢筋混凝土为主，在升降横移式车库中选用钢架结构，如图 2.2 所示。钢架结构与其它建筑结构相比，具有如下特点： （ 1）可靠性高 （ 2）材料的强度高，钢结构自重小 （ 3）材料的塑性和韧性好 （ 4）钢结构制造简便，施工工期短 （ 5）钢结构密闭性好 （ 6）钢材的耐锈蚀性差 结构主体采用热制 H 型钢、槽钢、角钢和钢板等型材制造，具有较好的强度和 刚度，轻巧、美观，并可二次拆卸安装，运输方便。 在升降横移式立体车库中其主要结构是钢结构，有两部分：主体框架部分和载车板部分。主体框架部分的钢结构比较复杂，运用了“ H”型钢、角钢、槽钢等数种型钢形式，就其连接形式而言比较单一，即焊接和螺栓连接两种形式。载车板部分的钢结构比较简单，其框架部分为数段矩形方钢对焊而成，其它辅助结构则以角焊代之。焊接和螺栓连接是车库钢结构部分的两种主要的连接方式，其连接方式的质量优劣将直接影响车库整体结构性能的优良与否，所以在车库的设计和建造中具有很重要的位置。立体车库在连接过程中主要运用对焊、角焊和螺栓连接。 2.2.2 载车板设计 载车板用来承载库存车辆，按结构形式有框架式和拼板式两种。框架是载车板用型钢和钢板焊接承载框架，并多数采用中间突起结构，在两侧停车通道和中间凸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，并具有较好的导入功能，适合车型变化较多的小批量生产。拼板式载车板用镀锌钢板一次冲压或滚压成组装件，采用咬合拼装成载车板，用螺栓紧固连接，拼装前可以先对组件进行各种表面处理，如电镀、烤漆等，使载车板轻巧、美观。如图 2-3 所示。 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 图 2-3 平板 式载车板及拼合示意图 2.2.3 提升系统的方案 每块上载车板都配有一套独立的电机减速机与链传动组合的传动系统。其结构如图 2-4所示 ，电机顺时针旋转时，载车板上升，电机逆时针旋转时，载车板下降。根据载车板及车重确定链条所需的传动力。根据传动力及载车板的移动速度确定电机功率。根据车身高度确定上下载车板间的距离，根据这个距离确定链条的长度，最后根据传动力确定链轮大小，链节形状及大小。 图 2-4 提升系统的结构示意图 2.2.4 横移系统的方案 立体车库横移传动机构由减速电机、驱动轮和从动轮、地面铺设 导轨组成。升降横移机构则为升降传动机构与横移传动机构的结合。升降横移式立体车库底层与中间层载车板为横移机构，上层载车板为升降机构。升降装置由传动系统、升降架等组成。 （ 1）链传动：优点是传动简单可靠，维修简单，造价低廉 ；缺点是冲击比较大，有提升高度的限制，安装调试时需要注意是否有咬链的情况出现。 （ 2）钢丝绳传动：优点是对车库底盘可以提升的高度可以不加限制，造价比较低；缺点是因为需要外加钢丝绳桶和刹车盘增加了安装调试的时间和造价。 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 （ 3）液压传动：优点是可以真正实现无级调速，结构紧凑，功率与重量比高、响应速 度快、抗干扰能力强、误差小精度高、低速平稳性好、调速范围宽、介质自身可起冷却润滑作用、安全防爆等优点 ；同时也具有元件昂贵、成本高、密封技术要求高、油液易污染、能源传输不便等缺点。 综上所述，本车库为三层，从提升高度上选链传动或钢丝绳传动都可以，但从方案经济及可行性角度考虑，选择链传动更为有利；在横移运动中，采用异步电机驱动，通过链驱动，也能达到精确、稳定地传动，如图 2-5 所示。 由于下载车板不需悬挂链条，所以为了节省材料，下载车板比上载车板要短。每块下载车板后部都配有一套独立的电机减速机传动系统，藏于载车板 内。在下载车板底部装有四只钢轮，可以在导轨上行走，其中两只为主动轮，装于长传动轴两端，另两只为独立安装的从动轮。电机减速机驱动长传动轴运转，长传动轴上的主动钢轮在导轨上滚动行走从而使下载车板作横向平移运动。根据载车板及车辆的重量、行走速度、滚轮与导轨间的摩擦系数确定横移电机的驱动功率。 图 2-5 横移系统的结构示意图 2.2.5 安全防护机构的方案 车库的安全防护措施非常重要，在众多的车库中车辆的高价性与车库自身的价值相差很大，并与客户对车库的信任度有着密切的联系。对于升降横移式立体车库，它的安全防护措 施要做到以下几点，并配备有相应的防护装置。 （ 1）防火措施：在车库中安装有温烟传感器，可对车库的火情实行实时监控，并把监控信号传给中央控制系统。 （ 2）急停措施：在发生异常情况时能使停车设备立即停止运转，在操作盒上安装有紧急停止开关，并设为红色，以示醒目。 （ 3）阻车装置：在很多情况下停车时，司机必须要把车停在载车板合适充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 的位置上，一般在载车板的后端一侧安装上一高 25mm 以上的阻车挡铁。 （ 4）防止超限运行装置：停车设备在升降过程中，在定位开关上方装有限位开关，当定位开关出现故障时，由限位开关使设备停止工作， 起超程保护作用。 （ 5）人车误入检出装置 设备运行时，必须装有防止人车误入装置，以确保安全，一般采用红外装置。一旦检测到在车库运作时，有人或其它物体进入车库，系统就会使这个车库停止运作。 （ 6）防止载车板坠落装置 上载车板上装有上下行程极限开关和防坠落安全装置。防坠落安全装置装在纵梁与上载车板上停位之间，在纵梁两测各装两只挂钩，上载车板两侧相应位置处各装两只耳环，当上载车板上升到位后，纵梁下面的四只挂钩便自动套入四只耳环内，以防止升降电机常闭制动器慢释放后，上载车板在汽车和载车板本身的重力作用下慢慢下滑，压 坏下层汽车。另外也防止制动器一旦失灵，上载车板从上停车位坠落，砸坏下层汽车，如图 2-6 所示。下载车板的安全装置主要是行程极限开关和防碰撞板。行程极限开关的作用是使载车板横移到位后自动停止。 载车板的防坠落装置是立体车库中的一个关键部件，在泊车安全方面起着决定性的作用。防坠落装置中解锁动作由电磁铁完成。解锁动作要求，当电磁铁通电时以推杆触动安全钩解锁 ；当电磁铁断电时推杆自动缩回。 图 2-6 防止载车板坠落装置 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 2.3 控制系统工作原理和方案 升降横移式立体车库的系统控制原理：操作者 (人 )要通过控制系统信息交 流的平台 (界面 )把操作信息传送给控制系统，经系统处理后，系统把可识别的控制信息通过辅助设备驱动执行结构，来完成车库现场的运作。其系统控制原理框图，如图 2-7所示。 图 2-7 车库系统控制原理框图 6 立体车库控制系统包括硬件和软件两方面的设计内容。硬件集中安放在控制箱内，控制箱采用的金属外壳起到屏蔽作用，以保证系统欲行的可靠性。控制系统采用 PLC 控制。车库控制系统硬件主要分为 4 个部分： (1)电源部分：采用 380V， 50HZ 三相交流电供电。 (2)PLC 部分：采用 OMRON 的 C60P-CDR-AE型可编程序控制器。 (3)电机部分：采用 5台 2.2KW 减速电机控制顶层和中间层载车板的升降，4台 0.2KW 的减速电机控制中间层和下层载车板的横移。 (4)信号检测部分：采用传感器检测系统运行过程中的状态。 PLC 硬件系统如图 2-8 所示， PLC 是车库控制系统的核心，整个车库设计由一台 PLC 对车库进行统一的管理和监控，通过 PLC 控制载车板纵横传动装置以完成对车辆的存取操作。各车位内车辆的调入调出由 PLC 根据当前各车位的车辆存放情况，按照相应的调度策略调度车辆进出 。其操作大致分为 3类 : （ 1）以故障诊断和处理为主的操作； （ 2）联系现场状况的数据操作； （ 3）执行用户程序和服务及外部设备的命令操作。 当进行存取操作时， PLC 接收和分析操作人员在控制面板按钮（或上位机 )输人的指令，做出合理的工控安排 :判断检测元件的状态，读取车库机械用户 状态检测单元 控制器 操作平台 车位执行单元 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 驱动部分的信息，反馈信息到执行元件，拖动车位板，实现其位置移动，完成车辆的存取操作和信号显示 (指示灯 )。整个动作区域配有光、电检测及多重安全系统，以防异常情况发生。通过光电检测、软硬件信号联锁、限位、防坠保护、过载保护等装置，来确保整个系统 的安全、平稳运行。 系统输入端有自动 /手动选择开关，自动工作时有总开、总停按钮，有上、下、左、右移动按钮，车位号信号输入若干。输出端需要控制 9 台电机 (4台横移小电机和 5台升降大电机 )，加上一些用于人机交流及安全检测的数字量输入输出，如数字键盘输入、 LED 数码显示、安全检测、及各种操作按钮等。再考虑到系统的可扩展性，选用 OMRON 公司的 CZOOH 系列的 160 点可编程序控制器 (96 个信号输入点， 64 个继电器输出点 )完全满足容量的要求。在分配输入输出点时按照控制功能分段，相同功能的输入板和输出板组成一组。一般情况 下输入点与输入信号，输出点与输出控制一对应。分配好后，按系统配置的通道与接点号分配给每一个输入信号和输出信号。在本系统中报警器是几个信号共用一个输出点，各报警因素逻辑关系并联后接到报警输出点。 图 2-8 PLC 的硬件系统结构框图 7 PLC 程序设计方案如下： （ 1）初始化程序提出系统的控制信息，扫描各到位开关信号； （ 2）主控制程序按照进车优先的原则，将最多的车位保持在进车位置。每个载车板运动之前，需要先判断目的地是否有空位，有空位才可以动作，前后动作互锁。判断是否有空位是根据横移电机所对应的到位 行程开关动作信息来确定的。液压升降系统启、停动作也是根据相应的到位行程开关来确定； 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 （ 3）故障报警程序故障报警程序能够实时地采集设备异常信息，及时发出声光报警信号，提醒司机和管理人员进行处理。若在程序执行过程中，有人、物侵入车库空间或车辆超长， PLC 将按照闭锁关系停止设备运行，同时发出故障报警。该程序完整而高效的完成了二层升降平移式车库全部动作，具有安全可靠性。完全达到了作为民用机电一体化设备所应具备的条件，充分发挥了它的作用。 2.4 车库外围的设计 由于本文设计的升降横移式立体车库规模较小，结构较简单， 占地少，因此外围只考虑 车库库前空地设计 ，因为车库库前空地 是车辆出入库时保持车辆畅通和安全的必要保证。由于车库所处的位置、车库周边建筑物条件、车库所对支路情况、车库所对主路情况、车流数量和车速等条件的不同，库前空地大小和形状的设计应当不同。 本车库采用 前进入库、后退出库、 没有 的车库，其库前空地要能满足在允许停放最大尺寸车辆出库时所需的转向空间和一辆允许停放最大尺寸车辆将要入库的暂时停放空间。两者要保留足够的安全距离，并能保证入库车辆在暂时停放位能顺利驶入库内，保证车辆在出入库作业时不能发生相互干扰和危险事情。 汽车在某速度下的最小转变变径计算公式为： 其中， m为汽车质量，为汽车行驶速度， r 为汽车最小转弯半径，为汽车轮胎与路面的摩擦系数，正常干燥沥青路面的摩擦系数为 0.6，雨天路面摩擦系数降为 0.4，雪天则为 0.28，因此汽车的最小转弯半径主要与汽车行驶速度、汽车轮胎质量和路面状况有关。 由上式可估算车长 4700mm，宽 1700mm 的汽车在一挡以 20km/s 速度在=0.5 的路面上行驶时，汽车最小转弯半径约为 3m，因此空地距离车库最近不应小于 4.7m。 为保证安全，设计空地距车库的最小距离不小于 9m，以保 证充足空间使车出入库。 2.5 车库整体设计参数 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 本课题给出轿车的几何参数为：车身长为 4700mm，车身宽为 1700mm，车身高为 1550mm,总重是 1600Kg。载车板为载车容器，其尺寸应该大于轿车的尺寸，故载车板的尺寸初步定为：长 L=4825mm,宽 W=2000mm.为了保证载车板的自由运动，左右两个立柱间的距离应该大于载车板的宽度，因为这样既有利于轿车的存取，也有利于载车板的安放，所以把左右两个立柱间的距离定为 7200mm,基坑的长度为 6230mm。这是载车板和车库框架的大体尺寸。 本章小结 本章从三层三列式立体车库的原理和基本结构出发，针对每一个基本结构如钢架结构、载车板、升降横移系统、安全防护机构、控制系统等的分析比较提出了合理的设计方案，并对车库外围进行了设计，确定了车库的基本尺寸参数。 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 第 3 章 车库基本机械结构分析校核 3.1 钢结构的分析校核 3.1.1 进行受力分析的基本假设 5 由于车库的实际受力情况很复杂，必须对它进行必要的简化和假设后才能进行进一步的受力分析，基本假设如下： (1)停车库单独建立，不与其它建筑物相接 ； (2)不计由于结构阴面与阳 面温差引起的热应力 ； (3)整体结构无初始变形和缺陷： (4)在静态环境里，地震载荷与风载荷作用忽略不计。 3.1.2 钢结构骨架的受力情况 钢结构受力主要包括：钢结构本身自重，结构架上各停车位的车辆及固定叉梳重量，提升系统制动所产生的惯性力，驱动装置的重力，顶部梁架所受滑轮组和配重的重力，它们以集中或均布方式作用。按基本载荷作用情况，将停车库钢结构骨架结构分析的计算工况分为表 3-1 所示的 4 种工况。 表 3-1 车库钢结构的计算工况 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 计算工况 计算载荷 序号 工况 说明 1 空载 每个车位均无车辆载荷 刚结构自重、传动系统重量和配重 2 对称满载 每个车位均有对称分布的车辆载荷 工况 1 的载荷和车位上的车辆载荷 3 非对称满载 每个车位均按前后轮 6:4 分配的车辆载荷 工况 1 的载荷和车位上的车辆载荷 4 最大偏载 车库一侧车位无车，另一侧车位均有按前后轮6:4 分配的车辆载荷 工况 1 的载荷和车位上的车辆载荷 由有限元分析法可知，各工况钢结构骨架均在前轮放置一侧两边立柱与下方横梁交点处产生最大压应力，其中对称载荷工况压应力最大。 4 种工况分别在钢结构骨架后轮放置一侧立柱与基础连接点处产生最大拉应力，其中非 对称载荷工况拉应力最大。 5 3.1.3 校核计算 在车库钢结构设计中，包括轴心受力构件、梁、拉弯和压弯构件的设计。进行轴心受力构件设计时，轴心受拉构件应满足强度和刚度要求，轴心受压构件除应满足强度、刚度要求外，还应满足整体稳定和局部稳定要求。 设计时采用 Q235 碳素钢，由文献 5,131 141，可知其屈服极限为 235Mpa，抗拉强度为 375-500Mpa。整体车库钢结构许用位移为 10mm。本车库所限车型为小型车，最大容车重为 1600kg，载车板重约 700kg，所以每个车位所承受的最大重量为 2300kg，在每个载车板上模拟汽车前后车轮位置，按照额定载荷 6： 4比例均匀放置集中载荷。 3.1.3 1 立柱稳定性校核 前立柱为等截面立柱，受压静力，前立柱受力状态简化如图 3-1 所示。两中心压杆的稳定条件为： 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 其中： 错误 !未找到引用源。 -临界载荷 P-工作载荷 n-安全系数 错误 !未找到引用源。 -许用安全系数 图 3-1 立柱受垂直力简图 （ 1）立柱的截面力学特性 由文献 8， 218 230型钢表可得 HW 300X300 型 H 型钢 面积： 错误 !未找到引用源。 惯性矩： 错误 !未找到引用源。 ， 错误 !未找到引用源。 惯性半径： 错误 !未找到引用源。 ， 错误 !未找到引用源。 （ 2）确定压杆柔度 其中： 压杆全长为 l=500cm 由文献 9,1-153可得压杆长度系数 u=2 求压杆柔度范围值 错误 !未找到引用源。 1： 其中： 弹性模量 错误 !未找到引用源。 比例极限 错误 !未找到引用源。 求压杆柔度范围值 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 其中： 屈服极限 错误 !未找到引用源。 常数查机械手册 1， l-1-07， 若 错误 !未找到引用源。 则前立柱属于细长杆，应按欧拉公式计算 临界载荷 cp 。 （ 3）强度校核 设立柱空载时受载车板和上层钢结构载荷 满载时前立柱承受最大载荷 则立柱的工作载荷 由欧拉公式得临界载荷 由文献 9,1-152查得，金属结构中的压杆安全系数 错误 !未找到引用源。 ,代入得 前立柱的稳定安全系数 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 由上式可知安全。 若按插减系数法计算： 其中 A 受力面积 P 工作载荷 错误 !未找到引用源。 安全系数 错误 !未找到引用源。 许用安全系数 错误 !未找到引用源。 一中心压杆折减系数 安全裕度较大。 3.1.3.2 导轨支撑梁强度校核 前后导轨支撑梁均为两点点支撑，承受作用力相同，故我们分析前导轨支撑梁，如果前导轨支撑梁在允许范围之内，则后导轨梁也必然符合设计要求。如图 3-2所示，简支梁 AB 为两点支撑，受均布载荷的作用，两端全约束，且同样为均布载荷。 图 3-2 导轨支撑梁受力分析简图 已知 A、 B 两点全约束 错误 !未找到引用源。 均布载荷为： 最大挠度为： 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 计算得： 面积 错误 !未找到引用源。 梁所承受的弯矩为 则导轨支撑梁所承受的最大弯矩为 最大应力为 根据文献 8“失效、安全系数和强度”理论，由于钢结构选用材料为 Q235， 屈服强度为 235MPa，取安全系数下 n=2，所以许用应力 错误 !未找到引用源。 。 可得 错误 !未找到引用源。 ，由强度理论可知：导轨支撑梁稳定。 3.1.3.3 三层横梁强度校核 三层横梁可以简化为固定梁，受力状态如图 3-3 所示。横梁两端固定， A、 B两点产生相应的支反力 错误 !未找到引用源。 和 错误 !未找到引用源。 。 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 图 3-3 三层横梁受力简图及弯矩图 所承受的主要是拉压受力，所以我们只对其正应力进行分析。 梁所