巷道堆垛类自动化立体车库概论

1、PAGE PAGE 147第 1 章 绪 论1.1 课题的来源、目的及意义近年来，随着经经济的发展，我我国的城市化化水平加快和和人民生活水水平的提高，汽汽车的数量不不断增加。截截至20033年底，我国国个人汽车保保有量为1224276772辆。其中中，个人轿车车48903387辆，比比2002年增增加14622441辆，增增长率为422.7%。但但与此同时，汽汽车停车场地地的增长却不不能与之同步步，汽车泊位位与汽车数量量严重比例失失调，由此带带来停车难，违违章停车，停停车管理困难难等一系列问问题。机械式立体停车车设备又名立立体车库，它它占地空间小小，并且可以以最大限度的的利用空间，安安全方便，

2、是是解决城市用用地紧张，缓缓解停车难的的一个有效手手段。国家记记委已明确机机械立体停车车设备及城市市立体停车场场为国家重点点支持的产业业。19988年1月1日起执行的国国家记委6号令把机机械式立体车车库和立体停停车场列入“国家重点鼓鼓励发展的产产业，产品和和技术”。国家海关关总署对机械械式停车产品品规定“国内投资项项目给予免征征进口税”。上述措施施为我国立体体车库产业的的成长提供了了良好的条件件，也为我国国解决城市停停车问题提供供了机会。可可以预见：立立体车库具有有广阔的市场场前景。研究的目的就是是开发一套实实用，安全有有效的垂直升升降式停车设设备，并进行行相应的扩展展研究。本项目的研究与与开

3、发，为221世纪初期期的城市交通通系统提供实实用的，具有有自主知识产产权，国产化化城市停车技技术和装备，对对缓解城市用用地紧张，解解决城市停车车难的问题具具有重要意义义。1.2 机械式式立体停车库库的概述使用车辆之外其其他具有动力力的搬运器，完完成车辆的停停放，存贮的的整套设备，称称为机械停车车库。以立体体形式停放，存存储车辆的机机械设备叫机机械式立体停停车库。它包包含了当前机机械，光学，电电子，液压，磁磁控技术领域域的成熟先进进技术，是一一种技术密集集型的光机电电一体化设备备。在中华人民共和和国机械行业业标准 JBB/T 88713-11998 ：机械式停车车设备类别、形形式、基本参参数要目

4、中，对对机械式停车车设备进行了了划分，其类类别代号如下下：升降横移类，代代号为SH，是指通通过设备的垂垂直升降和水水平横移进行行移动，实现现车辆存取功功能的停车设设备。垂直循环类，代代号为CX，是指通通过搬运器在在垂直平面内内做连续的循循环移动，来来实现车辆存存取功能的停停车设备。水平循环类，代代号为SX，是指搬搬运器在水平平平面内排列列成2列或2列以上连续续循环列尖转转换移动，实实现车辆存取取功能的停车车设备。多层循环类，代代号为DX，是指车车辆搬运器在在垂直平面内内排成2层或2层以上做连连续移动，两两端有升降机机构进行循环环层间转换移移动，实现车车辆存取的停停车设备。平面移动类，代代号为P

5、Y，是指存存车位与搬运运器在同一水水平面内，通通过搬运器在在水平面内做做往复移动，实实现车辆存取取功能的停车车设备。巷道堆垛类，代代号为XD，是指存存车位在巷道道一边或两边边多层布置，通通过搬运器在在巷道内做水水平，垂直或或水平垂直复复合运动，实实现车辆的存存取功能的停停车设备。垂直升降类，代代号为CS，是指停停车位分布在在井道周围，通通过升降搬运运器在专用升升降通道内做做升降移动，时时间车辆存取取功能的停车车设备。简易升降类，代代号为JS，是指通通过单一搬运运器的升降，俯俯仰或二三层层搬运器的整整体升降，俯俯仰，实现车车辆二三层车车辆存取功能能的停车设备备。汽车升降机类代代号为QS;是指搬运

6、器器运载车辆(或同时运载载驾驶员)垂垂直升降运行行进行多层平平层对位，从从搬运器到存存车位需要驾驾驶员驾车入入位，实现车车辆存取功能能的停车设备备。从上面对机械式式停车设备的的分类和定义义可以看出，与与以往的普通通车库相比，机机械式停车设设备可以在同同样面积的土土地上停放更更多的车辆，大大大的提高了了土地面积利利用率，同时时具有存车时时间短，可使使用性强等优优点，所以是是解决城市停停车面积不足足，停车困难难的有效措施施。1.2.1几种种机械停车设设备的特点及及比较(一) 升降横横移式升降横移式立体体车库采用模模块化设计，每每单元可设计计成两层、三三层、四层、五五层、半地下下等多种形式式，车位数

7、从从几个到上百百个。此立体体车库适用于于地面及地下下停车场，配配置灵活，造造价较低。1. 产品特点点：1) 节省占地地，配置灵活活，建设周期期短。2) 价格低，消消防、外装修修、土建地基基等投资少。3) 可采用自自动控制，构构造简单，安安全可靠。4) 存取车迅迅速，等候时时间短。5) 运行平稳稳，工作噪声声低。6) 适用于商商业、机关、住住宅小区配套套停车场的使使用。（二）巷道堆垛垛式巷道堆垛式立体体车库采用堆堆垛机作为存存取车辆的工工具，所有车车辆均由堆垛垛机进行存取取，因此对堆堆垛机的技术术要求较高，单单台堆垛机成成本较高，所所以巷道堆垛垛式立体车库库适用于车位位数需要较多多的客户使用用。

8、这种车库库自动化水平平很高，且全全封闭式建造造，存车安全全性高。（三）垂直提升升式垂直提升式立体体车库类似于于电梯的工作作原理，在提提升机的两侧侧布置车位，一一般地面需一一个汽车旋转转台，可省去去司机调头。垂垂直提升式立立体车库一般般高度较高（几几十米），对对设备的安全全性，加工安安装精度等要要求都很高，因因此造价较高高，但占地却却最小。 （四）垂直循环环式产品特点：1) 占地少，两两个泊位面积积可停6110辆车。2) 外装修可可只加顶棚，消消防可利用消消防栓。3) 价格低，地地基、外装修修、消防等投投资少，建设设周期短。4) 可采用自自动控制，运运行安全可靠靠。基于上述比较，根根据需要现选选

9、择巷道堆垛垛式立体机械械停车设备进进行设计。1.3 自动化化立体车库的的控制系统立体车库自动化化控制系统主主要包含个个子系统：自自动收费管理理、自动存取取车、远程诊诊断、自动道道闸和监控安安保。1.3.1自动动收费管理系系统自动收费采用非非接触式卡,分长期期卡与储值卡卡两种。对固固定用户，发发行长期卡，费费用可在固定定用户交纳管管理费用时一一并交纳；对对临时用户发发行储值卡，用用户交纳的费费用存在卡内内，每次停车车读卡，费用用自动从卡中中扣除。1.3.2自动动存取车系统统自动存取车系统统一般由小型型可编程控制制器控控制，包括卡卡号识别与移移动载车盘两两个过程。用用户进入车库库时，在门口口刷卡进

10、入，读读卡机自动把把数据传送到到控制制系统，系统通过过判断卡号，自自动把对应的的载车盘移动动到人车交接接的位置。存存车时，司机机按照指示灯灯信号指引入入库，只有当当车辆停放在在安全位置后后，停车正常常指示灯才会会亮启。存取取车完成后，车车库门自动关关闭。移动载载车盘时，系系统严格按照照各种检测信信号的状态进进行移动，检检测信号包括括超长检测、到到位检测、极极限位置检测测、人员误入入检测、急停停信号检测等等。若有载车车盘运行不到到位或车辆长长度超出车库库允许的长度度，所有载车车盘将不进行行运作，若检检测到急停信信号，将停止止一切运作，直直至急停信号号消失。除此此之外，还可可从控制软件件中设置保护

11、护信号，比如如时间保护，以以保证因硬件件损坏而导致致信号失灵时时主体设备及及车辆的安全全。1.3.3远程程诊断系统现场控制器可以以通过网卡、等网络络设备与控制制中心的局域域网相连接，实实现远程管理理，监测现场场运行情况。当当现场出现故故障时，在控控制中心即可可解决，方便便管理人员、安安保人员异地地办公。1.3.4自动动道闸在车库出入口处处各设非接触触式读卡器、感感应线圈及道道闸，用户在在车库出入口口处刷卡后，系系统自动判别别该卡是否有有效。若有效效，则道闸自自动开启，通通过感应线圈圈后，自动栅栅栏自动关闭闭；若无效，则则道闸不开启启，同时声光光报警。1.3.5监控控安保系统在停车楼各处安安放的

12、监视器器通过网络传传输到中央控控制室，安保保人员通过屏屏幕监视控制制车库现场的的运行状况。具具有运动检测测、车牌识别别、网络连接接、各种类型型的报警系统统联动等功能能，可实现无无人看守。1.4 国内外外研究现状机械立体停车库库是解决大都都市内停车难难问题的有效效方法。土地地资源紧张是是大都市的现现状，在亚洲洲各国大城市市表现的尤为为突出，所以以机械式立体体停车库在亚亚洲的应用比比较广泛，目目前统计结果果表明，立体体停车库市场场大多在亚洲洲的日本、韩韩国、中国等等地。 亚洲的停停车设备技术术起源于日本本，日本从220世纪600年代开始从从事机械停车车设备的开发发、生产、销销售和服务，至至今已有四

13、十十多年的历史史。目前在日日本从事机械械式停车库及及其设备开发发、制造的公公司约有2000多家，其其中生产机械械式停车设备备的公司约1100多家，比比较大的公司司有新明和、石石川岛播磨、日日精、三菱重重工等。从990年代起日日本每年投入入运行的机械械停车泊位都都在10万以以上。目前全全日本己经投投入使用的机机械式停车位位超过3000万个，其中中以升降横移移式停车设备备为主。对于于日本，优势势在多层升降降横移类、垂垂直升降类、水水平循环类、垂垂直循环类、简简易升降类等等产品上。韩韩国机械停车车设备技术是是日本技术的的派生。产业业从20世纪纪70年代中中期开始起步步，80年代代开始引进日日本技术，

14、经经过消化生产产和本土化，990年代开始始进入使用阶阶段。由于这这几个阶段得得到政府的高高度重视，各各种机械停车车设备得到普普遍开发和利利用，韩国近近几年增长速速度都在300%左右。目目前韩国停车车设备行业进进入稳步发展展阶段。 在欧洲洲，德国和意意大利等欧洲洲国家从事停停车设备开发发和生产也比比较早。较好好的公司有:意大利Sootefinn, Intterparrk,德国PPalis等等。由于欧洲洲国家土地资资源比较富余余，停车问题题表现不很突突出，停车设设备应用量不不是很大。多多数为巷道堆堆垛式产品，多多层升降横移移式产品应用用也很好。德德国和意大利利等欧洲国家家的优势主要要在巷道堆垛垛类

15、产品上。我我国在20世世纪80年代代初开始研制制和使用机械械式停车设备备。80年代代是起步阶段段，90年代代以来，随着着汽车工业和和建筑业的发发展，尤其是是轿车进入家家庭后，停车车设备的应用用逐步推广，已已经形成了新新兴的停车设设备行业，步步入引进、开开发、制造、使使用相结合的的初步发展阶阶段，现在从从事停车设备备制造的企业业数约有1000家，其中中主机生产企企业超过500家。 目前，立立体停车设备备的研究工作作在国内也得得到逐步的重重视，国内许许多研究院所所和高等院校校都投入技术术力量，对立立体停车设备备的各个方面面.例如结构构设计、控制制系统、存取取策略、可靠靠性分析、以以及生产工艺艺等方

16、面进行行研究，取得得了一系列的的成果。与此此同时 ，国国家也进一步步发展和完善善与停车产业业相关的法规规和各项标准准，先后制订订了多项停车车设备的行业业标准和行业业规范，加强强规划引导、技技术开发和标标准化工作。同同时，从中央央到地方，都都颁布了一系系列的法规条条文，对停车车行业的发展展进行规划管管理。从20004年起，国国家质量监督督检验检疫总总局对停车设设备生产企业业进行许可证证评审工作，规规定在20005年3月331日前未取得生产产许可证的企企业，不得从从事停车设备备的生产工作作。 我国城城市停车行业业从80年代代末起，经过过十几年的发发展，现在形形成了一定的的规模，但是是还处于初始始发

17、展阶段，车车库建设尚在在起步阶段，在在一些大城市市中机械化车车库仍然是空空白。停车行行业的发展仍仍存在着一些些问题:第一一，停车设备备企业己经形形成了一定的的规模，但是是发展不平衡衡，骨干的大大中型企业在在20家左右右，其它的则则是中小企业业居多，技术术力量薄弱，缺缺乏自主开发发能力，靠引引进国外技术术图纸。第二二，产品的种种类增多了，但但是质量、可可靠性、安全全性、耐久性性均存在着较较大的问题，产产品的技术水水平和质量难难以保证。第第三，停车行行业的市场开开始发育，但但是竞争太残残酷，目前总总体能力过剩剩，价格偏低低，有的产品品已经降到行行业平均成本本价以下。1.5 研究的的主要内容本文在查

18、阅国内内外大量资料料的基础上设设计了一套有有效而实用的的智能全自动动立体停车库库系统。从理理论上对立体体停车库的结结构以及控制制系统进行了了研究，并完完成了对立体体车库的整体体结构、存取取车的形式及及整体控制系系统的设计，具具体内容如下下:(1)立体车库库总体结构的的设计分析了目前国内内外同类立体体车库结构的的优劣，在对对可靠性、经经济性以及技技术可行性分分析比较的基基础上设计了了一套性能相相对优良的立立体车库系统统。(2)巷道堆垛垛式立体停车车设备的存取取机构设计 在分析析比较的基础础上，确定车车库的存取车车形式，然后后由此详细设设计停车位、载载车板和存取取机构。(3)立体车库库运输系统的的

19、设计 通过比比较与分析，设设计了一套运运输系统，并并对运输能力力进行了计算算与校核，本本系统完全满满足设计车库库的功能要求求。为了提高高运行速度和和平层精度，运运输系统采用用变频变压调调速电机，变变频变压调速速技术和矢量量变换控制技技术。(4)立体车库库总体钢结构构骨架的研究究与设计通过类比,设计计了立体车库库的钢结构骨骨架，运用有有限元方法对对钢结构骨架架进行了各种种工况的受力力分析和变形形分析，找出出了钢结构骨骨架的最大应应力作用单元元和最大变形形单元。验证证设计钢结构构满足刚度和和强度要求。在在此基础上，建建立钢结构骨骨架优化设计计模型，对钢钢结构骨架进进行优化设计计，进一步降降低材料的

20、消消耗车库整体体重量，提高高车库的经济济性。1.6 课题的的主要技术指指标电梯升降速度:60m/minn(矢量控制制)最大容车规格:5.05mm (L) X1.75m (W) X 1.60m (H)载车板横移速度度:15m/miin最大容车重量:2200kgg车库标准层高：1.8m平层精度要求：5mm消防设备：COO2和水第 2 章 立体车库总总体结构的研研究及设计2.1 机械立立体车库的总总体方案确定定方案1：一、根根据轿车尺寸寸确定每个车车位运输机的的长度宽度。设设计运输机的的形式计算校校核运输机的力学学性能。二、根据传动结结构的分析和和受力的分析析选择采用运运输机横移。选选择链轮和链，确

21、定尺尺寸。选取发发动机、减速速器。对上述述部件进行力力学校核。 三、使用载车板板输送，采用用双车板交换换法，减少了了送回车板的的动作，从而而减少了取车车时间。四、载荷均匀分分布，机械效效率高。 五、确定制动方方案。选择电电磁接触阀。六、结构简单，工工作可靠，拆拆装维修方便便。七、考虑安全防防护设计。八、考虑环保设设计。九、经济性考虑虑。方案2： 一、根据轿车车尺寸确定每每个车位运输输机的长度宽宽度。设计运运输机的形式式计算校核运输输机的力学性性能。 二、根据据传动结构的的分析和受力力的分析选择择采用运输机机 移。选择择链轮和链，确确定其尺寸规规格。选取发发动机、减速速器。然后对对其校核。 三三

22、、采用履带带输送，依靠靠减速电机驱驱动传动履带带实现存取车车，其所需功功率一般在224kw，输输送速度在11530m/min。 四四、载荷均匀匀分布，机械械效率高。五、确定制动方方案。选择电电磁接触阀。六、结构简单，工工作可靠，拆拆装维修方便便。七、考虑安全防防护设计。八、考虑环保设设计。九、经济性考虑虑。综合以上两种设设计方案，第第二种方案比比较适合本设设计。整个机机构的传动机机构采用链传传动，在上面面放置两条循循环链，两条条链通过一条条通轴连接，而而通轴上的链链轮由与减速速器相连链带带动，实现转转动，从而带带动两条循环环链同步转动动，这样就保保证了传动的的平稳性。而而第一种方案案中，如果用

23、用钢丝绳传动动也可实现机机构的传动，但但是如果要实实现第一种方方案一样的功功能，传动过过程显得就要要麻烦一些。因因为要是实现现同步转动，必必须选择链与与钢丝绳同时时使用才能达达到同步传动动的效果。 图11-1提升机机构简图本设计的传动特特点是：自自动化程度高高，快速处理理，连续出入入库，停车效效率高。实实现了由百台台到上千台规规模的大容量量停车。组组合式框架设设计，保证了了产品一致性性， 安装拆拆卸非常方便便。设有多多重安全防护护措施，确保保人车安全。操作简便，既可集中管理，又可由客户自己操作。电机及所用电器元件采用进口名牌产品。不排出汽车废气，清洁环保。2.2 传动机机构的主要参参数技 术

24、性 能能 参 数名称：巷道堆垛垛式自动化立立体车库型号：PXDDK组车台数：视现现场情况而定定使用车尺寸：5500018501550驱动：5.5kkw电动机速度：6m/mmin车重：17000kg控制方式：伺服服定位控制管理方式：专人人管理方式操作方式：触摸摸屏操作(说明：可根据据实际需要提提供九层及以以下设备。)2.3 升降驱驱动系统在巷道堆垛式立立体车库的组组成部分之中中，升降驱动动机构是非常常重要的一个个部分，它的的设置形式非非常重要，其其结构布置与与技术含量将将直接影响车车库的安全性性和可靠性。 目前巷巷道堆垛式立立体车库的升升降驱动形式式主要有曳引引驱动和强制制驱动两种，强强制驱动形

25、式式又有钢丝绳绳式(卷扬式式)和链轮链链条两种形式式。 在选定定提升方式时时，需要以安安全可靠为第第一原则，同同时结合用户户需求、经济济性等考虑因因素。 钢丝绳绳卷筒驱动机机构在起重机机械上被广泛泛的运用，是是使用上较为为成熟的技术术。它布置灵灵活，起吊用用的钢丝绳可可在空间内变变向设置。起起吊钢丝绳失失效状况可以以用肉眼观察察得到，预防防性好。但是是它的结构尺尺寸较大，占占用空间大，对对提升高度有有一定的限制制。而且钢丝丝绳使用伸长长量大，平层层时会引起升升降搬运器上上浮或者下沉沉现象。由于于它自身结构构的限制，钢钢丝绳式(卷卷扬式)在巷巷道堆垛式立立体车库中没没有得到更广广泛的应用。 链条

26、提提升式具有结结构简单、价价格低等优点点，在低速电电梯和低层的的立体车库垂垂直升降或平平面移动式)上都有应用用。用于巷道道堆垛式立体体车库时，在在车库的层数数不多，提升升速度要求不不高时可以选选用。 曳引式式是一种被广广泛应用于电电梯上的提升升方式。与卷卷扬式相比，它它不仅具有卷卷筒驱动的一一些优点，而而且还克服了了卷筒驱动机机构的不利因因素，例如，与与卷筒相比，它它的尺寸大大大减小，同时时提升高度要要比卷筒高很很多，可用于于高层的车库库，因而被广广泛的选用。为了提高车库的的运行效率，立立体车库要求求升降系统有有较高的提升升速度，并具具有良好的可可靠性。在参参照和比较现现有成熟的电电梯技术的基

27、基础上，决定定选定曳引式式升降驱动方方式。动力源源选用高效节节能的圆柱齿齿轮减速曳引引机。曳引电电机选用矢量量控制方式变变频器，可根根据载荷大小小和运行方向向改变升降速速度，有效利利用电机的输输出功率，其其调速性能和和运行的平稳稳性均能满足足停车库的要要求，平层精精度5 mm.2.4 车辆存存取方式利用机械装置从从提升机构中中将车辆送至至泊车位或将将车辆从泊车车位取回至提提升机构是利利用机械装置置从提升机构构中将车辆送送至泊车位或或将车辆从泊泊车位取回至至提升机构是是巷道堆垛式式立体车库最最重要的功能能之一，也是是它与普通汽汽车电梯的根根本区别所在在。巷道堆垛垛式立体车库库的存取车方方式主要有

28、以以下几种: (1)滑叉载车式式:在提升机机构上安装一一套多级滑叉叉机构(多为为3级滑叉)，存车时，滑滑叉逐级滑出出，将载车板板送至停车位位上方，再轻轻轻放下，然然后收回滑又又;取车时，先先将滑叉滑出出至载车板下下方，再略微微抬起，当载载车板与停车车位托架分离离后，将滑叉叉和载车板收收回至提升机机构。 滑叉式式的主要缺点点是滑叉有一一半空行程，影影响运行效率率;动作中有有较大偏载(尤其是将车车位上的载车车板抬高时)，会使导轨轨局部承受弯弯矩，影响提提升机构运行行的平稳性，增增大了运行噪噪声。 (2)链传动载车车式:其基本本原理是以链链传动的形式式，通过一次次微横移和一一次横向横移移来实现载车车

29、板的存取。存存车时，第一一次微横移的的作用是推动动横移机构连连同载车板作作短距离横移移，越过升降降轿厢与停车车位之间的间间隙;第二级级的作用是通通过每隔一定定链节设置的的加强链轴(两排链轴联联结并加强)或拔叉(或或在加强的链链轴上再加装装拨叉)随链链条转动直线线拨动载车板板下部的挡板板，使载车板板平稳地转移移到停车位的的托梁上，为为了减少摩擦擦力，一般还还安装尼龙滚滚轮，在载车车板底部与托托梁接触的部部位安装尼龙龙条。 链传动动横移装置克克服了多级滑滑叉式横移装装置的缺点。但但它对提升机机构的平层精精确度要求较较高。目前一一般采用变频频变压调速方方式及高精度度传感器来满满足平层精确确度的要求。

30、 (3) 摆杆式:摆杆式横移移装置是在升升降轿厢底中中部设置一个个可正反向3360。旋转转的摆杆。在在托盘下部靠靠近井道一侧侧的适当位置置安装挡块，通通过摆杆从不不同方向拨动动挡块以实现现托盘的横向向移动。该方方式在欧洲，尤尤其是德国使使用较为常见见。日本也有有类似的改进进型产品。 在巷道道堆垛式立体体车库的这几几种存取方式式之中，链传传动式结构紧紧凑，占用空空间位置小，在在保证了提升升机构的平层层精度蕊二巧巧。的情况下下，是较理想想的选择，因因此选用链传传动式作为车车库的车辆存存取方式。 车库的的链传动横移移装置安装在在提升轿厢上上，设计成上上下两层，上上层为存取载载车板用的横横移机构，包包

31、括横向推拉拉载车板电机机和两组横移移链条，其作作用是存取载载车板。下层层是微横移机机构，包括两两条微横移链链条和微横移移电机，其作作用是使放置置在它上面的的横移机构往往左或者往右右越过轿厢和和停车位之间间的间隙。它它同时起到减减少摩擦力和和定位导向的的作用。 车库工工作时，提升升机构首先将将轿厢提升到到指定层，然然后微横移机机构动作，拖拖动上层横移移机构和载车车板稍微移动动一段距离，靠靠近停车位，如如果是存入车车辆，则上层层横移电机动动作，带动循循环链条，通通过链条上的的销拉动载车车板及在上面面的汽车进入入停车位，到到位后销与载载车板的啮合合自动脱离。在在取车时则相相反，微横移移机构的动作作使

32、循环链啮啮合载车板，然然后横移机构构拉动载车板板到提升吊笼笼上。存取车车动作结束后后，微横移机机构动作，回回到轿厢上。2.5 巷道堆堆垛式立体停停车系统的控控制系统图2-1 存车车流程图 图2-2取车流程程图巷道堆垛式立体体车库的控制制系统有两层层;管理层和和测控层。管管理层负责日日常的一些例例如计时收费费、打印单据据等管理工作作，同时还和和测控层实现现通讯管理。它它以台式电脑脑为核心，配配备有打印机机、通讯模块块等外部设备备。 测控层层则负责车库库存取车控制制、位置检测测、安全检测测等底层操作作，因而需要要高度的工作作可靠性和快快速响应性。所所以测控层选选用PLC(可编程控制制器)作为控控制

33、系统的主主控机。PLLC有以下优优点:1、可可靠性高，它它采取了光电电隔离、滤波波、稳压保护护、故障诊断断等多种手段段，在工业现现场中平均无无故障时间达达5万100万左右。22、响应快。33、小型，并并采用模块化化的结构、因因而安装容易易。另外，除除了通用的模模块外，还选选用了高速计计数模块、多多点1/0模模块、通讯模模块等。PLC工作时，首首先开机自检检，确认无故故障报警后，判判断当前是手手动模式还是是自动模式。手手动模式是用用于设备调试试或者故障处处理情况。自自动模式则由由PLC中的的程序控制车车辆的存取。第 3 章 机械系统传传动设计3.1 传动链链和链轮的选选择起重链有环行焊焊接链和片

34、式式关节链。焊焊接链与钢丝丝绳相比，优优点是挠性大大，链轮片齿齿数可以很少少，因而直径径小，结构紧紧凑，其缺点点是对冲击的的敏感性大，突突然破断的可可能性大，磨磨损也较快。另外，不能用于于高速，通常常速度小于00.1米/秒秒（用于星轮轮），速度小小于1米/秒，用用于光轮卷筒筒。片式关节节链的优点：挠性较焊接接链更好，可可靠性高，运运动较平稳。缺缺点：有方向向性，横向无无挠性，比钢钢丝绳重，与与焊接链差不不多，成本高高，对灰尘和和锈蚀胶敏感感。起重链用于起重重量小，起升升高度小，起起升速度低的的起重机械。为为了携带和拆拆卸方便，链链条的端部链链节用可拆卸卸链环。片式关节链是由由薄刚片以销销轴铰接

35、而成成的一种链条条。焊接链与与片式关节链链选择计算方方法相同。根据最大工作载载荷及安全系系数计算链条条的破坏载荷荷 破坏载荷（NN） 链条最大工工作载荷（NN）安全系数（按按手册28.175选取）选择片式关节链链中的传动用用短节距精密密磙子链结构和特点：由外链节和内链链节铰接而成成。销轴和外外链板、套筒筒和内链板为为静配合；销销轴和套筒为为动配合；磙磙子空套在套套筒上，可以以自由转动，以以减少啮合时时的摩擦和和和磨损，并可可以缓和冲击击。选择单排短节距距磙子链。3.2 链的设设计计算1.链轮齿数小链轮齿数取=25，传动动比i=2.5大链轮齿数 =i=2.5525=622.5 取6622.实际传

36、动比比i=2.4483.链轮转速初选小链轮线速速度=0.1m/ss，估选小链轮直径径d=1600mm，则大链轮直径DD=id=22.48160=3996mm由大链轮和小链链轮在同一轴轴上，故大链链轮上的线速速度=0.12.48=0.2488m/s，则则与电机相连连的小链轮的的线速度=0.2488m/s则其转速为=30m/s则大链轮转速为为=12r/min4.修正功率小链轮传递功率率为P=2.4kW故=2.411.41=3.336kW式中参数：查机械设计手册册表14.22-4，工况况系数=1.4，主动链轮齿数系系数=15.链条节距PP由修正功率=33.36kWW和小链轮转转速=30rr/min，

37、根根据机械设计计手册2，查查取链节距PP=12A，即PP=19.005mm6.初选中心距距因结构上未限定定，取=3557.链长节数=2+=235+=114.499取=114节，式式中=34.6688.链条长度LL L=2.17mm9.理论中心距距AA=P =19.05（2114-662-25）0.24645=662mm式中，=0.224645，由由机械设计手手册2插值法法求得10.实际中心心距=-=663-0.0044662=6559mm11.与电动机机相连的链轮轮上链的转速速= = =0.2238m/ss12.有效圆周周力FF=100000N13.作用于轴轴上的拉力=1.21100000 =

38、120000N14.润滑方式式的确定根据链号12AA和链条速度度V=2.11m/s，由由图14.22-5，选用用润滑范围33即油池润滑滑或油盘飞测测润滑，15.链条标记记根据计算结果，采采用单排122A滚子链，节节距为19.05mm，节节数为1144节，其标记记为：2A-1114.GGB/T12243-19997链条参数为：节距： 滚子直径： 内链节内宽： 销轴直径： 套筒孔径： 链条通道高度： 内链板高度： 外中链板高度： 过渡链节尺寸： 排距：内链节内宽： 外链节内宽： 销轴全宽： 3.3 链轮的的设计计算3.3.1 设设计链论尺寸寸1. 链轮齿数数传动机构中大链链轮齿数=662，其他所用

39、链轮尺尺寸与小链轮轮标准相同，=25； 2. 配用链条条的节距、滚滚子外径、排排距查机械设计手册册2表14.2-2配用链条的节距距P=19.05mm滚子外径=111.91mmm排距=22.778mm3. 分度圆直直径d=152mmm=376mmm4. 齿顶圆直直径=可在和之间选取取，但当选时时，应注意用用展成法加工工时又可能发发生顶切，故故由=164mm =158mmm 取=160mmm=388mm =378mmm, 取=380mmm若为三圆弧一直直线齿形，则则=p(0.54+)5. 齿根圆直直径6. 分度圆弦弦齿高 是为简化放大齿齿形图的绘制制而引入的辅辅助尺寸，相相应于，相应于，故取介于与

40、之间的数，即即可取=4mm, =5mm7. 最大齿根根距离奇数齿=d偶数齿=d由=25 故= =62 故故= = =372-111.91=3360.099mm3600mm8. 齿侧凸缘缘（或排间槽槽直径） h内链板板高，可由机机械设计手册册2表14.2-2查的的，h=188.08mmm 故 =19.05 =9. 轴向齿廓廓及尺寸 (1)齿宽 则 查表114.2-22得则=，当时，若经经制造厂同意意，亦可使用用时的齿宽。内内链节内宽 (2)齿侧倒倒角=(3)齿侧半径径 (4)齿全宽 排数，取单单排链，故即10. 链轮公公差 对一般般用途的滚子子链链轮，其其轮齿经机械械加工后，齿齿表面粗糙度度。滚

41、子链链轮齿根根圆直径极限限偏差及量柱柱测量距极限限偏差（摘自GB/TT1243-1997） 尺寸段上偏差下偏差备注齿根圆极限偏差差量柱测量距极限限偏差000-0.25-0.30链轮齿根圆直径径下偏差为负负值。它可以以用量柱法间间接测量，量量柱测量距的的工称尺寸见见下表 滚子链链轮的量量柱测量距（摘摘自GB/TT1243-1997）项 目 符号量柱测量距偶数齿奇数齿计算公式 =376+111.91=3388注：量柱直径=滚子直径，量量柱的技术要要求为：极限限偏差为。滚子链链轮齿根根圆径向圆跳跳动和端面圆圆跳动项 目 要 求 链轮孔和齿齿根圆直径之之间的径向圆圆跳动不应超过下列两两数值中的较较大值

42、或，最大到轴孔到链轮齿侧侧平直部分的的端面圆跳动动不应超过下列计计算值，最大大值11. 链轮材材料及热处理理 材料选选用45钢，经经淬火，回火火处理，齿面面硬度在40050HRRC之间，应应用范围：无无剧烈冲击震震动和要求而而耐磨损的主主、从动链轮轮，根据实际际情况选材符符合要求。12. 链轮结结构中等尺寸的链轮轮除表所列的的整体式结构构外，也可做做成板式齿圈圈的焊接结构构或装配结构构，轮辐剖面面可用椭圆形形或十字形，可可参考铸造齿齿轮结构。图3-1 链轮轮图3-2 滚动动链3.3.2 确确定链论结构构1.轮毂厚度hhh=，式中，常数：d150k3.24.8 6.4 9.52.轮毂长度，故3.

43、轮毂直径，见表14.2-113.4 滚子链链的静强度计计算在低速重载的链链传动中，链链条的静强度度占有重要地地位，通常vv 1.3377/0.921.45kw 选电机机功率1.55kw3.7.2微横横移机构电机机 横移机机构的行程00.2m ，微微动时间设定定为2s,则则速度/0.lm/s。 所移动的质量22500kgg，则所消耗耗的功率为*25000*9.88*0.2*0.10.49kw链传动的功率00.9200.96 ，取取最小值计算算，所需电机功率0.49/0.9200.53选电机功率0.75 kww3.7.3选用用减速机横移机构选用上上海迈特传动动设备有限公公司的行星齿齿轮减速机(N系

44、列)，结结构形式为普普通双轴伸式式双轴联接型型，安装形式式为卧式安装装。行星齿轮轮减速机采用用了行星齿轮轮形式，除具具有常规特性性外，还使结结构更加合理理化，它不仅仅比单级行星星齿轮传动具具有更高的传传动效率和承承载能力，还还在结构布局局上缩小了空空间位置，同同时在相近体体积条件下，能能获得更大传传动比，更有有利于设备的的配置。微横移机构则选选用上海迈特特传动设备有有限公司的斜斜齿轮硬齿面面减速机(DD系列)，结结构形式为普普通轴伸式，安安装形式为卧卧式安装(WW4)，它具具有结构紧凑凑、体积小、工工作平稳、输输出转速选择择范围宽，通通用性强的特特点3.7.4存取取机构中联轴轴器的选择 在存取

45、机机构中，链轮轮与其驱动轴轴、驱动轴与与减速机之间间都需要用联联轴器连接。在在存取机构的的场合中，链链轮与轴、轴轴与减速机之之间难以保证证精确对中，要要选用有补偿偿功能的联轴轴器，同时又又要结合成本本方面考虑。滚子链联轴器是是利用一条公公用的双排链链条同时与两两个齿数相同同的并列链轮轮啮合来实现现两半链轴器器的联接，为为了改善润滑滑并防止污染染，一般都将将联轴器密封封在罩壳内。它它具有结构简简单，采用标标准件，工艺艺性好，制造造容易，对安安装精度要求求不高，装拆拆方便、具有有一定补偿能能力，对环境境适用范围广广等结构特性性，可用于连连续运转的一一般水平传动动轴系。本设设计中选用武武汉正通公司司

46、的滚子链联联轴器。3.8轴承的选选择本产品的设计过过程中，用到到的轴承以轴轴向力为主，即即主要承受轴轴向载荷，故故根据轴轴承承的特点，可可选用深沟球球轴承，其主主要特点如下下：主要承受径向载载荷，也可用用来承受径向向和轴向联合合负载，在转转速很高，不不宜采用推力力轴承时，可可用来承受纯纯轴向负载。允允许内圈轴线线相对于外圈圈轴线3.9轴的选择择3.9.1 选选择材料轴的常用材料是是35，455，50碳素素钢。最常用用的是45钢钢。不重要的的或受力较小小的轴，也可可用Q2355制造；对于于受力较大，要要求限制轴的的尺寸和质量量，或需提高高轴径的耐模模性，或处于于高温、低温温以及处于腐腐蚀等条件下

47、下工作的轴，应应采用合金钢钢。根据需要，轴可可在加工前或或加工后进行行整体或表面面热处理，以以及表面强化化处理，（如如喷丸，滚压压等），以提提高强度，尤尤其是疲劳强强度和耐磨性性。在一般温度下（低低于）碳素钢钢和合金钢的的弹性模量相相差很小，故故用合金钢并并不能提高轴轴的刚度。有有时改用强度度较低的碳素素钢使轴径增增大，反而能能有效地轴的的刚度。球墨铸铁和一些些高强度铸铁铁，容易铸成成复杂的形状状，而且吸振振性能好，对对应力集中敏敏感性低，常常用于制造外外型复杂的轴轴，如曲轴和和凸轮轴等。综合以上因素选选择材料最广广泛的45钢钢，热处理为为调质，硬度度HBS在22172555之间，抗抗拉强度，

48、屈服点，弯曲曲疲劳极限，扭扭转疲劳极限限。3.9.2 初初步估算轴径径 初步估估算轴径常用用类比法，经经验法及按许许用切应力估估算法，初步步估算轴径作作为轴结构设设计的基础。根根据机械设计计手册表155-2公式初初步估算轴径径，材料为445钢，有表表简明机械零零件设计手册册， 3.9.3轴的的结构设计轴的机构和形状状取决于下列列因素：轴上上零件的类型型、布置和固固定方式，载载荷的性质、大大小、方向及及分布情况。轴轴承的类型和和尺寸，轴的的毛坯、制造造和装配工艺艺要求等。轴轴的结构应便便于轴上零件件的定位、固固定和装拆，尽尽量减小应力力集中，受力力合理，有良良好的工艺性性。对于要求求刚度大的轴轴

49、，还应从结结构上考虑减减小轴的变形形。轴的结构构设计入图所所示，根据轴轴的受力选取取3系列深沟沟球轴承，为为了便于轴承承的装配，选选取装轴承处处的直径为dd=60mmm,其他部分分如图所示。图3-4二轴3.9.4轴上上的受力分析析链轮的圆周力：由前面计算算知，链轮的的有效圆周力力为，链轮的径向力：链轮的轴向力：由于链轮无无轴向力，故故。求支反力由，且受力的对对称性知在垂直面内的支支反力，作弯矩图和转矩矩图 链轮的的作用力在水水平面内的弯弯矩链轮作用在垂直直面内的弯矩矩该弯矩图的作用用平面不定，但但当其与合成成弯矩图共面面时是最危险险截面。这时时其弯矩为二二者之和，则则截面的最大大合成弯矩为为

50、3.9.5轴的的强度校核确定最危险截面面 根据轴的结构尺尺寸及弯矩图图，转矩图，截截面处较大，且且有轴承配合合引起的应力力集中，截面面E处弯矩较较大，直径较较小，又有圆圆角引起的应应力集中截面面D处弯矩最最大，且有齿齿轮配合与键键槽引起的应应力集中，故故属危险截面面，现对D截截面进行强度度校核。安全系数校核计计算由于减速机轴的的转动，弯矩矩引起对称循循环的弯应力力，转矩引起起的为脉动循循环的切应力力。弯曲应力幅为 式中 WW抗弯截面系系数，由表119.3-77查的由于是对称循环环应力，故平平均应力，根根据式 式中钢弯曲对称称循环应力时时的疲劳极限限，由表查得得； 正应应力有效应力力集中系数，由

51、由表按键槽查查得，按配合合查得，故取取；表面质量系数，轴轴经车削加工工，按表查得得；尺寸系数，由由表查得。切应力幅为式中抗扭截面系系数，由表查查得根据式（19.3-3） 式中钢扭转疲劳劳极限，由表表19.1-1查得； 切切应力有效应应力集中系数数，由表按键键槽，按配合合，故取； 同同正应力情况况； 平平均应力折算算系数，由表表查得； 轴轴D截面的安安全系数由式式确定 由表表19.3-5可知，故故，该轴D截截面是安全的的。3.10 板式式输送机3.10.1板板式输送机主主要部件的结结构形式1. 板带装置置的主要结构构形式图3-5板带装装置简图驱动系统的主要要结构形式驱动系统一般包包括驱动装置置和

52、头轮装置置(或二级齿齿轮传动头轮轮装置)两大大部分。板式式输送机根据据板带运行速速度和牵引力力的大小，驱驱动系统主要要有、3种结构形形式。型：电动机带轮副行星摆线针针轮减速器十字滑快联联轴器头轮装置。型：电动机带轮副行星摆线针针轮减速器链传动头轮装置。型：电动机带轮副齿轮减速器器二级齿轮传传动头轮装置置。3. 尾轮张紧紧装置板式输送机的尾尾轮张紧装置置主要有两种种结构形式。刚性螺旋张紧装装置 刚性螺螺旋张紧装置置由两个尾部部链轮和一根根尾轮轴及一一对张紧螺杆杆组成。每个个尾部链轮均均以双滚动轴轴承支承于尾尾轮轴上，这这不但可以降降低牵引链节节距之积累误误差引起两牵牵引链不同步步时，使链轮轮轮齿

53、与牵引引链的正确啮啮合，避免一一条链张力大大，一条链张张力小，从而而提高每条链链的许用牵引引力。该装置置已经得到广广泛应用。弹簧螺旋张紧装装置 弹簧螺螺旋张紧装置置由两个尾轮轮、一根尾轮轮轴及一对张张紧螺杆和压压缩螺旋弹簧簧组成。两个个链轮中，一一个用键固定定在轴上，一一个空套在轴轴上，以解决决因制造误差差所引起的两两链轮轮齿不不同步的问题题。由于弹簧簧的作用，该该装置可以使使牵引链的张张紧力自动调调整。它适用用于远距离、重重载荷、运行行速度超过00.25m/s的板式输输送机。4. 支架与轨轨道支架包括头轮支支架、尾轮支支架、中间支支架、凸弧段段支架和凹弧弧段支架。各各种支架多由由角钢、槽钢钢

54、制造。重型型头轮支架可可用钢板拼焊焊而成。图3-6 板式式输送机3.10.2主主要参数的选选择与计算1板带宽度 （1）输输送散状物料料板带宽度计计算1）无侧板的板板带宽度 2 )有侧板的的板带宽度 板带宽度（mm）;输送机生生产率（t/h）;板带运行速速度（m/ss）;物料堆积体体积质量（tt/m）;物料静态安安息角（ ）;输送机倾斜斜安装时物料料堆积断面修修正系数;侧板高度（mm）;侧板高度利利用因数，=0.650.8（2）输送块状状物料板带宽宽度计算 物料中有110的大块块物料时 +2200（mmm） 当1000为大块块物料时 +200（mmm）两式中 大块物料的的最大尺寸（mmm）（3）

55、输送成件件物品时板带带宽度的计算算 成件物物品在输送机机板面上的布布置 1）对于无无侧板的输送送机 +(5501000)(mm) 2）对于有有侧板的输送送机 +(11001550)(mmm)图3-7 装料料尺寸被输送的成件物物品的最大横横向尺寸，根根据输送机的的装料方式选选定。带有自自动装料装置置的输送机，可可以保证物品品在底版上处处于一定的位位置，此时可可按图中选用用；采用人工工无规则装料料时，尺寸应应按图中选定定。2侧板高度(1)当输送散散状物料时，被被输送物料的的块度尺寸越越大，侧板高高度应越高。(2)当输送成成件物品时，侧侧板高度应保保证成件物品品在底版上的的位置可靠，此此高度一般不不

56、超过1000160mmm。计算所得的板带带宽度和侧板板高度，按四四舍五入选取取标准值，高高度应与宽度度相匹配，可可按表选取。待待速度选定后后，将、值一同代入入计算式，校校核生产率。3运行速度板带运行速度根根据板带宽度度、用途及生生产要求，按按表规定的速速度系列，在在0.011.00mm/s的范围围内选取。一般用途的板式式输送机0.10.44m/s 。牵引引链节2500400mmm，链轮齿齿数6的板式式输送机，00.3m/ss。运输用的板式输输送机，在底底板宽度尺寸寸已经选定的的情况下，其其运行速度应应与规定的生生产率相适应应。用于工艺处理的的板式运输机机，根据生产产过程的节拍拍和工艺要求求（如

57、烘干或或冷却），可可在0.0550.2mm/s的范围围内选定。对对于铸造车间间运送热铸件件的鳞板运输输机，其速度度在更低的范范围内选取，一一般为0.00150.1m/s。图3-8 运输输车第 4 章 立体车库提提升系统的设设计巷道堆垛式立体体停车库的车车辆存取方式式采用链传动动方式，车库库的整个存取取结构包括停停车位、载车车板和链传动动横移装置。其其功能是在存存车时，将载载车板及其上上的车辆送入入停车位，然然后退回到提提升轿厢上;在取车时，链链传动横移装装置从停车位位上将载车板板及车辆取出出，移动到提提升轿厢上。由由于停车库内内部空间限制制，整个存取取结构应结构构紧凑，并在在满足安全可可靠的前

58、提下下，尽量减轻轻重量，降低低成本。4.1 立体车车库提升系统统的整体布置置立体车库的提升升系统的具体体结构主要由由驱动方式决决定，驱动方方式有曳引驱驱动、液压驱驱动、卷筒驱驱动以及齿轮轮齿条、螺杆杆驱动等方式式。对于高层层车库，受上上下行程的限限制，主要采采用的驱动方方式包括曳引引驱动和卷筒筒驱动两种。卷卷筒驱动是一一种早期的电电梯驱动方式式，这种方式式存在以下方方面的问题:(1)提升高度度低:(2)额定载重重量低;(3)行程不同同时，必须配配用不同的卷卷筒;(4)导轨承受受的侧向力大大;(5)钢丝绳有有过绕或反绕绕的危险;(6)能耗大. 因此，目目前巷道堆垛垛式立体车库库普遍采用的的驱动方

59、式为为曳引驱动。曳曳引驱动就是是借牵引钢丝丝绳与曳引轮轮槽之间的摩摩擦来传输牵牵引升降吊笼笼及对重垂直直运行的传动动力。这种驱驱动方式具有有很大的适应应性，可以只只将曳引钢丝丝绳的长度改改变就能适应应不同的提升升高度的要求求，同时与卷卷筒式相比，还还可以使曳引引钥丝绳的根根数增多，加加大了传动的的可靠性.本设计采用曳引引电机下置的的曳引驱动方方式。4.2 曳引系系统研究分析析4.2.1提升升系统曳引力力的分析计算算 提升系系统的垂直升升降运动是靠靠曳引绳和曳曳引轮之间的的摩擦力来实实现的。这种种力就称为曳曳引力。要使使系统能够被被提升，曳引引力就必须大大于或等于曳曳引绳中较大大载荷与较小小载荷

60、之差, 即: 。 曳引引力是靠曳引引绳和曳引轮轮绳槽之间的的摩擦力产生生的，因此必必须保证曳引引绳在曳引轮轮绳槽中不打打滑，增大曳曳引力的方法法有:（1） 选择择合适形状的的曳引轮绳槽槽;（2） 增大大曳引绳在曳曳引轮上的包包角;（3） 选择择耐磨且摩擦擦系数大的材材料制造曳引引轮;（4） 曳引引绳不能过度度润滑;（5） 使平平衡系数达到到0.40.5，提提升系统不能能超过额定载载荷。4.2.2与曳曳引力有关的的因素及其分分析 曳引钢丝丝绳与曳引轮轮绳槽之间的的摩擦作用是是一种柔体与与刚体间的摩摩擦，曳引轮轮两边的曳引引绳的张力与与钢丝绳绕过过曳引轮的包包角有如下关系: 图4-1 曳引引绳的张