基于plc的立体车库系统设计论文

基于plc的立体车库系统设计论文内容摘要：

长度宽度。 设计载车板的形式，计算校核载车板的力学性能。 根据对传动结构的分析和受力的分析选择采用电梯式升降。 选择滑轮，确定其尺寸。 确定钢丝绳的材料、直径。 对上述部件进行力学计算，校核。 使用转向盘，当车降下时已转换方向。 转向盘可通过齿轮或者涡轮蜗杆实现转向。 确定制动方案。 选择电磁接触阀。 载荷均匀分布，机械效率高。 结构简单，工作可靠，拆装维修方便。 考虑安全防护设计。 考虑环保设计。 经济性考虑。 方案二：根据轿车尺寸确定每个车位载车板的长度宽度。 设计载车板的形式，计算校核载车板的力学性能。 10根据传动结构的分析和受力的分析选择采用升降机式的升降机构。 选择链轮和链，确定其尺寸规格。 然后对其校核。 不用转向，故不用转向盘。 结构简单，工作可靠，拆装维修方便确定制动方案。 选择电磁接触阀。 载荷均匀分布，机械效率高。 考虑安全防护设计。 考虑环保设计。 综合以上两种设计方案，第二种方案比较适合本设计。 整个机构的传动机构采用链传动，在上面放置两条循环链，两条链通过一条通轴连接，而通轴上的链轮由与减速器相连链带动，实现转动，从而带动两条循环链同步转动，这样就保证了传动的平稳性。 而第一种方案中，如果用钢丝绳传动也可实现机构的传动，但是如果要实现第一种方案一样的功能，传动过程显得就要麻烦一些。 因为要是实现同步转动，必须选择链与钢丝绳同时使用才能达到同步传动的效果。 移动方案的比较机械式立体停车库有许多种类型， 根据其工作原理可分为： 升降横移式； 水平循环式； 平面移动式等等。 采用以载车板升降或横移存取车辆的机械式停车设备叫做升降横移式立体停车库，由于升降横移式停车库的类型比较多，规模可大可小，对场地的适应性强，因此采用这一类型的停车库十分的普遍。 升降横移式立体停车库每个车位均有载车板， 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。 停泊在这类车库内地面的车 只作横移，不必升降，上层车位或下层车位需 要通过中间层横移出空位，将载车板升或降到地面层， 驾驶员才可以进入车库内将汽车开进或开出车库。 升降横移式立体停车库的布 置型式主要有两种：半地下布置型式和地上布置型式。 本设计是双层六位五车的小型立体车库，多用于居民小区，其简图如下所示: 11图21 车库结构简图移动方案一：将1号车位作为定位，2，3号车位可以直接提 取车。 在存取 4号车时，将 4号位降到 1号位上， 进 行存取车。 在存取 5号车时，将 2号位移动到 1号为上， 5号位降到 2号位上，进行存取车。 在存取 6 号车时，将2 号位移动到1 号位上， 3 号位移动到2 号位上， 5 降到 3 号位 进行存取车。 移动方案二：可将3号车位作为定位，其存取方式和方案（ 1）相同，故不再做表述。 移动方案三：将号2车位作为定位，1，3号车位可以直接进 行存取车。 在存取 4号车时，将 1号车位移动到 2号车位 上，4号车位降到 1位进行存取车。 在存取 5号车时，将 5号车位降到 2位上， 进 行存取车。 在存取 6号车时，将 3移动到 2位上，6降 到 3号车位上，进行存取车。 综上所述，可以知道方案三最快捷，所以 本设计采用方案三作为车库整体移动的方案。 123 整体机械结构的设计 机械结构的主要组成部分升降横移类机械式停车设备的机械结构主要由钢结构部分、载车板部分、传动系统、安全防护措施等五大部分组成。 此外的控制系统划归到软件控制部分，控制系统将在下章做详细的介绍，图 31 是升降横一类停车设备的主要组成部分。 图31 升降横移类停车设备的主要组成 钢结构部分的设计停车设备的钢结构主要采用热轧 H 型钢、槽钢、角钢、钢板焊接成型，用高强度 13螺栓连接成框架结构，具有较强的强度和刚度。 根据不同的结构要求，有单柱形式、跨梁形式、后悬臂形式。 图 32 为地面二层升降横移式机械停车设备钢结构的几种典型形式。 图 32 地面二层升降横移式机械停车设备钢结构形式单柱形式结构紧凑，安装、搬运方便，给驾驶员一种导正的作用，若装有平衡装置则在升降过程中有全程平衡保护。 跨梁形式根据结构不同有二跨梁、三跨梁、四跨梁等形式。 跨梁形式进出车辆较方便，结构教简单但较单柱形式跨度大，所以安装、搬运较不方便。 后悬臂形式无前柱，对汽车进出载车板较好，但因钢结构在后侧，稳定性较差，且一般不能做重列式。 在此，由于我设计的立体车库是双层三列无车位，结构很简单，故采用跨梁形式。 这种设计汽车进出方便，结构简单。 主体钢结构框架设计如图 33。 14图 33 主体钢结构框架根据钢结构分析的经验，将本项目中用到的钢结构分为以下几种型号，每种型号初选规格如表 31。 表 31 立体车库钢结构型号选择 载车板的设计 用来承载入库车辆，按结构形式有框架式和拼版式两种。 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机构，在两侧停车通道和中间凸起的顶面铺设不同厚度的钢板，如图 34 所示。 湖北工业大学本科毕业论文 第 3 章 整体机械结构的设计 1315 图 34 载 车 板 这种载车板的优点是可按需求设置行车通道宽度，并具有较好的导入功能，适合车型变化较多的小批量生产。 拼版式载车板用镀锌钢板一次性冲压或滚压成组装件，并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类表面处理（如电镀、烤漆等） ，使载车板轻巧、美观，拼版式载车板运输方便、通用互换性好，适合批量生产。 在这里我采用第一种载车板方式。 传动系统的设计 传动系统分为升降传动机构、横移传动机构及升降横移机构。 升降传动机构有四点吊挂式、二点吊挂式附平衡机构、后悬二点吊挂式等。 横移传动机构一般由电机减速机、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组合。 传动动力系统即主机一般由电机减速机、油缸液压马达等。 电机减速机必须设有制动系统。 制动系统采用常闭式制动器，对控制升降运动的制动器其制动力矩不小于 倍额定载荷的制动力矩。 油缸液压马达必须设有防止因漏油或瞬间油管破裂而载车板下坠的装置，如防爆阀等。 传动机构的组成本传动机构如下图，由循环链，两条升降链，和 14 个链轮组成，图中显示的是对称结构的一部分，两部分由端部的一通轴连接。 升降部分主要是用于第二层车辆的存 16放，在第一层将车存放在载车板上，通过两条升降链将车升到二层，然后在经过 PLC控制，由循环链来控制轿车放在哪个车位。 图 35 传 动 原 理 图 传动机构的主要参数技 术 性 能 参 数名称：链驱动双层升降横移式车库放车辆数：5 辆使用车尺寸：4700*1700*1550驱动： 电动机速度：6m/min车重：〈1600KG适用车型：小型轿车控制方式：伺服定位控制管理方式：专人管理方式操作方式：触摸屏操作实现方式：上层实现链驱动形式升降存取车辆，下层实现横移存取车辆 17 传动链和链轮的选择起重链有环行焊接链和片式关节链。 焊接链与钢丝绳相比，优点是挠性大，链轮片齿数可以很少，因而直径小，结构紧凑，其缺点是对冲击的敏感性大，突然破断的可能性大，磨损也较快。 另外，不能用于高速，通常速度小于 米/秒（用于星轮） ，速度小于 1 米/秒，用于光轮卷筒。 片式关节链的优点：挠性较焊接链更好，可靠性高，运动较平稳。 缺点：有方向性，横向无挠性，比钢丝绳重，与焊接链差不多，成本高，对灰尘和锈蚀胶敏感。 起重链用于起重量小，起升高度小，起升速度低的起重机械。 为了携带和拆卸方便，链条的端部链节用可拆卸链环。 片式关节链是由薄刚片以销轴铰接而成的一种链条。 焊接链与片式关节链选择计算方法相同。 根 据 最 大 工 作 载 荷 及 安 全 系 数 计 算 链 条 的 破 坏 载 荷 ,PF以 来 选 择 链 条 ，（N） ，Fmax—链条最大工作载荷（N） ，S—安全系数（按max,PFsP破 坏 载 荷机械设计手册表 2——75 选取）选择片式关节链中的传动用短节距精密磙子链。 结构和特点：由外链节和内链节铰接而成。 销轴和外链板、套筒和内链板为静配合；销轴和套筒为动配合；磙子空套在套筒上，可以自由转动，以减少啮合时的摩擦和和磨损，并可以缓和冲击，故选择单排短节距磙子链。 图 36 滚子链的结构 链的设计计算 设计标准标准 GB/T181500—2020《滚子链传动选择指导》是链传动设计选择标准。 此标准 18等同采用 ISO10823。 传动的计算1. 链轮齿数小链轮齿数 取 =25，传动比 i=大链轮齿数 =i =25= 取 6222. 实际传动比i= = =3. 链轮转速初选小链轮线速度 =，估选小链轮直径 d=160mm，则大链轮直径 1VD=id=160=396mm由大链轮和小链轮在同一轴上，故大链轮上的线速度 =2V ==，则与电机相连的小链轮的线速度 = =，则1VDd 3V2其转速为= = =30r/min1n2R则大链轮转速为 = = =12r/min21ni3.4. 修正功率 cp小链轮传递功率为 P=，故 =1=式中参数：查《机械设计手册》表 ，工况系数 =，主动链轮齿数系数 =1，1f 2f5. 链条节距 P由修正功率 = 和小链轮转速 =30r/min，根据《机械设计手册》2，查取cp1n链节距 P=12A，即 P=6. 初选中心距 0pa因结构上未限定，初步选取 =350pa7. 链长节数 0X 19=2 + + =235＋ + = （3—0Xpa12z3opfa2561）取 =114 节，式中 = =()8. 链条长度 LL= = = （3—2）9. 理论中心距 AA=P =（21146225）=662mm （3—021()aXZK3）式中， =，由《机械设计手册》2 插值法求得a= =662=659mmA11. 与电动机相连的链轮上链的转速= = =（3—v160znp4）12. 有效圆周力 FF= = =10000N （3—5）13. 作用于轴上的拉力 QF=110000=12020N （3—6）14. 润滑方式的确定根据链号 12A 和链条速度 V=，由《机械设计手册》图 ，选用润滑范围 3 即油池润滑或油盘飞测润滑，15. 链条标记根据计算结果，采用单排 12A 滚子链，节距为 ，节数为 114 节，其标记 20为：2A1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：，26d35，内链板高度： ，外中链板高度： ，尺寸： ， ，排距： ，内链节内宽：01c78tp，外链节内宽： ，销轴全宽：275b 链轮的设计计算 设计链论尺寸1. 链轮齿数传动机构中大链轮齿数 =62，其他所用链轮尺寸与小链轮标准相同， =25；2z 1z2. 配用链条的节距、滚子外径、排距查机械设计手册 2 表 ，配用链条的节距 P=，滚子外径 =，rd排距 = d= = =152mm， = = =376mm （3—7）4. 齿顶圆直径 ad= （3—.64m8） ()rdz().（3—9） （3—.38m10） （3—mina21.()rz.().11） 21可在 和 之间选取，但当选 时，应注意用展成法加工时又可能发生顶admaxindmaxd切，故由=164mm， =158mm 取 =160mmaxDminaaD=388mm， =378mm, 取 =380mmmdidd若为三圆弧一直线齿形，则 =p(+ )a018cotz5. 齿根圆直径 fd，1f  m6. 分度。