自动化立体车库设计论文

自动化立体车库设计论文内容摘要：

在分析比较的基础上，确定车库的存取车形式，然后由此详细设计停车位、载车板和存取机构。 （ 3）升降横移式立体停车设备的升降驱动机构研究； 首先通过比较，选定曳引驱动方式作为整个车库的升降方式。 然后设计升降平台、安全机构等。 并计算升降系统电机所需要的曳引能力、平衡配重的重量等。 工作内容： （ 1）结合现实生活中已经建成的升降横移式立体车库的项目， 了解立体车库； 参观下沙瓯江大酒店的立体车库，了解车库运行基本原理，了解轿车停车流程，记录立体车库使用注意事项等。 （ 2）参阅了国内外的几种升降横移式立体车库的相关资料，对当前的车库技术发展前沿有了大概的了解，从而把握国内外车库技术的发展趋势和方向；通过网上检索，了解立体车库最新发展概况，以及国外立体车库建设情况等。 了解建设立体车库的钢材选用，电机选择，建设方法等。 （ 3）据瓯江大酒店立体车库原型，再根据文献资料。 初步选择建造立体车库所需钢构、电机、链轮等组成。 （ 4）依据以上的车库组成部件选型，利用 AUTOCAD 建立立体车库二维图形。 在绘制 CAD 图形过程中，再对部件选型中不合适的进行替换，以达到最佳效果。 （ 5）对建立的车库模型进行安全和疲劳校核，检验设计知否合理。 再根据人体工学对车库模型优化设计。 （ 6）归纳、总结并完善报告。 结合以上 5 项计划任务，最后完善论文的总结部分。 第二章 升降横移式立体车库机械部分设计 升降横移式立体车库的基本结构 升降横移式立体车库简介 立体车库的工作原理 升降横移式立体车库是指利用载车板的升降或横 向平移存取停放车辆的机械式停车设备。 升降横移式立体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。 停泊在这类车库地面的车只作横移，不必升降，上层车位或下层车位需通过中间层横移出空位，将载车板升或降到地面层，驾驶员才可进入车库内将汽车开进或开出车库。 图 为一个地上 7 车位的升降横移式停车设备 ， 其工作原理是 ： 三层三个车位可以升降，二层两个车位可以升降和平移，一层的两个车位只能横向横移 ， 空车位供三层和二层的车位下降时借用。 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 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 4 号载车板右移，再将 6 号载车板降下。 由于升降横移式停车设备对场地的适应性强 ， 介绍系统各机械部分部件结构和功能 可根据不同的地形和空间进行任意的组合、排列 ， 规模可大可小 ， 对土建的要求比较低 ， 因此 ， 应用非常广泛。 图 七车位升降横移式立体车库工 作原理图 立体车库机械部分部件结构和功能 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。 下面我们重点对车库的主要组成 (图 )进行分析。 图 升降横移式立体车库主要组成 ①结构框架 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我们选 用钢架结构 (如图 )。 钢架结构与其它建筑结构相比，具有如下特点： 钢材在生产时，整个过程可严格控制，质量比 较稳定，性能可靠。 钢材组织均匀，接近于各向同性匀质体。 钢材的物理力学特性与工程力学对材料性能所作的基本假定符合较好。 钢结构的实际工作性能比较符合目前采用的理论计算结果，计算结果可靠，所以说钢结构的可靠性高 ，钢结构自重小 与混凝土等材料相比，虽然钢材的重力密度大，但它的强度和弹性模量较高，而且强度与重力密度之比也高得多。 钢结构自重小，从而便于运输与安装，可减轻基础的负荷，降低地基和基础部分的造价。 钢材的塑性好，钢结构在一般条件不会因超载等而突然断裂。 破坏前一般都会产 生显著的变形，易于被发现，可及时采取补救措施，避免重大事故发生。 钢材的韧性好，钢结构对动力荷载的适应性强，具有良好的吸能能力，抗震性能优越。 ，施工工期短 钢结构一般在专业工厂制造，易实现机械化，生产效率和产品精度高，质量易于保证，是工程结构中工业化程度最高的一种结构。 构件制造完成后，运至施工现场拼装成结构。 拼装可采用安装方便的螺栓连接，有时还可在地面拼装成较大的单元，再进行吊装。 施工工期短，可尽快发挥投资的经济效益。 由于钢结构具有连接的特性，故易于加固、改建和拆迁。 闭性好 钢结构采用焊接连接可制成水密性和气密性较好的常压和高压结构、管道等。 在没有腐蚀介质的一般环境中，普通钢材制成的钢结构经除锈后再涂上合格的防锈涂料，锈蚀问题并不严重。 立体车库多在没有腐蚀介质的环境中，所以对钢结构本身的维护费用低。 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。 ②上载车板及其提升系统 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。 其工 作原理如图 ，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。 ③下载车板及其横移系统 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。 ④安全装置 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。 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。 防碰撞板的作用是：下载车板横移时，如果碰撞到人、遗留行李或车主宠物时，切断横移电机电源，横移停止。 ⑤控制系统 升降横移式立体停车设备的控制系统采用 PLC 可编程序控制器控制，主要有手动、自动、复位、急停四种控制方法。 自动控制应用于平时的正常工作状态，手动控制应用于调试、维修状态，复位应用于排除故障场合，急停应用于发现异常的紧急场合。 对于本文中所列的 7车位升降横移式立体 停车设备， PLC 主要要控制二、三层五个升降电机的正反转和一、二层四个横移电机的正反转。 此外要控制上层车位上安全钩的电磁铁和系统报警显示装置等。 立体车库钢结构设计 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。 一、焊缝连接要求 ，当不同强度的钢材连接时，可采用与低强度钢材相适应的焊接材料。 ，不得任意加大焊缝，避免焊缝立体交叉和在一处集中大量焊缝，同时，焊缝的布置应尽可能对称于构件的重心。 ，应根据板厚和施工条件按现行标准《手工电弧焊焊接接头的基本形式 与尺寸》和《埋弧焊焊接接头的基本形式与尺寸》的要求选用。 ，当焊接的宽度不同或厚度相差 4mm以上时，应分别在宽度方向或厚度方向，从一侧或两侧做成坡度不大于 1/4的斜角，当厚度不同时，焊缝坡口形式应根据较薄焊件厚度选定基本形式与尺寸。 ，应在设计图中注明坡口的形式和尺寸，其有效厚度 eh 不得小于 ， t为坡口所在焊件的较大厚度。 在承受动力载荷的结构中，垂直于受力方向的焊缝不宜采用不焊透的对接焊缝。 a一般为 90度 (直角角焊缝 )。 夹角 a120度或 a60度的斜角角焊缝，不宜用作受力焊缝 (钢管结构除外 )。 ： （ 1）角焊缝的焊角尺寸 h不得小于 ， t为较厚焊件厚度。 但对自动焊，最小焊角尺寸可减小 1mm。 对于 T形连接的 单面角焊缝，应增加 1mm。 当焊件厚度等于或小于 4mm时，则最小焊角尺寸应与焊件尺寸相同。 （ 2）角焊缝的焊角尺寸不宜大于较薄焊件厚度的 (钢管结构除外 )。 但板件 (厚度为 t)边缘的角焊缝最大焊角尺寸，当 mmt 6 时， thf 。 当 t6mm时， mmth f )2~1(。 圆孔或槽孔内的焊缝焊角尺寸不宜大于圆孔直径或槽孔短径的 1/3。 （ 3）角焊缝的两焊角尺寸一般为相等，当焊件的厚度相差较大，且焊脚尺寸不能符合上列要求时，可采用不等焊脚尺寸，与较薄焊件接触的焊脚边以及与较厚焊件接触的焊脚边应分别符合上列要求。 （ 4）侧面脚焊缝或正面脚焊缝的计算长度不得小于 fh8 和 4mm。 （ 5）侧面脚焊缝的计算长度不宜大于 60h(承受静力荷载或间接承受动力载荷 时 )或 40h(承受动力载荷时 )。 当大于上述数值时，其超过部分在计算中不予考虑。 若内力沿侧面焊缝全长分布时，其计算长度不受此限。 ，角焊缝表面应做成直线形或凹形。 焊脚 尺寸的比例：对正面脚焊缝宜为 1： (长边顺应力方向 )。 对侧面脚焊缝应为 1： 1。 ，可采用断续焊接。 断续焊接之间的净距，不应大于巧 t(对受压焊件 )或 30t(对受拉构件 )， t 为较薄焊件厚度。 10当角焊缝的端部在构件转角处作长度为 fh2 的绕脚焊时，转角处必须连续施焊。 二、螺栓连接要求 在立体车库的钢结构中，主立柱与横移导轨“ H”型钢的连接是整体结构中的主连接，高强度螺栓连接则是主连接中常用的连接形式。 高强度螺栓连接按其受力的性能可分为：摩擦型和承压型。 摩擦型高强度螺栓连接 — 摩擦型高强度螺栓连接完全依靠被连接的构件间的摩擦阻力来传力，完全不靠孔壁承压和栓杆受剪。 摩擦阻力的大小决定于作用在构件摩擦面上的压力 (螺栓的预紧力 )，同时也与被连接构件的材料及表面处 理情况有关。 施工时不得在摩擦面上误涂丹红、油漆、淋雨、受潮等。 承压型高强度螺栓连接 — 靠孔壁承压和栓杆受剪，与普通的螺栓相似，其连接多为螺纹连接和绞制孔用螺栓连接。 对于同时承受剪力和螺栓杆轴方向拉力的承压型高强度螺栓，应符合下式要求： 122bttbVV NNNN 其中 hcV NN  式中 vN ， tN —— 每个承受型高强度螺栓所受的剪力和拉力； bcbtbv NNN , —— 每个承压型高强度螺栓的受剪、受拉、承压承载力设计值。 立体车库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载车板重力，提升系统起制动所产生的惯性力，驱动装置的重力，顶部梁架受滑轮组、轿箱和配重的重力，整体结构所受的风力、地震载荷以及结构由于外界环境温度变化而引起的温度应力等 ，它们均以集中或分布方式作用。 由于该立体车库为三层三列式，属于低层钢结构建筑。 因此，我们对该车库模型进行受力分析时作如下假设： 车库单独建立，不与其它建筑物相连接，属于最常见状况。 不计由于结构阴面与阳面温差引起的热应力。 整体结构无初始变形和缺陷。 在静态环境里，地震载荷与风载荷作用忽略不计。 三、立体车库钢结构分析校核 在车库钢结构。