自动化立库体车设计

1、目录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc225324947#_Toc225324947 第一章 升降横移移式立体车车库机械部部分设计 PAGEREF _Toc225324947 h 10 HYPERLINK l _Toc225324948#_Toc225324948 1.1 升降横移移式立体车车库的基本本结构 PAGEREF _Toc225324948 h 10 HYPERLINK l _Toc225324949#_Toc225324949 1.1.11 升降降横移式立立体车库简简介 PAGEREF _Toc225324949 h 10 HYPERLINK file

2、:/C:DOCUME1ADMINI1LOCALS1TempRar$DI00.812414004$wenzi202$自动化立体车库设计%20论文_secret.doc l _Tocc22533249550#_TToc22253244950 1.1.2 立立体车库钢钢结构设计计 PAGEREF _Toc225324950 h 13 HYPERLINK l _Toc225324951#_Toc225324951 1.2 立体车库库升降横移移机构设计计 PAGEREF _Toc225324951 h 21 HYPERLINK l _Toc225324952#_Toc225324952 1.2.11 横

3、移移机构设计计 PAGEREF _Toc225324952 h 21 HYPERLINK l _Toc225324953#_Toc225324953 1.2.22 载车车板设计 PAGEREF _Toc225324953 h 24 HYPERLINK l _Toc225324954#_Toc225324954 1.2.33 安全全防护机构构 PAGEREF _Toc225324954 h 24 HYPERLINK file:/C:DOCUME1ADMINI1LOCALS1TempRar$DI00.812414004$wenzi202$自动化立体车库设计%20论文_secret.doc l _T

4、oc225324955#_Tocc22533249555 1.2.4 提提升机构及及轴的设计计 PAGEREF _Toc225324955 h 25 HYPERLINK l _Toc225324956#_Toc225324956 第二章 立体车库库电气控制制系统设计计 PAGEREF _Toc225324956 h 31 HYPERLINK l _Toc225324957#_Toc225324957 2.1 电气控制制系统整体体设计 PAGEREF _Toc225324957 h 31 HYPERLINK l _Toc225324958#_Toc225324958 2.2 电气系统统关键部分分

5、设计 PAGEREF _Toc225324958 h 35 HYPERLINK l _Toc225324959#_Toc225324959 2.3 PLC控控制程序设设计 PAGEREF _Toc225324959 h 36 HYPERLINK l _Toc225324965 参考文献 PAGEREF _Toc225324965 h 48图第1章 升降横移移式立体车车库机械部部分设计1.1 升降横移移式立体车车库的基本本结构1.1.11 升降降横移式立立体车库简简介 1、立体车车库的工作作原理升降横移式式立体车库库是指利用用载车板的的升降或横横向平移存存取停放车车辆的机械械式停车设设备。升降降

6、横移式立立体车库每每个车位均均有载车板板，所需存存取车辆的的载车板通通过升、降降、横移运运动到达地地面层，驾驾驶员进入入车库，存存取车辆，完完成存取过过程。停泊泊在这类车车库地面的的车只作横横移，不必必升降，上上层车位或或下层车位位需通过中中间层横移移出空位，将将载车板升升或降到地地面层，驾驾驶员才可可进入车库库内将汽车车开进或开开出车库。图2.00 为一个地地上7车位位的升降横横移式停车车设备，其工作原原理是：三层三个个车位可以以升降，二二层两个车车位可以升升降和平移移，一层的的两个车位位只能横向向横移，空车位供供三层和二二层的车位位下降时借借用。1 、2号车位可可以直接存存放车辆;7 号车

7、车位需下降降后再存放放车辆;33 号车位位，则需先将将1 号和22号载车板板右移，再将3号载车板板下降; 4 号车车位，则需先将将2 号载车车板右移，再将4号存车板板下降；55号车位需需要先将11、2、33、4号四四个载车板板右移，再再将5号载载车板下降降；6号车车位则需要要先将2、4号载车车板右移，再再将6号载载车板降下下。由于升升降横移式式停车设备备对场地的的适应性强强，介绍系统统各机械部部分部件结结构和功能能 可根据据不同的地地形和空间间进行任意意的组合、排列，规模可大大可小，对土建的的要求比较较低，因此，应用非常常广泛。图 2.00 七车位位升降横移移式立体车车库工作原原理图2、立体车

8、车库机械部部分部件结结构和功能能以三层三列列式立体车车库为模型型建立研究究对象。升升降横移式式立体车库库主要由结结构框架部部分、载车车板部分、横移系统统、提升系系统、控制制系统、安安全防护系系统六大部部分组成。下面我们们重点对车车库的主要要组成(图图2.1所所示)进行行分析。图 2.11 升降横横移式立体体车库主要要组成结构框架架立体车库一一般主要以以钢结构和和钢筋混凝凝土为主，在在升降横移移式车库中中我们选用用钢架结构构(如图22.0所示示)。钢架架结构与其其它建筑结结构相比，具具有如下特特点：a.可靠性性高钢材在生产产时，整个个过程可严严格控制，质质量比较稳稳定，性能能可靠。钢钢材组织均均

9、匀，接近近于各向同同性匀质体体;钢材的的物理力学学特性与工工程力学对对材料性能能所作的基基本假定符符合较好;钢结构的的实际工作作性能比较较符合目前前采用的理理论计算结结果，计算算结果可靠靠，所以说说钢结构的的可靠性高高b.材料的的强度高，钢钢结构自重重小与混凝土等等材料相比比，虽然钢钢材的重力力密度大，但但它的强度度和弹性模模量较高，而而且强度与与重力密度度之比也高高得多。钢钢结构自重重小，从而而便于运输输与安装，可可减轻基础础的负荷，降降低地基和和基础部分分的造价。c.材料的的塑性和韧韧性好钢材的塑性性好，钢结结构在一般般条件不会会因超载等等而突然断断裂。破坏坏前一般都都会产生显显著的变形形

10、，易于被被发现，可可及时采取取补救措施施，避免重重大事故发发生。钢材材的韧性好好，钢结构构对动力荷荷载的适应应性强，具具有良好的的吸能能力力，抗震性性能优越。d.钢结构构制造简便便，施工工工期短钢结构一般般在专业工工厂制造，易易实现机械械化，生产产效率和产产品精度高高，质量易易于保证，是是工程结构构中工业化化程度最高高的一种结结构。构件件制造完成成后，运至至施工现场场拼装成结结构。拼装装可采用安安装方便的的螺栓连接接，有时还还可在地面面拼装成较较大的单元元，再进行行吊装。施施工工期短短，可尽快快发挥投资资的经济效效益。由于于钢结构具具有连接的的特性，故故易于加固固、改建和和拆迁。e.钢结构构密

11、闭性好好钢结构采用用焊接连接接可制成水水密性和气气密性较好好的常压和和高压结构构、管道等等。f.钢材的的耐锈蚀性性差在没有腐蚀蚀介质的一一般环境中中，普通钢钢材制成的的钢结构经经除锈后再再涂上合格格的防锈涂涂料，锈蚀蚀问题并不不严重。立立体车库多多在没有腐腐蚀介质的的环境中，所所以对钢结结构本身的的维护费用用低。结构主体采采用热制HH 型钢、槽钢、角角钢和钢板板等型材制制造，具有有较好的强强度和刚度度，轻巧、美观，并并可二次拆拆卸安装，运运输方便。上载车板板及其提升升系统每块上载车车板都配有有一套独立立的电机减减速机与链链传动组合合的传动系系统。其工工作原理如如图2.00 ，电机机顺时针旋旋转

12、时，载载车板上升升，电机逆逆时针旋转转时，载车车板下降。根据载车车板及车重重确定链条条所需的传传动力。根根据传动力力及载车板板的移动速速度确定电电机功率。根据车身身高度确定定上下载车车板间的距距离，根据据这个距离离确定链条条的长度，最最后根据传传动力确定定链轮大小小，链节形形状及大小小。下载车板板及其横移移系统由于下载车车板不需悬悬挂链条，所所以为了节节省材料，下下载车板比比上载车板板要短。每每块下载车车板后部都都配有一套套独立的电电机减速机机传动系统统，藏于载载车板内。在下载车车板底部装装有四只钢钢轮，可以以在导轨上上行走，其其中两只为为主动轮，装装于长传动动轴两端，另另两只为独独立安装的的

13、从动轮。电机减速速机驱动长长传动轴运运转，长传传动轴上的的主动钢轮轮在导轨上上滚动行走走从而使下下载车板作作横向平移移运动。根根据载车板板及车辆的的重量、行行走速度、滚轮与导导轨间的摩摩擦系数确确定横移电电机的驱动动功率。安全装置置上载车板上上装有上下下行程极限限开关和防防坠落安全全装置。防防坠落安全全装置装在在纵梁与上上载车板上上停位之间间，在纵梁梁两测各装装两只挂钩钩，上载车车板两侧相相应位置处处各装两只只耳环，当当上载车板板上升到位位后，纵梁梁下面的四四只挂钩便便自动套入入四只耳环环内，以防防止升降电电机常闭制制动器慢释释放后，上上载车板在在汽车和载载车板本身身的重力作作用下慢慢慢下滑，

14、压压坏下层汽汽车。另外外也防止制制动器一旦旦失灵，上上载车板从从上停车位位坠落，砸砸坏下层汽汽车。下载载车板的安安全装置主主要是行程程极限开关关和防碰撞撞板。行程程极限开关关的作用是是使载车板板横移到位位后自动停停止。防碰碰撞板的作作用是：下下载车板横横移时，如如果碰撞到到人、遗留留行李或车车主宠物时时，切断横横移电机电电源，横移移停止。控制系统统升降横移式式立体停车车设备的控控制系统采采用PLCC 可编程程序控制器器控制，主主要有手动动、自动、复位、急急停四种控控制方法。自动控制制应用于平平时的正常常工作状态态，手动控控制应用于于调试、维维修状态，复复位应用于于排除故障障场合，急急停应用于于

15、发现异常常的紧急场场合。对于于本文中所所列的7车车位升降横横移式立体体停车设备备，PLCC 主要要要控制二、三层五个个升降电机机的正反转转和一、二二层四个横横移电机的的正反转。此外要控控制上层车车位上安全全钩的电磁磁铁和系统统报警显示示装置等。2.1.22 立体体车库钢结结构设计在升降横移移式立体车车库中其主主要结构是是钢结构，有有两部分：主体框架架部分和载载车板部分分。主体框框架部分的的钢结构比比较复杂，运运用了“H”型钢、角角钢、槽钢钢等数种型型钢形式，就就其连接形形式而言比比较单一，即即焊接和螺螺栓连接两两种形式。载车板部部分的钢结结构比较简简单，其框框架部分为为数段矩形形方钢对焊焊而成

16、，其其它辅助结结构则以角角焊代之。焊接和螺螺栓连接是是车库钢结结构部分的的两种主要要的连接方方式，其连连接方式的的质量优劣劣将直接影影响车库整整体结构性性能的优良良与否，所所以在车库库的设计和和建造中具具有很重要要的位置。立体车库库在连接过过程中主要要运用对焊焊、角焊和和螺栓连接接。一、焊缝连连接要求 1.焊缝缝金属宜于于基本金属属相适应，当当不同强度度的钢材连连接时，可可采用与低低强度钢材材相适应的的焊接材料料。 2.在设设计中，不不得任意加加大焊缝，避避免焊缝立立体交叉和和在一处集集中大量焊焊缝，同时时，焊缝的的布置应尽尽可能对称称于构件的的重心。 3.对接接焊缝的坡坡口形式，应应根据板厚

17、厚和施工条条件按现行行标准手手工电弧焊焊焊接接头头的基本形形式与尺寸寸和埋埋弧焊焊接接接头的基基本形式与与尺寸的的要求选用用。 4.在对对接焊缝的的拼接处，当当焊接的宽宽度不同或或厚度相差差4mm以上上时，应分分别在宽度度方向或厚厚度方向，从从一侧或两两侧做成坡坡度不大于于1/4的的斜角，当当厚度不同同时，焊缝缝坡口形式式应根据较较薄焊件厚厚度选定基基本形式与与尺寸。 5.当采采用不焊透透的对接焊焊缝时，应应在设计图图中注明坡坡口的形式式和尺寸，其其有效厚度度不得小于于，t为坡坡口所在焊焊件的较大大厚度。在在承受动力力载荷的结结构中，垂垂直于受力力方向的焊焊缝不宜采采用不焊透透的对接焊焊缝。

18、6.角焊焊缝两焊脚脚边的夹角角a一般为为90度(直角角焊焊缝)。夹夹角a1120度或或a6mmm时，。圆孔孔或槽孔内内的焊缝焊焊角尺寸不不宜大于圆圆孔直径或或槽孔短径径的1/33。 （33）角焊缝缝的两焊角角尺寸一般般为相等，当当焊件的厚厚度相差较较大，且焊焊脚尺寸不不能符合上上列要求时时，可采用用不等焊脚脚尺寸，与与较薄焊件件接触的焊焊脚边以及及与较厚焊焊件接触的的焊脚边应应分别符合合上列要求求。 （44）侧面脚脚焊缝或正正面脚焊缝缝的计算长长度不得小小于和4mm。 （55）侧面脚脚焊缝的计计算长度不不宜大于660h(承承受静力荷荷载或间接接承受动力力载荷时)或40hh(承受动动力载荷时时)

19、;当大大于上述数数值时，其其超过部分分在计算中中不予考虑虑。若内力力沿侧面焊焊缝全长分分布时，其其计算长度度不受此限限。 8.在在直接承受受动力载荷荷的结构中中，角焊缝缝表面应做做成直线形形或凹形。焊脚 尺尺寸的比例例：对正面面脚焊缝宜宜为1：11.5(长长边顺应力力方向);对侧面脚脚焊缝应为为1：1。 9.在在次要构件件或次要焊焊件连接中中，可采用用断续焊接接。断续焊焊接之间的的净距，不不应大于巧巧t(对受受压焊件)或30tt(对受拉拉构件)，tt为较薄焊焊件厚度。 10当角焊缝缝的端部在在构件转角角处作长度度为的绕脚脚焊时，转转角处必须须连续施焊焊。二、螺栓连连接要求在立体车库库的钢结构构

20、中，主立立柱与横移移导轨“H”型钢的连连接是整体体结构中的的主连接，高高强度螺栓栓连接则是是主连接中中常用的连连接形式。高强度螺螺栓连接按按其受力的的性能可分分为：摩擦擦型和承压压型。摩擦型高强强度螺栓连连接摩擦型高高强度螺栓栓连接完全全依靠被连连接的构件件间的摩擦擦阻力来传传力，完全全不靠孔壁壁承压和栓栓杆受剪。摩擦阻力力的大小决决定于作用用在构件摩摩擦面上的的压力(螺螺栓的预紧紧力)，同同时也与被被连接构件件的材料及及表面处理理情况有关关。施工时时不得在摩摩擦面上误误涂丹红、油漆、淋淋雨、受潮潮等。承压型高强强度螺栓连连接靠孔壁承承压和栓杆杆受剪，与与普通的螺螺栓相似，其其连接多为为螺纹连

21、接接和绞制孔孔用螺栓连连接。对于于同时承受受剪力和螺螺栓杆轴方方向拉力的的承压型高高强度螺栓栓，应符合合下式要求求：其中式中，每个承受受型高强度度螺栓所受受的剪力和和拉力； 每个承压压型高强度度螺栓的受受剪、受拉拉、承压承承载力设计计值。立体车库钢钢结构受力力主要包括括：钢结构构本身自重重，结构架架上各停车车位的车辆辆及载车板板重力，提提升系统起起制动所产产生的惯性性力，驱动动装置的重重力，顶部部梁架受滑滑轮组、轿轿箱和配重重的重力，整整体结构所所受的风力力、地震载载荷以及结结构由于外外界环境温温度变化而而引起的温温度应力等等，它们均均以集中或或分布方式式作用。由于该立体体车库为三三层三列式式

22、，属于低低层钢结构构建筑。因因此，我们们对该车库库模型进行行受力分析析时作如下下假设：1、车库单单独建立，不不与其它建建筑物相连连接，属于于最常见状状况;2、不计由由于结构阴阴面与阳面面温差引起起的热应力力;3、整体结结构无初始始变形和缺缺陷;4、在静态态环境里，地地震载荷与与风载荷作作用忽略不不计。三、立体车车库钢结构构分析校核核在车库钢结结构设计中中，包括轴轴心受力构构件、梁、拉弯和压压弯构件的的设计。进进行轴心受受力构件设设计时，轴轴心受拉构构件应满足足强度和刚刚度要求，轴轴心受压构构件除应满满足强度、刚度要求求外，还应应满足整体体稳定和局局部稳定要要求。在梁的设计计中，梁的的刚度和强强

23、度对截面面设计起控控制作用，因因此应先进进行这二者者的计算。由于车库库系统对于于系统的安安全要求特特别高，所所以还应对对其整体稳稳定进行计计算，此外外，梁的接接点处均应应采取构造造措施，以以防止其端端截面发生生扭转。在在进行梁的的截面设计计时，考虑虑强度，腹腹板宜既高高又薄，考考虑整体稳稳定，翼缘缘宜既宽又又薄，所以以在荷载作作用下，受受压翼缘与与腹板有可可能发生波波形屈曲，即即梁发生局局部失稳。发生局部部失稳后，梁梁的部分区区域退出工工作，将使使梁的有效效截面积减减小，强度度承载力和和整体稳定定性降低，这这时可以采采取增大板板厚度或设设置加强肋肋等措施。对于压变变构件，需需要进行强强度、刚度

24、度、整体稳稳定性和局局部稳定性性计算。对于拉弯构构件，一般般只需要进进行强度和和刚度计算算。在对立立体车库钢钢结构骨架架的分析中中，我们先先从单根梁梁的受力进进行分析，适适当简化力力学模型，在在正确分析析各梁的约约束和受力力的基础上上，先对各各梁和立柱柱的刚度和和强度进行行分析，找找出系统薄薄弱处所在在，然后在在整体分析析之中给予予特别关注注。图 2.22 立体车车库简化模模型立体车库钢钢结构骨架架由立柱、横梁、纵纵梁和支承承动力及附附属装置的的上、下支支承梁等组组成，其立立柱通过螺螺栓与基础础相连，其其余钢梁靠靠焊接或者者螺栓相互互连接。立立柱主要承承受压力和和其他因素素造成的扭扭矩，即压压

25、应力和部部分剪应力力；前后两两个面的纵纵梁主要承承受拉伸和和弯矩造成成的拉应力力和弯曲应应力;侧面面的横梁承承受较小的的拉应力和和剪应力。为了减小小振动和提提高稳定性性，各部分分都必须保保证足够的的强度和刚刚度。机械传动系系统安装在在钢结构骨骨架上，由由传动部件件和张紧装装置组成。停车托架架与传动链链条相连，驱驱动装置和和机械传动动系统驱动动托架循环环运行，实实现车辆的的存取和停停放。设计时采用用Q2355碳素钢，其其屈服极限限为2355Mpa，抗抗拉强度为为375-500MMpa。整整体车库钢钢结构许用用位移为110mm。本车库所限限车型为小小型车和中中型车，最最大容车重重为20000kg，

26、载载车板重约约700kkg，所以以每个车位位所承受的的最大重量量为20000+7000=27700kgg，在每个个载车板上上模拟汽车车前后车轮轮位置，按按照额定载载荷6：44的比例均均匀放置集集中载荷。1、支撑柱柱受力分析析钢结构的支支撑住是由由H型钢制制成，前面面有两根立立柱均匀分分布，后面面有两根立立柱，均匀匀分布。由由于每一个个立柱承受受的力都是是均布载荷荷，所以可可以简化为为一个集中中载荷附加加一个弯矩矩。在各种种受力的工工况中，立立柱均为受受力杆，在在竖直方向向上，车库库骨架承受受的力作用用到地基，不不足以引起起立柱的压压溃变形，所所以可以暂暂时忽略不不计，主要要分析在两两个弯矩作作

27、用下立柱柱的最大偏偏移位移量量。立柱的的弯矩与由作用的的均布载荷荷决定，因因此支撑住住的最大偏偏移发生在在最大受力力状态下，即即为车库满满载时。前立柱为三三根，后立立柱为三根根，当车库库空载时，每一根前立立柱所受载载荷总大于于后立柱所所受载荷，因因此我们重重点分析前前支撑住受受力情况。图2.33所示为前前立柱的力力学结构简简图。图 2.33 前支撑撑住的力学学分析图 己知知A点为全全约束，施施加在B点点的弯矩，施施加在C点点的弯矩，且且根据下列公公式进行分分析挠曲方程为为：端截面转角角：，最大挠度：，所以，由梁的迭加加原理得出出立柱顶端端D端为最最大挠度点点2、立柱稳稳定性校核核前立柱为等等截

28、面立柱柱，受压静静力，前立立柱受力状状态简化如如图2.33所示。两两中心压杆杆的稳定条条件为：其中：临界载荷荷P工作载载荷n安全系系数许用安全全系数图 2.44 立柱柱受垂直力力简图（1）立柱柱的截面力力学特性查简明材料料力学附录录A型钢表表可得HWW 3000X3000型H型钢钢面积： 惯性矩：惯性半径：（2）确定定压杆柔度度其中：压杆全长为为l=5000cm压杆长度系系数u=22，见机械械手册l，11-1533页表1-1-1004求压杆柔度度范围值：其中：弹性模量比例极限 求压杆柔度度范围值其中：屈服极限常数查机械械手册1，ll-1-007，则前立柱柱属于细长长杆，应按按欧拉公式式计算临界

29、载荷。（3）强度度校核设立柱空载载时受载车车板和上层层钢结构载载荷满载时前立立柱承受最最大载荷则立柱的工工作载荷由欧拉公式式得临界载载荷由机械手册册1，1-152页页表1-11-1000查得，金金属结构中中的压杆安安全系数，取n，=3。代入入得前立柱的稳稳定安全系系数，由上式可知知安全。若按插减系系数法计算算：其中A受力面面积P工作载载荷安全系数数许用安全全系数一中心压杆杆折减系数数，安全裕度度较大。3、导轨支支撑梁强度度校核前后导轨支支撑梁均为为两点点支支撑，承受受作用力相相同，故我我们分析前前导轨支撑撑梁，如果果前导轨支支撑梁在允允许范围之之内，则后后导轨梁也也必然符合合设计要求求。如图2

30、2.5所示示，简支梁梁AB为两两点支撑，受受均布载荷荷的作用，两两端全约束束，且同样样为均布载载荷。图 2.55导轨支撑撑梁受力分分析简图我们先来分分析一下图图2.5中中的梁的受受力。已知A、BB两点全约约束均布载荷为为：挠曲方程为为：最大挠度为为：计算得：面积梁所承受的的弯矩为则导轨支撑撑梁所承受受的最大弯弯矩为最大应力为为根据材料力力学“失效、安安全系数和和强度”理论，由由于钢结构构选用材料料为Q2335，屈服强度为为235MMPa，取取安全系数数下n=22，所以许许用应力。可得，由强强度理论可可知：导轨轨支撑梁稳稳定。4、三层横横梁强度校校核 三三层横梁可可以简化为为固定梁，受受力状态如

31、如图2.66所示。横横梁两端固固定，A、B两点产生生相应的支支反力和。图 2.66 三层层横梁受力力简图及弯弯矩图所承受的主主要是拉压压受力，所所以我们只只对其正应应力进行分分析。梁所承受的的弯矩为：最大弯矩为为：其中代入得：最大正应力力为：其中为抗弯弯截面系数数，根据机机械设计手手册可以得得知由此可得则由弯曲强强度理论可可知：三层层横梁稳定定。2.2 立体车库库升降横移移机构设计计2.2.11 横移机机构设计立体车库横横移传动机机构由减速速电机、驱驱动轮和从从动轮、地地面铺设导导轨组成。升降横移移机构则为为升降传动动机构与横横移传动机机构的结合合。升降横横移式立体体车库底层层与中间层层载车板

32、为为横移机构构，上层载载车板为升升降机构。升降装置置由传动系系统、升降降架等组成成。1、横移方方案选择其中提升方方式分为下下列六种，可可根据不同同要求任意意选用。（1）钢丝丝绳式提升升型式（2）链条条式提升型型式（3）液压压式提升型型式（4）螺杆杆式提升型型式（5）液压压缸、钢丝丝绳组合提提升型式（6）链条条、钢丝绳绳组合提升升型式在立体车库库设计中，各各种提升方方式特点如如下：（1）采用用链传动：优点是传传动简单可可靠，维修修简单，造造价低廉;缺点是冲冲击比较大大，有提升升高度的限限制，安装装调试时需需要注意是是否有咬链链的情况出出现。（2）采用用钢丝绳传传动：优点点是对车库库底盘可以以提升

33、的高高度可以不不加限制，造造价比较低低;缺点是是因为需要要外加钢丝丝绳桶和刹刹车盘增加加了安装调调试的时间间和造价。（3）采用用液压传动动：优点是是可以真正正实现无级级调速，结结构紧凑，功功率与重量量比高、响响应速度快快、抗干扰扰能力强、误差小精精度高、低低速平稳性性好、调速速范围宽、介质自身身可起冷却却润滑作用用、安全防防爆等优点点;同时也也具有元件件昂贵、成成本高、密密封技术要要求高、油油液易污染染、能源传传输不便等等缺点。综上所述，本本车库为三三层，从提提升高度上上选链传动动或钢丝绳绳传动都可可以，但从从方案经济济及可行性性角度考虑虑，选择链链传动更为为有利;在在横移运动动中，采用用异步

34、电机机驱动，通通过链驱动动，也能达达到精确、稳定地传传动。图 2.77 载车板板横移原理理图2、横移载载车板动力力系统计算算运动原理如如图2.77载车板横横移原理图图所示，减减速电机通通过联轴节节直接驱动动载车板行行走轮转动动，实现载载车板横移移运动。（1)主要要参数的确确定横移运动行行程 s = 24000mm横移运动时时间 t = 205横移速度FF，主要由由设备运行行周期，周周围环境的的安全性，载载车运行时时的平稳性性等因素确确定。行走轮直径径：由结构构尺寸及轮轮压等因素素决定，行行走轮直径径确定为880mm。横移载车板板自重 载车板额定定载荷 （2)功率率计算电机输出轴轴转速n计计算：

35、其中：横移移速度V=120mmm/s行走轮直径径D=800mm驱动力矩MM计算：由机械手册册1册表11-1-77、1-11-9、11-1-110查得：行走轮与钢钢导数的静静摩擦系数数：=0.15行走轮与钢钢导数的滚滚动摩擦系系数：=00.05滚动轴承的的摩擦系数数：=0.00155正压力：则：起动驱动力力矩：行走驱动力力矩：电机功率计计算：由于结构紧紧凑，容纳纳电机的空空间狭小，选选择 HYPERLINK /mingchun/hengyi.htm 台湾明明椿电气的的减速电机机，其参数数如下：输出扭矩：输出转速：功率：载车板的额额定载荷是是承载的最最高上限，实实际使用概概率很小，通通常可以泊泊车

36、的车辆辆的重量都都在10000kgff-16000kgff之间这是是由车型所所决定的，所所以功率不不需留余量量，选择00.2KWW的电机比比较经济电电机允许短短时超载，静静摩擦引起起的大起动动阻力矩不不会造成电电机损坏。2.2.22 载车车板设计载车板用来来承载库存存车辆，按按结构形式式有框架式式和拼板式式两种。框框架是载车车板用型钢钢和钢板焊焊接承载框框架，并多多数采用中中间突起结结构，在两两侧停车通通道和中间间凸起的顶顶面铺设不不同厚度的的钢板。这这种载车板板的优点是是可按需要要设置行车车通道宽度度，并具有有较好的导导入功能，适适合车型变变化较多的的小批量生生产。拼板板式载车板板用镀锌钢钢

37、板一次冲冲压或滚压压成组装件件，采用咬咬合拼装成成载车板，用用螺栓紧固固连接，拼拼装前可以以先对组件件进行各种种表面处理理，如电镀镀、烤漆等等，使载车车板轻巧、美观。如如图2.88所示。图 2.88 平板式式载车板及及拼合示意意图2.2.33 安全全防护机构构车库的安全全防护措施施非常重要要，在众多多的车库中中车辆的高高价性与车车库自身的的价值相差差很大，并并与客户对对车库的信信任度有着着密切的联联系。对于于升降横移移式立体车车库，它的的安全防护护措施要做做到以下几几点，并配配备有相应应的防护装装置。1.防火措措施：在车车库中安装装有温烟传传感器，可可对车库的的火情实行行实时监控控，并把监监控

38、信号传传给中央控控制系统。2急停措施施：在发生生异常情况况时能使停停车设备立立即停止运运转，在操操作盒上安安装有紧急急停止开关关，并设为为红色，以以示醒目。3.阻车装装置：在很很多情况下下停车时，司司机必须要要把车停在在载车板合合适的位置置上，一般般在载车板板的后端一一侧安装上上一高255mm以上上的阻车挡挡铁。月.防止超限限运行装置置：停车设设备在升降降过程中，在在定位开关关上方装有有限位开关关，当定位位开关出现现故障时，由由限位开关关使设备停停止工作，起起超程保护护作用。5.人车误误入检出装装置：设备备运行时，必必须装有防防止人车误误入装置，以以确保安全全，一般采采用红外装装置。一旦旦检测

39、到在在车库运作作时，有人人或其它物物体进入车车库，系统统就会使这这个车库停停止运作。6.防止载载车板坠落落装置：当当载车板升升至定位点点后，需设设置防坠装装置，以防防止载车板板因故突然然落下，伤伤害人车，一一般防坠装装置采用挂挂钩形式。挂钩防坠坠方式为电电磁铁驱动动。图 2.99 防止载载车板坠落落装置载车板的防防坠落装置置是立体车车库中的一一个关键部部件，在泊泊车安全方方面起着决决定性的作作用。防坠坠落装置中中解锁动作作由电磁铁铁完成。解解锁动作要要求，当电电磁铁通电电时以推杆杆触动安全全钩解锁;当电磁铁铁断电时推推杆自动缩缩回。2.2.44 提升升机构及轴轴的设计本文中立体体车库的升升降部

40、分和和横移部分分均采用链链传动输入入动力。链链传动由主主动轮、从从动轮和绕绕在链轮上上的链条组组成。链传传动的特点点：能保证证准确的平平均传动比比；传动效效率高，可可达到0.9500.98；作用在轴轴上的压力力较小；能能在高温、油污等恶恶劣环境工工作。广泛泛应用于矿矿山、农业业和石油机机械中。轴在升降传传动系统和和横移传动动系统中都都是特别重重要的，它它不但影响响着传动的的好坏还影影响着车辆辆的安全，在在轴的设计计中，按照照常规设计计方法，先先进行初算算轴，然后后进行轴的的结构设计计，确定轴轴径后，再再对轴的强强度进行校校核。根据实际情情况确定危危险截面，求求出该截面面的弯曲应应力和扭转转应。

41、（循环特征征为对称循循环，脉动动循环）再考虑应力力集中等方方面的因素素，按交变变应力状态态的疲劳强强度的公式式进行该截截面安全系系数的校核核计算，其中：对称循环环应力时的的疲劳极限限和扭转疲疲劳极限 正应力力有效应力力集中系数数和剪应力力有效应力力集中系数数 表面质质量系数 尺寸系系数 s许用安全全系数值 通过校校核就可以以确定轴的的直径。1、横移传传动空轴校校核横移电机型型号为CLLPK2220403303，输输出的最大大扭矩为66.5944kgf.M6.5944kgf.M=655.94NNM链传动最大大传动效率率为0.998空心轴的抗抗扭截面系系数为轴的最大切切应力为故轴满足强强度要求。提

42、升传动空空轴校核载车板自重重 载车板额定定载荷 为安全和稳稳定起见选选用横移电机型型号台湾明明椿MLPPK5533706003，功率率3.7KKW，输出出的最大扭扭矩为1551.5882kgff.m151.5582kggf.m=15155.82NNm链传动最大大传动效率率为0.998钢管型号为为60 x66空心轴的抗抗扭截面系系数为轴的最大切切应力为故轴满足强强度要求。2、横移转转轴的校核核图 2.110 轴受受力示意图图上面章节已已求得起动驱动力力矩即最大大阻力距：电机最大输输出力矩：电机功率为为0.2KKW轴采用455#钢制造造可得 轴上最小直直径为244mm，可可知 虽然键槽、轴肩及过过

43、渡配合所所引起的应应力集中均均将削弱轴轴的疲劳强强度，但由由于轴的最最小直径是是按扭转强强度较为宽宽裕确定的的，所以截截面I，III，B均均无需校核核。因此，只只需要校核核截面A。根据机械设设计课本PP373，表表15-44可得 横移载车框框架自重 载车板额定定载荷 据机械设计计课本表115-1可可知45号号钢许用弯弯曲应力：。因此，故安安全。3、载车板板提升链校校核本提升装置置采用链条条传动型式式的传动机机构来提升升，如机构构示意图22.11所所示，载车车板的两个个端面各有有2个链轮轮，也各有有2根定长长的链条绕绕在链轮上上，初始位位置载车板板水平，当当提升电机机带动载车车板向上提提升时，由

44、由于链条是是定长的，所所以不管是是上升还是是下降，载载车板始终终保持水平平。整个传动机机构分析，载载车板在链链条的约束束下，提升升过程中不不会出现摆摆动的现象象，使整个个提升过程程非常平稳稳，对于升升降横移式式立体车库库，在选择择链条时，按按照低速链链处理(vv0.66m/s)，而不是是按高速链链的方法来来选择，由由链条的静静强度来确确定链条节节距。得 所选择的链链条必须满满足： S：安全系系数（取SS=7）； k：链链条工况系系数（取kk=1.33）P：提升电电机功率 zz：链轮的的齿数n：链轮的的转速 pp：所选链链轮的节距距根据上式很很容易确定定所需要的的链条。主要参数确确定：载板升降速

45、速度： 行程： S=18850mmm链条受力分分析：平衡衡链承重约约为提升载载荷的1/4，上升升时提升链链承载是提提升载荷的1/2。载车板自重重 载车板额定定载荷 所以，平衡衡链拉力： 提升链链拉力：图 2.111 载车车板提升原原理图机械手册33，13-82页表表13-22-1。根根据链条的的拉力选择择适用链条条单排滚子子链20AA、节距PP=31.75，极极限拉伸载载荷，是实实际提升拉拉力的6.42倍，链链条是提升升系统中最最重要的部部分，对车车库设备的的安全起着着绝对重要要的作用。所以要有有足够的裕裕量。机械手册22，8-664页表88-4-33。选择板板式链LHH12444，节约PP=

46、19. 05，极极限拉伸载载荷，是平平衡链拉力力的14.8位。裕裕量很大，除除了链条拉拉力必须满满足使用安安全的要求求外，还要要满足结构构要求，所所以选择LLH12444板式链链。滚子链强度度计算：提升链运动动速度，属属于低速链链传动。由由于载荷较较大，静强强度占主要地位，按按静强度计计算比用疲疲劳强度计计算要经济济。链条静强度度式中：链条条极限拉伸伸载荷 有限圆周周力 设计功功率：机械手册22，13-84页表表13-22-3查得得，链条传递功功率 因而链条静静强度，故故非常安全全第三章 立体车库库电气控制制系统设计计3.1 电气控制制系统整体体设计整个车库设设计由一台台PLC对对车库进行行统

47、一的管管理和监控控，通过PPLC控制制载车板纵纵横传动装装置以完成成对车辆的的存取操作作。各车位位内车辆的的调入调出出由PLCC根据当前前各车位的的车辆存放放情况，按按照相应的的调度策略略调度车辆辆进出。立体车库的的自动存取取车控制系系统包括弱弱电与强电电两套系统统。弱电系系统主要包包括各种信信号的采集集、报警与与控制输出出。PLCC输出信号号给接触器器线圈，控控制接触器器的接通与与关断。强强电系统包包括载车板板电机控制制线路、控控制电机正正反转接触触器、到位位限位及载载车板的上上下行程限限位。车库库采用车位位检测装置置代替人工工找位，用用升降装置置输送汽车车到位。系系统在面板板处设有急急停开

48、关，当当发生意外外时，按下下急停开关关，断掉所所有电机的的电源，使使载车盘无无法继续运运行，以保保护人员及及设备的安安全。系统输出控控制信号包包括控制电电机运行方方向信号，控控制电机运运行信号，控控制电磁铁铁得、失电电信号，控控制灯光报报警信号，控控制车库照照明信号。升降横移式式立体车库库是一种比比较典型的的跨学科机机电一体化化产品，集集机械、电电子、信息息技术于一一体。其中中，电子技技术、信息息技术和传传感技术的的合理运用用与组合构构成了车库库的控制系系统。升降降横移式立立体车库的的控制系统统是整个车车库系统的的重要组成成部分，也也是车库系系统的核心心。执行机机构是“四肢”，框架是是“躯体”

49、，那么控控制系统就就是“大脑”。它指挥挥着车库的的每个运作作过程，并并对整个系系统的状态态过程进行行监控。图 3.00 车库系系统控制原原理框图升降横移式式立体车库库的系统控控制原理：操作者(人)要通通过控制系系统信息交交流的平台台(界面)把操作信信息传送给给控制系统统，经系统统处理后，系系统把可识识别的控制制信息通过过辅助设备备驱动执行行结构，来来完成车库库现场的运运作。其系系统控制原原理框图，如如图3.00所示。由于PLCC的可靠性性、抗干扰扰能力强。国内外现现有的升降降横移式立立体车库，它它们的系统统控制形式式大都采用用可编程控控制器控制制，特别是是应用在智智能化要求求程度高、多车尾、大

50、容量的的现代化升升降横移式式立体车库库中。PLLC的可靠靠性、抗干干扰能力强强。图 3.11 PLCC的硬件系系统结构框框图在升降横移移式立体车车库中，控控制系统中中主控单元元的主要控控制对象首首先是车库库内的横移移电机和升升降电机，控控制系统就就是使它们们在不同的的时间内实实现正反转转;其次是是车库内的的各种辅助助装置，如如指示灯及及其各种安安全设施等等。为了保保证载车板板能横移到到预定位置置以及载车车板能上升升或下降到到指定位置置，采用了了行程开关关。为了判判断载车板板上有无车车辆，采用用了光电开开关。一般般小型车库库选用按钮钮操作，界界面清楚，易易于操作，但但对于大型型车库来说说要用上位

51、位机来进行行对其控制制。同时在在车库中还还采用了一一些传感器器如烟温传传感器以及及安全预警警装置，因因本系统只只有开关量量输入而无无模拟量输输入，凭可可编程序控控制器本身身的抗干扰扰能力和隔隔离变压器器就能满足足要求，因因此可不必必再另外增增加其它抗抗干扰措施施。检测点与控控制点：1.检测点点分布(1) 载载车板上汽汽车停放到到位否检测测采用光电开开关在底层层进行扫描描检测。光光电开关的的接收器和和发射器分分别安装在在底层左右右两边， 在载车板板前后位置置均进行检检测， 当当有车辆停停放不到位位时， 车车就把光电电关光源挡挡住，此时时系统不能能动作， 只有车辆辆停放到位位后， 系系统才能正正常

52、工作。(2) 载载车板上有有无车检测测在每个载载车板上的的一条对角角线上安放放一套光电电开关， 用于检测测载车板上上有无车。(3) 载载车板平移移运动是否否到位检测测只有下层载载车板有平平移运动， 在每个车车位上分别别安装一只只限位开关关， 用于于检测载车车板平移运运动是否到到位。载车板升降降是否到位位检测只有上层载载车板有升升降运动， 在每个载载车板垂直直运动的轨轨道上， 在低层和和上层分别别安装一只只限位开关关， 用于于检测载车车板下降和和上升是否否到位。(5) 上上层载车板板吊钩是否否挂好检测测控制吊钩动动作的电磁磁铁上有一一反馈信号号， 可用用于指示吊吊钩是否已已把载车板板挂好。2.控

53、制点点分布(1) 一一层载车板板左右平移移控制 一一层载车板板只有两个个， 每个个载车板只只有左右移移动两个动动作， 采采用带自动动抱闸的三三相交流电电机控制。(2) 二二层载车板板升降横移移运动控制制 二二层载车板板有两个， 每个载车车板有横移移、升降四四个动作， 采自动抱抱闸的三相相交流电机机控制。三层载车板板升降运动动控制 三层层载车板有有三个， 每个载车车板只有升升降两个动动作， 采采用带自动动抱闸的三三相交流电电机控制。吊钩动作控控制只有二、三三层的载车车板使用吊吊钩， 每每个载车板板用2 套套吊钩， 吊钩用电电磁铁控制制。根据依据需需要控制的的电机、电电磁铁和检检测点等条条件，建立

54、立电气线路路图3.22。图 3.22 电气线线路图3.2 电气系统统关键部分分设计PLC接线线设计：在在升降横移移式立体停停车库中，控控制系统中中主控单元元的主要控控制对象首首先是车库库内的横移移电机和升升降电机，控控制系统就就是使它们们在不同的的时间内实实现正反转转，其次是是车库内的的各种辅助助装置，如如指示灯及及其各种安安全设施等等。为了保保证载车板板能横移到到预定位置置以及载车车板能上升升或下降到到指定位置置，采用了了行程开关关。为了判判断载车板板上有无车车辆，采用用了光电开开关。同时时在车库中中还采用了了一些传感感器如烟温温传感器以以及安全预预警装置，其其简化接线线图见图33.3。图

55、3.33 简化化PLC接接线图电机控制及及接线设计计：在存取取车时车位位的升降不不能同时进进行，车位位的升降和和横移也不不能同时进进行，这两两个动作必必须是互锁锁的，即当当上层车位位在升降时时，地面层层车位不能能移动，反反之亦然，并并且上层车车位每次只只能有一个个车位进行行上下升降降运动。这这些在程序序中可采用用联锁和互互锁的方法法来解决。如图3.4所示。 图 3.44 电机控控制原理图图3.3 PLC控控制程序设设计本文所设计计的PLCC存取车控控制系统只只针对上22层和3层层的车位， 而对于11层车位， 存取车直直接开进开开出即可。控制软件件采用梯形形图语言编编写。程序序流程见图图。需要说

56、说明的是， 载车板用用链条依靠靠载车板上上的吊点悬悬吊在托架架上， 在在静止状态态时， 防防坠（安全全）挂钩挂挂住载车板板。在设计计不同层进进出车程序序时运用了了“ 并行分分支与汇合合” 的技巧巧， 所谓谓并行分支支指的是各各分支流程程可同时执执行， 待待各流程动动作全部结结束后， 根据相应应执行条件件， 汇合合状态动作作。即如果果选择第33层载车板板进出车， 可以使一一层二层同同时平移左左移或右移移，这样， 控制系统统能自动处处理设备动动作顺序之之间的联锁锁或双重输输出， 而而且控制系系统的试运运行及故障障检查非常常方便， 可节约大大量时间， 提高工作作效率。图 3.55 存取车车程序流程程

57、图根据车库的的运行控制制要求，用用户应用程程序采用模模块化结构构， 由主主循环程序序和若干子子程序构成成。用编程程软件支持持的梯形图图逻辑语言言编写，系系统应用的的程序框图图如图3.5 所示示。程序设设计方案如如下：（1）初始始化程序提提出系统的的控制信息息，扫描各各到位开关关信号；（2）主控控制程序按按照进车优优先的原则则，将最多多的车位保保持在进车车位置。每每个载车板板运动之前前，需要先先判断目的的地是否有有空位，有有空位才可可以动作，前前后动作互互锁。判断断是否有空空位是根据据横移电机机所对应的的到位行程程开关动作作信息来确确定的。液液压升降系系统启、停停动作也是是根据相应应的到位行行程

58、开关来来确定；（3）故障障报警程序序故障报警警程序能够够实时地采采集设备异异常信息，及及时发出声声光报警信信号，提醒醒司机和管管理人员进进行处理。若在程序序执行过程程中，有人人、物侵入入车库空间间或车辆超超长，PLLC将按照照闭锁关系系停止设备备运行，同同时发出故故障报警。该程序完完整而高效效的完成了了二层升降降平移式车车库全部动动作，具有有安全可靠靠性。完全全达到了作作为民用机机电一体化化设备所应应具备的条条件，充分分发挥了它它的作用。控制程序采采用模块化化编程形式式， 车位位运行过程程中只需调调用子程序序模块， 这样大大大降低了程程序的复杂杂程度， 方便了程程序的修改改， 而且且为车位的的

59、拓展提供供了便利条条件。整个个程序包括括主程序模模块、手动动按键子程程序模块、紧急停车车按键子程程序模块、初始化程程序模块、存取车位位号赋值程程序模块、空车位号号与移动车车位号赋值值程序模块块、载车板板平移运动动程序模块块、光电开开关子程序序模块、载载车板升降降运动程序序模块和故故障报警子子程序模块块。程序所用状状态元件、定时器及及数据存储储器均选用用具有掉电电保护功能能的元件， 当系统掉掉电时元件件保持掉电电前的状态态， 以保保存现场信信息， 待待上电后继继续完成被被中断的动动作当发生生意外情况况时， 按按下急停按按钮中止系系统的运行行并保存现现场断点信信息当出现现电气或机机械故障时时， 如

60、电电机过载、过热时自自动中止系系统运行， 并发出声声光报警， 同时系统统转人手动动方式进行行故障处理理。所谓输入输输出点定义义是指整体体输入输出出点的分布布和每个输输入输出点点的名称定定义，它们们会给程序序的编制、系统的调调试和文本本的打印等等带来很多多方便。因因为本系统统是对开关关量控制的的应用系统统，并对控控制速度要要求不高，选选用一般的的可编程序序控制器，其其具有的自自诊断功能能和采用的的循环扫描描工作方式式完全能满满足要求。本系统输输入端有自自动/手动动选择开关关，自动工工作时有总总开、总停停按钮，有有上、下、左、右移移动按钮，车车位号信号号输入若干干。输出端端需要控制制9台电机机(4