垂直循环式立体车库结构设计研究

垂直循环式立体车库结构设计研究本文对垂直循环式立体车库的结构设计进行了研究，确定了车库的整体框架结构组成；对载车吊篮结构、传动链结构和动力系统等主要部件进行了设计。设计的垂直循环式立体车库具有结构简单，运动构件少，运行可靠的特点，可广泛用于居民小区、小型企业等场合，能产生经济和社会效益。立体车库 垂直循环 链传动中图分类号：U491.71 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0174-01随着改革开放的不断深入，中国经济的迅速发展，我国城市居民经济条件的日益改善，私人轿车的数量大大增加，致使在人口集中的城市里，在繁华的街道小车停车位的严重不足，使得停车难问题日趋严重。目前，停车泊位问题可以采用垂直循环式立体停车设备来解决，垂直循环式立体停库设备简称立体车库，占地空间小，向高空发展，最大限度地利用空间，结构简单，安全方便，可以缓解城市停车难的问题。1 垂直循环式工作原理垂直循环式立体车库采用一个垂直循环运动的车位系统来实现存取车。根据汽车驶入存车装置位置的不同分为下部驶入式、中部驶入式和上部驶入式三种形式。一般情况下既有把存车装置组装在独立的塔形构造内，也有将存车装置组装在大楼等建筑物内某个部分的构造形式。垂直循环式塔立体车库的主体是垂直回转链式输送机，车辆停放在载车吊篮上，由做垂直循环运动的链条带动，这种车库由单一大型电机驱动，电气控制系统简单。垂直循环立体车库停车数量受驱动电机功率及结构等因素限制，一般可停车640辆。本文为研究之便。本文选取6辆车模型的垂直循环式立体车库。垂直循环类机械车库由机械系统、钢结构框架、动力系统及电器控制系统、消防系统等部分组成。机械系统包含吊篮、输送链条、链轮、传动链条、链轮中心距调整装置、吊篮停车止动装置等，吊篮悬挂输送链条的外伸链板上（本文下称T链板）。钢结构框架是垂直循环立体车库的骨架，一般由型钢焊接或螺栓连接而成，内有导轨。部分钢结构框架外侧还装有擦条、彩色钢板等，一方面起围护作用，另一方面还可用于广告和美化环境。动力系统包含电机、制动器、减速器、传动轴、联轴器等部件，为链条提供动力。电器控制系统则包含PLC、电器柜、安全检测装置等，用来控制车库，运行保证车辆安全。立体车库功能结构如图1所示。垂直循环式立体车库的基本工作过程是：用户存车时，司机将车开至车库吊篮内部的准确位置后，所好车门退出车库，车库操作人员按动按键，安全检测装置，首先进行检测，确定车库内己无人员，车辆位置停放准确。安全后，控制系统控制电机启动，吊篮随链条一起做垂直循环运动，带动车辆离开原停车位置，进入车库内部，另一吊篮则转动到进口位置等待进行下一次存车操作。取车时，按动操作台存车编号按键，电机启动，在控制系统作用下使其按最短路程运行至出口，司机进入吊篮，将车开出。2 机械系统的组成机械系统包括整体框架、传动机构和动力系统三部分。整体框架构成车库的筋骨;，实现支承功能块；升降机构完成车辆的上下运输工作，实现省级功能块；链条传动机构实现动力、功率的传递。整个车库的功能实现有几个主要的部分。（1）整体框架设计垂直循环式立体车库采用钢结构骨架支撑动力装置、机械传动系统和停车载荷，为保证停车设备安全、可靠的工作，它具有足够的强度、刚度和稳定性。车库钢结构骨架由支柱、横梁、斜拉杆、腹杆和支撑动力及附属装置的上、下支承梁等组成，其支柱通过螺栓与基础相连。机械传动系统安装在钢结构骨架上，由传动部件、张紧装置、链条、车辆托盘、链条导轨、吊篮导轨等部分组成。立体车库的整体框架结构示意如图3所示。整体框架车库的整体框架呈楼房状，中间为钢筋支架，支架两侧为轿车吊篮。车库顶端与底端设有角轮导轨，车库两边设有托架边轨， 吊篮在这些轨道上完成循环升降运动。当建设封闭式（混凝土结构）垂直循环类机械停车库时，可以利用混凝土结构的四壁、框架梁等结构来做这种机械停车设备的骨架；当建设小型即低塔敞开式的垂直循环类机械停车库时，只需保留框架。（2）传动机构设计可实现升降功能的功能元件很多，本设计选择大节距重力提升链实现，如图4所示。电机、减速器等安装在车库的整体框架上部的平台上，链轮上安装有链条，链条通过T型链片连接着吊篮。车库内一共设有6个轿车吊篮，每个吊篮都有自己的编号，当车库自动控制系统发出信号后，电动机转动，通过减速器进行第一次减速，进而通过链传动带动大链轮转动，同时进行第二次减速。由于拨盘轮与大链轮同轴，拨盘轮便同时跟着大链轮轮转动，通过链条带动吊篮以合理的速度完成升降运动。电机正转或者反转，可使吊篮顺时针或者逆时针转动。具体需要电机正转或者反转，需视目标吊篮的位置所定。（3）动力系统设计垂直循环立体车库采用电机驱动，为增大电机驱动力矩，电机输出端接入一个大比例减速器（图5的所示），电机设置在车库下部，可正反双向转动，在减速器的输出轴再使用一级链轮链条减速，将运动传递给主传动轴（图4所示）。在车库上、下部各有两个大型链轮，下部的两个链轮用一根传动轴来连接，上、下部的链轮都固定在支撑架上并通过两条链条相连，这样可以使两边保持同步，确保工作起来震荡较小，工作安全可靠，噪声小，采用的电机功率必须大一些才能保证工作的稳定性。3 结论本文所设计的垂直循环式立体车库具有结构简单，运动构件少，运行可靠的特点，广泛用于居民小区、小型企业等场合，成为解决城市停车难问题的一种选择，可以推动我国立体车库的发展，能产生经济和社会效益。参考文献【1】 贺拥军，杨承超，周绪红，刘永健。立体车库的结构形式及应用与发展.建筑科学与工程学报 ，2009（04）：30-34【2】 刘晓娟，潘宏侠.垂直升降式立体车库系统设计与研究. 机械设计与制造，2011（05）05：48-50【3】 范红红，房华.简易升降式立体车库提升系统结构设计. 起重运输机械 ，2015（12）：34-36【4】 郭天和. 机械式立体车库的特点研究及其应用 . 科技展望，2016（03）：66基金项目：2014年扬州市-扬州大学科技合作资金计划项目，项目号：2014-15。