双环转盘式轿车存放立体车库的设计分析

考虑到输送带在回空段的下垂度不超过规定值 , 并 且要使回空段输送带有足够的张力 。 ? 应用实例 作者最近为某医院设计 ? 台输送机用于传送箱 体物料 , 输送带的摩擦系数 产 二 ? ? ? , 输送机倾角 夕 ? ? ? ? ? ? , 输送物料单位 长度质 量 ? 二 ? ? ? , 带速 。 ? ? ? ? ? 耐 ? , 输送带 自重 ? ? 二 ? ? ? ? ? , 带 宽 ? ? ? ? 。 托辊的轴承工作 ? 年 , 每年工作 ? ? ? , 每天工作 ? 。 根据输送物料的重量和输送带本身的自重 , 可 以计算出托辊的承载 。 依据计算结果和托辊轴承的 使用寿命 , 选用轴承 。 由于搬运物料为箱体 , 而且 装置主要用于野外训练 , 工作环境恶劣 , 因此系统 选用专用轴承 。 以张力逐点计算法求解承载托辊 的间距 。 利用 欧拉公式? ? , 可解 出最小张紧力 ? 。 二 ? ? , 由 式?求得 ?簇? ? ? ? ? 由式?求得 ? 镬 ? ? ? ? 确定托辊间距 。 所有托辊都使用同样的间距显 然是不合理的 , 考虑加工 、 安装 、 拆卸和互换性等 方面的因素 , 采用托辊组间距分级的办法 。 对托辊 进行分组 , 在每组内采用等间距布置 。 结合上一步 所求的托辊间距应该满足的条件 , 最终 , 分别确定 各组内的托辊间距 。 取承 载托辊 间距 ? ? ? ? ? , 空载段的托辊间距? ? ? ? ? , 根据经验值 , 距离 滚筒最近的承载托辊间距取 ? ? ? 一 ? 。 ? 结论 托辊作为输送机的重要部件 , 其设计性能的好 坏直接影响到输送机的整体性能 。 目前在托辊的设 计上主要采用定性分析和定量计算相结合的办法 , 对托辊的静特性计算已经比较成熟 , 对动特性的计 算还有待进一步完善 ? 结合输送机的动态设计方 法 , 综合考虑加工 、 安装 、 拆卸和互换性等方面的 因素 , 参考有关设计手册和资料给出的经验数据 , 再根据带式输送机实际运行进行模拟 , 确定合理的 承载托辊间距 。 参考 文 献 杨林 ? 长距离带式输送 机的托辊 间距优化 ? 矿山机械 , ? ? ? 李光布 ? 带式输送机动力学及设计 ? 北京 ? 机械工业出 版社 , ? ? 杨复兴 ? 胶带输送机结构 、 原理与计算 ? 北 京 ? 煤炭工 业出版社 , ? 男 ? 汪宗华 ? 带式输送机 ? 北京 ? 机械工业出版社 , ? ? 毛君 ? 带式输送机动态设计理论与应用 ? ? 沈阳 ? 辽宁科学技术 出版社 , ? 梁庚煌 ? 运输机械手册?第 ? 册? ? 北京 ? 化学工业出 版社 , ? 作者地址 ? 杭州市浙大路? ?号浙江大学玉泉校区机械系教 ?一? ?室 ? ? 犯? 双环转盘式轿车存放立体车库的设计分析 中原工学院梁 睦 摘 要 ? 为解决目前商场存车 占地问题 , 提出旋转式立体车库的设计方案 , 就旋转式立体车库的结构设计 方案 、 动作原理 、 运动参数拟定 、 小轿 车存取方案 , 以及提高工作效率的多种可行性 , 作了相关的论述 。 关键词 ? 旋转式立体车库 ? 链轮销柱传动 ? 液压驱动 ?由旧? ? ? ? 耐? ? ? ? ? ? ? ? ? ?丑 ? ? ? ? ? ? 四? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ! , 血 。 拌伴 ? ? ? ? ?川? ?妞 ? ? ? ? ? ? ? 功扭。? ? 即? ? ? ? ? ? ? ? ? ! ? ? ? ? ? ? ? ?如? ? ? ? , 伴旧叨? ?。 , ?浅? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 为小和八如 ? ? ? ? ! ? ? 拓? ? 仪押? ? ? ? ?似? ? ? ?加?一 ?笼? ? ? ? ? ? ? ?曲山? ? ? ? 目前许多商场 、 会场门前的停车场 , 占据了太 多的空间场地 , 既影响了市容交通 , 又带来了许多 起重运输机械 ? ?巧? ? 安全事故隐患 。 因此 , 立体库存车方案越来越受到 社会的广泛关注 。 目前网上报道的立体车库 , 需要 专用牵引车将客户的车体牵引到车库设定的车位 。 工作效率低 , 成本高 , 占地面积大 , 自动化程度 低 , 而且外观形象差 。 为了更好 的解决停 车问题 , 笔者提出了旋转式立体车库的设计构想 。 ? 设计方案 如图 ?所示 , 车库为双环 ?层立体结构 , 外环 大径? ? ? , 小径? ? ? ? 内环大径 ? ? ? ? , 小径? ? ? 车库内外圈各有 ?个汽车升降机构 , 分别用于 汽车提升和下降 。 另外 , 在车库的四周还设置有若 干专供司机出人的电梯 。 当需要停车时 , 司机可在 车库某一指定的管理位置领到 ?个车牌 , 上面写着 该车应该停泊的库层车位 , 汽车排队等候 , 由外圈 提升机将该车连同司机一起提升到指定的库层 , 在 车体上升时 , 车库已按车库管理中心的信号 , 将设 定的空位转到提升机门口 。 在提升机与车库一起停 稳后 , 由司机本人将车开到车牌指定的车位 , 将车 锁定后 , 通过其他乘人电梯下降到地下层 , 离开车 库 。 取车时 , 也由底层乘人电梯上升 , 按车牌找到 自己的车位 , 上车后 , 用车牌发出离库信号 , 车库 计算中心接受到信号后 , 按先后顺序排序操作 , 由 计算中心控制双环车库 , 以最短的路径为司机准备 好出库通道 。 此时 , 内圈的升降机构也停在相应位 置 , 开门迎候司机出库 。 当司机接收到计算中心发 出的出库指令时 , 将车开进内圈的出库升降机构 , 下降到地下车库 , 由底层通过专用车道离开车库 , 完成旋转式立体车库的一次存取车过程 。 长小于? ? ? ? 内环预 留?个车位作机动通道 , 则 每层可存放? ?辆车 , 全库地上 ?层可存放? 辆 车 。 按每辆泊车占地 ? ? ? ? ? ? 衬 , ? ? 衬的 圆形立体车库可代替? ? ? 时的平面停车场地 。 而 且在商场 、 会场前 , 一个圆形立体 车库 , 近 ? ? ? 扩的广告面积 , 带来的广告效应与经济效益 , 也 是十分可观的 。 作为存车的客户 , 存车 、 取车由车主与管理控 制中心协调进行 , 比较符合车主的心理 。 车体进人 车库后 , 就象进人了一个黑箱 , 除司机外 , 没人知 道车体的准确位置 , 增加了存车的安全性 , 盗贼没 有车牌无法将车开出车库 。 另外 , 因车主参与了整 个存取过程 , 可最大限度地简化车库的设置与机构 ?不再需要其他牵引装置与机构 ? , 减少了车库的管 理人员 。 图 ? 双环旋转立体车库平面布置图 ? ? 外环车库 ? ? 内环车库 ? ? 固定环形通道 ? ? 载车下降电梯 ? ? 乘客电梯 ? ? 载车主下降电梯 ? ? 载车提升电梯 ? 可行性分析 按上述设计方案 , 每个车位为一扇形面 。 假如 每个车位以小径处 ? 长为界 , 内环可设置? ?个 车位 , 外环可设置 ? ?个车位?按小轿车设计 , 车 一 ? 一 ? 相关的技术问题 ? ? ? 车库旋转驱动功率 由于旋转立体车库为焊接刚架结构 , 假设内环 自重? ? ? , 外环自重 ? ? ? , 加上存车重量 , 内环 ? ? ? ? ? ? ?二? ? , 外环? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。 要使立 体车库转动 , 需要很大的动力 。 为了最大限度减少 工作负载 , 立体车库底盘采用 ? 形环滚道加钢球 滚动体 , 组成平面推力滚动轴承结构 。 设滚动摩擦 系数为 ? ? ? ? , 则 内圈负载力矩 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?兀? ? ? 外圈负载力矩几 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? , 按内圈线速度 ? ? ? 耐 ? , 外圈? ? ? 而 ? , 则内外圈转 速分别为 ? ? ? ? ? ?而 ? , ? ? ? ?麟? ? 而 ? , 根据 ? ? ? ? ! ? , 有 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? , 凡 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。 ? ? ? 传动方案 按常规设计 , 为使底盘旋转 , 最容易想到的是 减速电机加齿轮的传动方式 。 由于底盘齿圈外径为 ? ? ? , 如此大的齿圈 , 加工难度大 , 成本费用高 , 现场安装精度 (多块对接圆整精度)难以保证 。 为 了最大限度降低成本 , 设计方案如图2所示 , 采用 链轮滚柱传动 。 在上底盘 V 形环轨道外侧 , 加工 一环形槽 , 如图3所示 , 在环槽上按 1英寸 (2 5 . 4 ) 链节距打432 5个 中巧 . 8 8 的圆孔 , 安装4 32 5 个圆柱销 , 用圆柱销槽轮代替大齿圈 。 虽然V 形环轨道和大型环槽都需要数控加工 , 都有对接难 起孟运输机械 2仪万 (6 ) 度 , 但是加工制造成本比大齿圈低许多 , 也降低了 安装精度要求 。 另外 , 转盘式立体车库要求的驱动 功率太大 , 减速机构庞大 , 结构设计比较困难 , 外 形也不美观 。 为了简化传动机构 , 笔者的设计方案 采用液压马达驱动主动链轮 , 并由此驱动环槽滚柱 转动 。 为使结构美观 , 驱动可靠 , 底盘环槽滚柱可 采用3 一 5 个液压马达串联驱动 , 这样也有利于速 度和驱动功率的调整 。 按前面所述传动方案 , 双环 转盘式立体车库需要2套液压驱动系统驱动内外环 转盘 。 液压泵站可设置在较远处 , 既美观 , 也降低 了环境噪声 。 库相对出库车位停稳后 , 司机将车开到内圈车位 , 以最短路径接近出库载车电梯 , 停稳后将车开进出 库电梯 , 经地下层开出车库 。 也可由计算中心控制内外圈 , 以最短路径让内 外圈相对旋转 。 在内环车库通道接近出库车位时 , 让 内外圈车库同步转动 , 此时内外环车库底板不再 有相对转动 , 客户伺机将车开进内圈通道 , 停在指 定位置后 , 计算中心以最短路径 , 将车位与出库电 梯对接 , 使出库汽车尽快出库 。 当然这对控制 中心 的计算机管理系统提出了更复杂的控制要求 , 对库 内光电认址 机构也提出 了更严格 、 敏捷的精度要 求 , 同时提高了计算机管理系统的成本 。 3 . 4 认址精度与互锁要求 采用计算机程序控制实现轿车人库 、 出库的全 部监测与管理 , 其前提条件是要求内外环车位相对 车体升降机构的准确认址与定位 , 这直接关系双环 旋转式立体车库系统控制的成败 。 另外 , 在轿车通 过升降电梯人库出库时 , 双环旋转式立体车库与升 降电梯之间不得有相对运动 , 即双环旋转式立体车 库与升降电梯之间的运动必须互锁 。 否则不仅会出 现严重事故 , 也影响双环旋转式立体车库与升降电 梯的系统控制精度 。 3 . 3 工作效率 按前述转盘式立体车库设计方 案 , 客户取车 时 , 从地下车库内圈的专用乘人电梯上升到目标库 层 , 出电梯经内圈的固定环形通道 , 寻找自己的轿 车 , 发现目标后 , 踏上慢慢转 动的内外环车库平 板 , 接近自己的轿车 (为提高工作效率 , 转盘多数 时间在转动 , 这是本设计方案的缺点之一) , 坐在 车上向立体车库计算机管理中心发出库信号 , 然后 由计算中心指挥出库 。 此方案若内外环车库转速太 快 , 会影响司机安全 ; 旋转太慢 , 影 响取车速度 。 但是考虑客户心理 , 库外存车速度太慢 , 司机会考 虑去别处存车;特别是取车太慢 , 司机在车库内心 情不好 , 必定会影响司机的下一次存车热情 。 为了 加快取车速度 , 可在内圈均匀设置3 一 4 个出库载 车电梯 。 汽车人库时 , 管理 中心优先安排内圈车 位 , 但必须预留3 一 4 个车位作机动车道 。 当轿车 停在外圈车位出库时 , 内圈由计算机控制中心计算 确定最短路径 , 让 内圈通道接近 出库车位 , 内圈车 起孟选输机械 2( X万(6 ) 4 结束语 双环旋转式立体车库是一个与多学科相关的课 题 , 其存车量 、 占地面积 、 工作效率 、 制造成本等 要素的最佳组合方案 , 值得各学科相关人士仔细商 榷 。 希望双环旋转式立体车库的设计方案 , 能得到 社会各方人士的关注 , 并不断加以完善 。