【全套带图】双柱式液压驱动二车位立体车库设计

购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 第 1 章 绪 论 题研究的目的和意义 双柱式二车位立体车库能利用 居民 住宅小区内原有 的 一库一车位 ， 来 有效 满足多车辆家庭的需要，而且将车辆升起 ， 存放在建筑物内或钢结构框架内又便于用户对车辆检修和有效防止被盗。 同时 双柱式二车位立体车库能有效利用住宅小区内 的 空间和地面，在住宅区 以 家庭或组团 的方式 设立，而且它的控制系统相对简单，能使住户存取车辆时，既便捷又安全可靠， 且 易于操作 。 本设计提出的实施方案，适合我国城市住宅小区的现状，在我国将有着广阔的发展前景，为眼下车库短缺的住宅小区解决停车难问题，是城市住 宅小区 解决 停车问题的主要发展方向 。 同时对缓解城市停车难问题 ， 促进城市静态交通的建设和发展 ， 提高城市管理水平有重要的推广应用价值，而且解决城市住宅小区中停车难的问题对汽车工业和国民经济的健康发展都具有十分显著的意义。 通过本课题的研究，找到适合我国城市住宅小区的停车库实施方案，解决住宅小区内停车难问题将会 ： （ 1） 有效地改善住宅小区内车辆乱停乱放的现状，提高居住 小 区环境质量和生活质量； （ 2） 可以有效地防止车辆被盗，减少经济损失； （ 3） 可以改善城市的交通质量，促进城市的可持续发展； （ 4） 可以使居民享受到停 车无忧、来去自由的便利，促进私人汽车的消费 ， 带动汽车工业和国民经济的发展； （ 5） 同样，适合于城市住宅小区的立体车库，也可以应用于企事业单位、医院、商业区等地面空间相对较少的公共停车，从而可以有效地解决城市公共停车难问题 1。 内外研究状况及应用现状 国城市停车难问题 随着我国经济的快速发展，个人消费水平的不断提高，私人小汽车将快速、大量的进入城市家庭，城市里私 人 汽车会越来越多，对于身处大中城市的消费者而言，拥有一辆甚至两辆属于自己的汽车已经不再是个梦想。但我国现有住宅小区大部分缺 少必要的停车库，已经无法满足小区内居民停车的需要，小区内的空地面积又少，造成小轿车到处乱停乱放，马路边、人行道、甚至草坪上都停车。 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 “ 十五 ” 期间，国家鼓励轿车进入家庭，随着城市居民汽车普及率的大幅提高，在中国城市土地资源越来越紧缺的情况下，城市住宅小区的停车难问题已日益突出，许多大城市为了解决这个问题，都提出了住宅小区内建造立体 停 车 设备， 以满足住宅小区内广大居民的停车需求 2。 内外发展现状 停车库的发展，应该说从第一辆汽车诞生以来就随之产生。然而拥有百年历史的它却远不及汽车工业那么引人注目 ，更不为大多数人所重视。至今，仍没有人把它严格地归并于哪一类，哪一项，但它是一个涉及物流仓储、建筑结构、物业管理等多科目、多领域的综合性项目 。 伴随着经济的飞速发展 ， 中心城市的人口、车辆也日益增多。人们在解决交通问题时逐渐意识到 ， 以往仅靠大力拓展道路来满足车辆对动态空间的需求是远远不够的。因为车辆大部分时间还是处于停驶状态。这就是说 ， 车辆占用静态空间 （ 停车泊位 ）的时间远大于其对动态空间 （ 道路 ） 的需求。停车泊位不足 ， 会严重影响城市道路畅通、环境与安全。 “ 车库 ” 是大中城市的热门话题，国家经贸委将 “ 城市立体 停 车 设备” 列为 “ 近期行业技术发展重点 ”， 随着家用汽车的不断增加，公共场所及社区内存车矛盾、车挤绿地的问题将会越来越突出，在人们对生活质量和环境意识不断增强之时 ，“ 车库 ” 日渐成为热门话题，立体 停 车 设备 将会大显身手。 故一种可解决居民小区用地紧张与停车难矛盾的先进停车方式 双柱式二车位 立体车库将会得到推广应用。近年来我国吸取和借鉴了国外解决城市居民小区内停车问题的经验教训 ， 在各大中心城市开始兴建 双柱式二车位 立体车库。 立体 停 车库设备的发展在国外已有 30 40年的历史，无论在技术上还是在经验上均已获得了成功。我国也与 90年代初开始研究开发机械式立体停车设备，距今已有十几年的历程。但是由于机械式举升机构磨损维修成本高，经常需要更换铜螺母以及轴承，维修费用高，因此渐渐将其替换为液压式举升机构。 随着汽车工业的迅猛发展，我国经济的发展与居民收入的提高 ， 私家车的拥有量巨增 ， 引发城市居民停车难的问题， 而且随着城市建设的加快和汽车的大量增加，立体停车 设备 是今后停车场建设的主要方向，尤其是在寸土寸金的大城市，采用立体停车 设备 是解决 “ 停车难 ” 的必然出路 ， 将是停车难问题未来关注的焦点。 目前我国全国车辆停车位缺口在 400万以上，而每年新增车 辆却在 200万辆左右。随着私人拥有车辆数量的迅速增长，住宅小区内的停车问题日益突出。对于居住区有限的用地面积而言，出去住宅，公用建筑占地和必要的道路和绿化面积外，能够提供于停车的面积是非常有限的。 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 当 前住宅小区内主要的停车方式有小区路边停车，住宅地层架空停车，地下停车场停车，机械式集中停车，立体车库和分散停车。路边停车的使用成本最低，但要以牺牲绿化用地为代价。住宅底层架空停车不占绿化用地，但受到住宅平面布局的影响，平面利用率也不高。地下停车场停车方式不侵占活动用地，对绿地率基本无影响，但造价 相对 偏高。 正是 由于以上原因，针对存车难问题日见突出 ， 双柱式二车位立体车库设备在原有一库一车位的基础上见缝插针，具有较大的灵活性，土地利用率高，对地形适应性强，环境效益好且造价低。双柱式二车位立体车库停车方式主要适用于容积率较小的高档住宅小区，双柱式二车位立体车库的典型 设备 是双柱式举升机 构 ，这类设备的可靠性高，操作简单，应用较普遍。 在居民社区内，一般设有私家车库，但普遍是一库一车位，存在利用率低的问题。考虑到车库普遍举架较高，利用有限的空间，将一库一车位设计 成为 双柱式二车位立体车库，从而解决车位紧张的问题，此设计不但节约 成本，并大量节省了城市的可利用空间 ， 可以有效保障利用有限的停车面积满足停车需要 ，同时可以有效解决北方地区冬季停车难问题。 双柱式二车位立体车库解决了停车位占地面积与住户商用面积的矛盾 ， 使私家车库设计 成为 二车位立体车库成为可能。双柱式二车位立体车库以其平均单车占地面积小的独特特性 对于解决停车难问题 具有重要意义。所以说双柱式二车位立体车库，将被逐渐推广并被广大用户所接受。同时此设计将大大节省小区内为解决停车问题而占用的大量土地，这些节约下来的土地可用来进行小区的绿化和供小区内居民的休闲娱乐之用，对城市居民居住小 区的建设也将具有一定的积极意义 3。 柱式二车位立体车库的发展方向与前景 由于城市的土地资源是有限的，要解决持续增长的停车问题，立体化停车是必然的出路。近几年，双柱式二车位立体车库正渐渐进入我国大中城市，它占地面小，汽车存放在建筑物内或钢结构框架内，不会遭到损坏和被盗，使用便捷、安全、可靠。双柱式二车位立体车库操作简单、容车率 高， 有效的解决了部分城市居民小区内的停车难问题。 为了解决住宅小区内的停车问题，只能利用小区内较小的面积，建立双柱式二车位立体车库，向空间发展，充分利用立体空间，占地面积少 ，而且能使住户存取车辆时，既便捷又安全可靠。 双柱式二车位立体停车库以其土地利用率和空间利用率高，使用操作简单、灵活，安全可靠，适应性强等诸多优点，将会取代平面车库，为眼下车库短缺的住宅小区解购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 决停车难问题，是解决大城市住宅小区停车问题的主要发展方向，将会在新开发的住宅小区及旧社区里大显身手。 要研究内容和研究方法 我国城市的私人汽车越来越多，但由于住宅小区缺少必要的停车库，造成了停车难问题。我们想通过研究、探讨、设计适合中国城市居民住宅小区的立体车库的结构、控制系统方案和实施方案 。设计完成双柱式二 车位立体车库的整体机械结构的计算、校核；液压系统的液压回路设计以及各个液压元件的计算、选型；电气系统的控制原理图设计以及相应电动机的选用； 并运用 计并建立出科学合理的结构方案和控制方案 ， 从而完成适用于居民小区内单元式停车库 双柱式 液压驱动 二车位立体车库 设计： （ 1） 完成双柱式举升机构的设计； （ 2） 举升提升架装置的设计； （ 3） 升程自锁保护等运动机构的设计； （ 4） 驱动系统的设计和校核； （ 5） 最终 实现私家双柱式二车位立体车库的设计。 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 第 2 章 双柱式二车位立体车库方案 选择 车位立体车库方案对比论证分析 升类停车设备的分类 1、四柱式举升机构 四柱举升机构主要依靠四根粗钢索拉起四角，拉力油缸置于平板下面，通过 6 个圆盘将力传达四面。这种结构比较紧凑，自重降低，保险装置为楔块式，四个楔块利用拉杆联动，扳动拉杆就可打开保险装置，方便耐用，四柱举升机构容易调水平，适合 于汽车 4S 店 四轮定位使用，因为有一四轮定位档位，可以调整，可以确保水平。四柱举升机构按结构分为上油缸式以及下油缸式，上油缸式指油缸置于立柱顶部 （ 带横梁 ） ,下油缸式指油缸置于平板下面。 2、双 柱式举升机构 双柱举升机构实用 、 简洁 、 合理而且节省占地空间，使用灵活方便。升降平稳低噪声，设有升程自锁保护装置，保养简单，操作方便，成本低。 动机构的分类 升降类停车设备可以采用钢丝绳传动、链条传动和液压传动 3 种形式 。 1、机械式 机械式举升机构流行于 1992 1998 年间，该举升机构特点是同步性好，但由于机械磨损维护成本高（经常需要更换铜 螺母 以及轴承），每年一台举升机构的维修更换需要 1000 元左右，客户最终会将该产品更换为维护成本小的液压举升机构。 钢丝绳传动采用蜗轮蜗杆减速器，主要传动件为 钢丝绳卷筒、轮系等。钢丝绳传动的柔性好，冲击小，噪声低。但钢丝绳易延伸、断股、断丝，需要经常调整长度，给设备的使用和维护带来不便。 链条传动通过电动机驱动链轮机构，牵引链条使载车板升降。性能稳定可靠，寿命长，不存在弹性伸缩，有准确的平均传动比，维护性好，但需要装设卷筒，传动机构较复杂，运行时有一定的冲击和噪声。 2、液压式 液压传动通过液压工作站为多个液压缸提供压力，由活塞杆实现载车板的升降和车辆的存取。结构简单 ， 运行平稳 ， 噪声低，但传动效率较低。考虑停车时整个升降车架的负载是不确定的，采用单液压缸承载会导 致活塞杆承扭受压，对液压缸的寿命购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 产生较大影响，因此采用双缸方案，以增加整个滑动部分升降时的稳定性。 液压式举升机 构 维护成本低，油缸使用 5 10 年没问题，液压举升机 构 分为两种 ，一种是单缸举升机 构 ，一种是双缸举升机 构 。 单缸优点是：同步性好，不存在颠簸现象，有底板，举升机构 的 扭力靠底板抵消，安全性好。 单缸 主要应用于四柱式举升机构。 双缸液压举升机 构 由于是双缸，同步问题难以解决，往往靠两根钢丝绳来平衡，油缸以及钢丝绳要调整得松紧一致，举升机构就可以同步，而且 实用方便 ， 大方豪华且节省占地面积，使用灵活方便。主要应用 于双柱式举升机构。 本课题所设计的是液压驱动的双柱举升类停车设备 ， 它的特点是： （ 1） 性能可靠，低能耗，操作方便； （ 2） 无龙门式横梁，结构简单； （ 3） 有升程自锁保护装置，保证了安全性； （ 4） 升降车架的最低位置低，使得车辆的底盘可以比较低，对各种车辆的适应性都比较强； （ 5） 采用液压传动的驱动方式，与螺杆式的举升机相比，使用寿命较长； （ 6） 价格低廉，拥有的市场份额较大，便于推广 。 体方案 考虑到住宅小区内有限的绿地、道路等公用设施不能侵占，为了使停车设备单车位的制造成本最低，考虑综合设施、机 械制造、施工等因素，设计双柱式二车位立体车库，可 利用一个车位 同时停放 两 辆车，采用载车板整体升降的方式。 当需要停车时，按下控制设备上相应按扭，电机通电带动液压泵转动。液压泵将高压油注入液压缸下腔使活塞杆伸出，推动滑动车架和载车板下降到与路面齐平，将车停至载车板。停车完毕，车主下车离开停车位，利用相应按扭将高位车辆升至高位。 为防止意外，载车板与支架立柱间设有防坠落保险装置，在液压缸下腔油压突然丧失时可以保证车辆的安全。 章小结 本章主要进行双柱式二车位立体停车设备总体方案的选择，通过将现有举升机构的结构形式、驱动方式以及传动机构进行了对比，最终选定 采用双柱结构的举升类停车设备，通过液压驱动，工作平稳，操作方便，噪声低，内部设有升程自锁保护保险装置，安全可靠 ， 占地空间小，是立体车库的理想设备。 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 第 3 章 双柱式液压驱动二车位立体车库机械设计 柱式二车位立体车库 工作原理 体结构及基本组成 双柱举升类停车设备采用立柱、提升架、支承梁、载车板的结构，由机械系统、液压系统、电气系统构成。设置限位装置、升程自锁保护装置等以保证举升机构安全使用， 适 用于室内立体 停车设备 的安装与使用。双柱 式举升机构以 主、副立柱为主体，由液压系统驱动两只油缸，推动提升轮，带动提升 钢丝绳 提升滑车 （见图 。支承梁铰接于滑车，两滑车由同步钢丝绳保持同步升降。两滑车内设有机械保险装置。 双柱举升类停车设备机械主体部分由两根立柱、提升架、支承梁及载车板等组成，双柱举升类停车设备的结构类型就体现在这些组成上。 图 柱式二车位立体车库整体结构 1、 立柱的结构形式 立柱是由薄壁板折弯而成。通常将立柱的 横截面 做 成槽钢形，它的四角作为导轨，一般采用 4 6板，该立柱 4 道弯折为提升架上的滑块运行提供了导轨空 间，满足了设备的功能要求。 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 2、 载车板的结构形式 载车板与车身底盘直接接触，是梁结构，通常采用 20 号冷弯矩形空心型钢，支承 梁在承载升降过程中会产生疲劳破坏和变形，因此支承梁必须具有足够的横截面面积以抵抗弯曲变形。 3、 安全机构 双柱举升类停车设备的安全机构是由 电磁铁、安全挂钩、弹簧、连杆 等组成，其功能如下 ： 当工作台上升时， 电磁铁通电吸引连杆 ， 使安全挂钩收回 ，若发生意外（如高压 油 管或钢丝绳爆断）， 电磁铁断电，安全挂钩在弹簧的作用下 卡到卡块上 ，防止滑车下滑，确保安全。 当工作台需下降时，先将工作台上升少许 10 20将 电磁铁通电， 按手动卸荷阀，工作台在自重的作用下下降。 作原理 双柱举升类停车设备的传动原理是 ： 由电动油泵提供动力给两侧立柱中的油缸，再由油缸分别顶举两侧提升支架、支承梁、载车板将高位车辆举起。两侧油缸运行的同步性由调平衡的钢丝绳来实现。设备由机械系统、液压系统及电气系统等三大系统组成。其中，机械系统包括 ： 立柱、提升支架、支承梁、载车板 。 液压系统包括 ： 小排 量齿轮泵及油缸 。 电气系统包括 ： 油泵用电机、控制开关及电控箱。提升架上配有滑块， 起动电动油泵由油缸顶举提升架，使提升架上面的四 个滑块在立柱导轨中运行，确保了载车板运行的直线度要求。使载车板托举着高位车辆升高，直到高位车辆被安全、稳固地举升至所需高度为止。 要技术参数 本尺寸参数的确定 1、重心位置的范围 前轮驱动的车辆有以下优点：前驱车的传动效率比后驱车要高。所有的前驱车在设计的时候，不管发动机横置还是纵置，它的重心都偏于前轴，也就是在车头侧，与驱动轮的位置很近，传动距离短。其中又以前横置发动机效率最高，这也是大多数前驱车所采用的布置方式。由于发动机的输出轴与汽车前轴平行，变速箱与驱动桥是做成一体的固定在发 动机旁，动力可以直接通过斜齿轮传递到差速器上，再经变速箱、驱动桥，减速增扭后传递给两根半轴最后驱动车的前轮旋转，显然这种距离最短，且没有经过任何转换的传动效率是最高的。 正是基于以上的原因，所以现代汽车大多采用发动机前置，使车辆的重量分布比大约是 3:2， 重心偏前。 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 2、举升机外形尺寸的确定 根据所举升车辆的基本尺寸初步确定举升机 构 的主要技术参数如表 示 。 表 柱式液压驱动二车位立体车库主要技术参数 举升重量 3500升高度 1850高度 2760宽 2748升时间 50s 下降时间 30s 机 功率的计算 高位汽车重量 车载车板及其附件的重量 加上一部分的余量 以取 3t。 载车板有汽车时上升设计速度： (由公式（ 载车板上升功率 : 1000 ( (其中 500 ，由公式（ 由公式（ 9 立柱的设计与校核 柱截面特性分析与计算 双柱式举升机是一种可以广泛用于立体车库的举升机 ， 具有结构紧凑、外形美观、操作简便等特点 ， 只需用此种安全可靠的举升设备将汽车举升到一定的高度 ， 即可实购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 现立体车库的功能 。 随着我国私家车保有量越来越大 ， 此种型式的举升机需求量也会日益增大。本机主要性能参数为 ： 额定举升载荷 3t； 在载重 3t 情况下 ， 由最低位置举升到最高位置需 50s； 当拉下操纵杆使溢流阀接通 ， 车辆由最高位置降到最低位置需 30s； 电动机功率 车板在最低位置时的举升高度为 120最大举升高度为 1850工作行程为 1730 双柱式举升机 构 的结构型式有多种 ， 本设计中的举升机 构 系指液压驱动的双柱 式举升机 构。 举升机 构 的传动系统 为 液压系统驱动和控制 ， 由两立柱内安装的液压油缸实现上下运动 ， 推动连接立柱与滑台的链条 ， 使滑台上安装的滑块沿立柱滚动 ， 实现滑台的上下移动 。 设备的主要部分有 ： 提升机构、支承机构、平衡机构和安全锁机构。 1、主立柱的截面特性分析与计算 主立柱体是举升机 构 主要的受力承重部件 。 举升机 构 立柱在工作时受来 自于保险锁机构处承重的压力和升降滑台滑块作用在立柱上的弯矩 。 立柱壳体用钢板整体压制成形 ， 其内部相应位置焊有保险装置支承板 ， 用于锁定状态时受力和承重 ， 下部与底座焊接 。 其中一个立柱体上还装有液压泵站和电气控制箱 。 主立柱作为主要的承重件 ，先对其截面特征进行分析 ， 这里主要确定立柱截面形心的位置和截面的惯性矩 。 2、确定立柱截面形心和中性轴的位置 将整个截面划分为 1A , 2A ,3 取 与截面底边相重合的 Z 轴为参考轴 （ 见图 1 Z , 2Z ,3Z 分别为三个组合截面的中性轴 ， 则三个截面的面积及其形心至 图 柱式举升类停车设备的主立柱横截面示意图 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 21 3 9 4 8261946270 6270976194211 2 22 6 1 226)657( ； 9131942 23 3 4 826)635( ； 35351943 整个截面形心 C 在对称轴 Y 上的位置则为 ： 321332211 (由式（ 3486123948 3、确定各组合截面的惯性矩和立柱整个截面对中性轴 Z 的惯性矩 设三截面的形心分别为 1C 、 2C 、3C， 其形心轴为 1Z 、 2Z 、3Z（如 图 ,它们距 Z 轴的距离经计算分别为 ： 1 2 3 由平行移轴公式 ， 三截面对中性轴 Z 的惯性矩经计算分别为 ： 121 11 a Z （ 由式（ 41 222 22 a Z （ 由式（ 42 323 33 a Z （ 由式（ 43 其中 1 2、 3Z 、 2Z 、3 将三截面购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 对中性轴 Z 的惯性矩相加 ，即将式（ （ （ 加， 得 ： 321 4、立柱整个截面上半部分（以 Z 轴为界）的静矩 S 的计算 三个截面上半部分的静矩值分别为 ： 31 76 72 32 0 2 3)12 33 5 8 4 5 2)1 1 3(3 4 8 立柱整个截面上半部分 （ 以 Z 轴为界 ） 的静矩为 ： 3321 3 3 1 2 4 3 立柱的强度分析与验算 举升机 构 工作时 ， 其载车板将汽车提升至一定高度锁定 ， 举升机 构 直接承载处位于载车板端部 ， 故应先对滑台部件进行受力分析 （ 见图 ： 图 升架部件受力情况示意图 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 1、滑台部件受力情况分析 考虑滑台部件中滑台和支承梁的总自重 ， 假定自重全部集中 在负载处 ， 近似估算值为 侧支承梁受到的最大载荷为 ， 加上滑台部件的自重 ， 滑台端部受力大小为 1F 和 2F 是立柱通过滑块给予滑台的反力 ， 21 ， 保险支承板给予滑台部件的支承力 ， B 处为支承点位置 ， 则 ： 0Y 2、举升机构主立柱受力情况分析 主立柱受力情况见图 图中 1F 和 2F 是滑台通过滚轮作用在立柱上的力 （ 最高位置 ） 锁紧时滑台作用在立柱上的压力 ， 底部支座反力 。 针对立柱受力情况 ,经计算得 ： 0 R 1 6 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 力柱受力情况示意图 3、举升机构主立柱强度校核计算 从图 出 ， 整个立柱体相当于一个悬臂梁 ， 可画出立柱的弯矩图和剪力图。由 1F 引起的弯矩图和剪力图见 图 计算得 ： 6 4 2 0 5 1m a a 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 柱上 1F 作用力及其弯矩图和剪力图 图 柱上 2F 作用力及其弯矩图和剪力图 由 2F 引起的弯矩图和剪力图见图 示， 计算得 ： 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 9 3 7 7 9m a a 由 生的 M 引起的弯矩图见图 示， 计算得 ： 1 6 6 9 5 8m a 柱上 M 作用力及其弯矩图 立柱受力的合成弯矩图和合成剪力图如图 示。从图中看出 ， 在截面 C 处 ，剪力最大 ( ， 弯矩最大 ( 此处是危险截面。 图 柱受力的合成弯矩图和合成剪力图 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 前面计算已得到 ， 抗弯截面模数： 2 （ 由式（ 34 31 1 4 105 1 1 4 截面上半部分静矩： (其中 由式（ 3 51 4 （ 1）校核正应力强度 m a xm a x(由式（ 21m a x 8 2 . 7 4 8 2 7 2 许用应力选 ： 0 005 41 满足强度条件。 （ 2）校核剪应力强度 （ 由式（ 2m a xm a x 2 9 0 3 4 选 35而许用应力 00235 满足强度条件。 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 （ 3）折算应力强度校核 主立柱横截面上的最大正应力生在离中性轴最远的边缘处 ， 而最大剪应力产生在中性轴上 ， 虽然通过上面的校核说明在这两处的强度都是满足要求的 ，但是因为在截面 C 处 ， M 和 Q 都具有最大值 ， 正应力和剪应力都比较大 ， 因此这里的主应力就比较大 ， 有必要根据适当的强度理论进行折算应力校核 ， 取该截面边缘处某点 K 进行计算 ： （ 由式（ 21 8 25 1 1 4 0 8 8 3 8 2 7 2 （ 由式（ 14 34 图 K 处取出的单元体受力情况示意图 在点 K 处取出的单元体受力情况如图 示。 由于点 K 处在复杂应力状态 ， 立柱材料采用的 45 钢， 可以采用第四强度理论 ， 将x，y的数值代入 ， 用统计平均剪应力理论对此应力状态建立的强度条件为 ： 3 22 j， 所以 有： 222 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 按第四强度理论所算得的折算应力也满足许用强度要求。 立柱的刚度分析与验算 用迭加法进行刚度计算 ， 弹性模量 E 取 1 a ， 经计算 ， 由 往内弯 ） 为 ： ;由 起的挠度 （ 往外弯 ） 为 ： ;由 M 引起的挠度 （ 往外弯 ） 为 ： 此值很小 ， 可忽略不计 。 立柱实际往内弯的挠度 为： 上述立柱的强刚度分析计算进行了近似和简化 ， 所有数据估算相当保守 ， 留有大的安全余量。改变立柱的厚度、形状和加强筋的尺寸等均能影响其结构强度和刚度。在保持立柱厚度不变时 ， 适当增加加强筋和截面尺寸 ， 有利于提高立柱结构的强刚度。 的 偏载 计算与校核 的偏载 计算与校核 根据 高位车的排量，车宽取 1800发生偏载的极限位置距离中心 400 17002600 1 7 0 03 5 0 02 6 0 0 2288 由 生的 M 引起的弯矩图见图 示，计算的： 5 9 4 8 8 0 02 6 0 02 2 8 8 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 载弯矩图 图 承梁截面图 E= （ 1233 （ H 33 （ 其中 H= B= 100mm b=h=5 由式（ 3433 mH 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 对于 45 号钢， 00，其中 5 1 （ 由公式 （ ： 4 8 8 0 0143 所以满足条件。 高梁弯曲强度的措施 1、适当调整梁上载荷作用的位置 合理布置梁上载荷和支座位置在可能的情况下，适当调整梁上载荷作用的位置， 可有效地减小梁内的最大弯矩值。 2、合理选用梁的截面形状 由弯曲正应力强度条件可知，梁的抗弯截面系数愈大，梁能承受的弯矩就愈大。因此，梁的合理截面形状应当是，截面面积较小，而抗弯截面系数较大。或者说合理的截面形状应当是其抗弯截面系数与截面面积的比值 尽可能地大。工程上常用这个 比值来衡量截面的合理性。 表 出了几种截面的 A 的比值。由此表可见，矩形截面比圆形截面合理，而工字形、槽形截面又比矩形截面更合理。究其原因，是因为弯曲正应力沿截面高度线性分布，离中性轴愈远处弯曲正应力愈大，工字形截面使较多的材料处于高应力区，能充分发挥材料的潜力。 表 用截面的 A 的比值 截面形状 圆形 矩形 工字形 d 注： d 为直径 。 3、采用变截面梁 等截面除了最大弯矩所在截面外 ， 其它各截面上的应力均低于许用应力， 材料未能充分利用。为了节省材料，减轻梁的自重，可将梁设计成变截面的，即在弯矩较大处，采用较大截面，弯矩较小处采用较小截面。如果将变截面梁设计成等强度梁。从节省材料、减轻自重角度看，等强度梁最合理。但由于加工制造等原因，实际上只能近似做到等强度要求。 必须指出，以上这些措施都是从提高弯曲强度的角度提出的。但在工程实际中，设计一个构件还应考虑刚度、稳定性、加工制造等多方面因素，应经过综合考虑比较后，再确定梁的截面形状和结构形式。 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 丝绳的选取 丝绳的特点及用途 表 钢丝绳绕制次数 分类 分类 特点 用途 双绕绳 先由钢丝绕成股，再由股围绕绳芯绕成绳。这种钢丝绳的绕性受绳芯材料影响很大，比单绕绳挠性好 起重机中广泛应用 表 钢丝绳绕制方法分 类 分类 特点 用途 交互捻 钢丝绕成股的方向和股捻成绳的方向相反称为交互捻。如绳右捻，股左捻，称为右交互捻，绳左捻，股右捻，称为左交互捻。这种钢丝绳的缺点是僵性较大，使用寿命较低，但不容易松散和扭转 在起重机械中广泛应用 表 钢丝绳中丝与丝的接触状态分 类 分类 特点 用途 线接触 由不同直径钢 丝捻制而成，股内各层之间钢丝全长上平行捻制，各层钢丝螺距相等，钢丝之间呈线状接触， 包括外粗式（ S 型）、粗细式（ W 型）及填充式（ ）。 这种钢丝绳消除了点接触的二次弯曲应力，能降低工作时总的弯曲应力，耐疲劳性能好。结构紧密，金属断面利用系数高。使用寿命长，比普通钢丝绳寿命高 1 2倍 广泛应用 优先选取 表 股绳截面形状分 类 分类 特点 用途 圆股 股绳截面形状是圆形 广泛应用 表 钢丝绳绳芯分 类 分类 特点 用途 纤维芯 具有较高挠性和弹性，不能耐高温，不能承受横向压力 起重机广泛应用 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 丝绳直径的计算与选择 根据钢丝绳选用原则 （ 机械设计手册），本设计宜采用线接触钢丝绳 为 提升动力端 ，所以选取 619S 1770（ 8918） 类型钢丝绳。 钢丝绳直径可由钢丝绳最大工作静拉力按式（ 定 (式中 d 钢丝绳最小直径， C 选择系数， 21 S 钢丝绳最大工作静拉力， N。 根据 机械设计手册 选取 C 表 构利用等级 机构利用等级 总设计寿命 说明 300 经常中等地使用 表 构载荷状态 载荷状态 说明 机构经常承受中等的载荷，较少承受最大的载荷 表 构工作级别 载荷状态 机构利用等级 1 3 5 7 9 2 4 6 8 2 4 6 8 表 值选取 机构工作 级别 选择系数 C 值 钢丝公称抗拉强度b/550 1700 1850 4 5 中 75 0 02 103 50 02 由式 (： 5 0 01 0 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 表 19（ a）类 钢丝绳结构及力学性能 钢丝绳公称直径 钢丝绳近似重量 钢丝绳公称抗拉强度 /470 1570 1670 1770 1870 钢丝绳最小破断拉力 d /许偏差/% /(00m) /3 +6 0 4 6 4 章小结 本章先后对双柱式二车位立体停车设备 机械部分主要组成部件、工作原理进行了阐述，并根据高位车和低位车的主要参数对双柱式举升类停车设备的主要技术参数进行了确定，并对机械机构中的主立柱、支承梁、载车板进行了计算和强度、刚度、挠度的校核。还根据此举升机构的载重量对电机、钢丝绳进行了选择。完成了双柱式二车位立体停车设备机械部分的设计和校核。 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 第 4 章 液压系统设计 车举升机液压系统设计要求 双柱式二车位立体停车设备液压系统 ， 除要求能在一定的范围内将汽车同步举升和下降外 ， 还要求其能使汽车在任意高 度停止并保持不动 ， 以便实现立体车库的功用。因此 ， 液压系统必须具有定位保持功能。另外 ， 因汽车的重量较大 ， 一旦液压系统出现故障 ， 举升机支承部分在汽车重力的作用下会迅速下滑 ， 可能会对低位车辆造成威胁 ， 而且举升机上面的汽车也有被摔坏的危险。所以 ， 为了防止这样的情况发生 ， 举升机必须具有机械锁定装置。机械锁由分别安装在举升油缸外侧和活塞杆顶部与举升臂相联的销轴上的两根锯齿形齿条组成。安装在油缸外侧的齿条固定不动 ， 而安装在销轴上的齿条则随活塞杆上下移动 ， 并且能绕销轴做一定角度的摆动 ， 以实现两根齿条的分离和啮合。当举升臂处 于定位状态或液压系统出现故障。油压低于一定数值时 ，动齿条就会在自身重力和弹簧力的作用下与静齿条啮合 ， 机械锁锁死 ， 使举升臂不会下滑 ， 这样就确保高位车辆和地位车辆不会出现危险。 压系统液压回路的设计 举升机的液压回路如图 示 ， 共由 2 部分组成 ： 升降回路 和 补油回路 。 降回路 升降回路由左升降液压缸 15、 右升降液压缸 3、三位四通换向阀 7 以及节流阀 13、单向阀 12 组成。其中 ， 液压缸 3 和 15 分别驱动举升机 构 的左右两个提升架升降，两缸串联 ， 液压 缸 15 的上腔与 液压 缸 3 的下腔直接相连。在无泄漏的情 况下 ， 活塞上升时，左 升降 缸 15 上腔流出的液压油全部流入右 升降 缸 3 的下腔 。 而在下降时 ， 右升降缸 3 下腔流出的液压油全部流入 左升降 缸 15 的上腔。这样 ， 两缸的活塞就会同时升降。如果两油缸的内径及活塞杆直径设计合理 ， 就会使两缸活塞完全同步地上升或下降 ，举升机的两个提升架也就始终处于相同的高度。 液压缸 15、 3 活塞的升降由三位四通换向阀 7 控制 ， 当电磁铁 电时，换向阀 7 处于左位，液压油经过单向阀 12 驱动油缸 15 和 3 的活塞同步上升 ， 提升架通过载车板将汽车举起。当电磁铁 电时 ， 换向阀 7 处于右位 ， 液压油驱动油缸 15和 3 的活塞同步下降 ， 缸 15 下腔排出的液压油经节流阀 13 流回油箱 ， 举升臂将汽车放下。此处 ， 单向阀 12 和节流阀 13 的作用是 ： 当提升架推动汽车上升时 ， 液压油经单向阀 12 大流量流入缸 15 的下腔 ， 以较快的速度推动活塞上升；而要将汽车放下时，购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 缸 15 的下腔流出的液压油需经过节流阀 13 流回油箱 ， 形成了节流阀出口调速回路 ，节流阀的节流及背压作用可以防止举升机构在汽车重力、提升架和载车板自重的作用下过快下降 ,避免发生事故。当 不得电时，换向阀 7 处于中位，此时，油缸 15 和 3 的活塞位置被锁定，不能移动。相对应两提升架 也就停止不动。 图 车举升机液压控制回路 6. 节流阀 油回路 假如液压油无泄漏 ,而油缸的设计和制造精度又达到要求的话 ， 以上回路足以保证两提升架的同步上升和下降。但由于泄漏不可避免 ， 油缸和活塞之间、两油缸之间的管路联结等处 ， 都会产 生一定的泄漏。压力越大、使用的时间越长 ， 泄漏就会越厉害。由于液压油的泄漏 ， 两活塞的移动必将产生误差。随着时间的推移 ， 误差不断累计。当累计达到一定程度就会超出两提升架允许的高度误差。为了使两提升架能够长时间购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 的同步运行 ， 必须消除这种同步误差。误差主要是由液压油泄漏引起的 ， 所以设计了补油回路。 补油回路由 2 个二位三通电磁阀 5 和 14、液控单向阀 4、溢流阀 6 及行程开关 1和 2 组成。行程开关 1 和 2 安装在举升机两侧提升架行程的最上端。当换向阀 7 左位工作 ， 油缸 15 和 3 的活塞在液压油的驱动下同时上升 ， 假若两活塞完全同步 ， 同时到达最高点 ， 两行程开关同时接通 ， 补油回路不工作。若液压缸 15 的活塞首先到达最高点 ， 行程开关 1 被接通 ， 但缸 3 却未到达顶点 ， 开关 2 仍处于断开状态 ， 则电磁铁 二位三通电磁阀 5 右位工作 ， 液压油通过电磁阀 5 右位和液控单向阀 4 向液压缸 3 下腔补油 ， 使缸 3 的活塞继续上行 ， 直到到达最高点。当达到最高点时 ， 行程开关 2 也被接通 ， 电磁铁 时失电 ， 三位四通阀 7 回到中位 ， 二位三通阀 5也返回左位 ， 液控单向阀 4 闭合 ， 补油结束。 反之 ， 若缸 3 活塞首先到达行程的最高点 ， 而缸 15 活塞还未到达时 ， 行程开关 2导通但 1 仍处于断开 状态 ， 电磁阀 电 ， 其上位工作 ， 压力油通过阀 14 通至液控单向阀 4 的控制口 ,将单向阀 4 打开。此时缸 15 活塞继续上行 ,其上腔多余的液压油通过液控单向阀 4 和换向阀 5 左位以及溢流阀 6 排入油箱 。 当缸 15 活塞到达其行程上端 ， 行程开关 1 接通时 ， 时失电 ， 阀 7 回到中位 ， 阀 13 恢复下位 ， 液控单向阀 4 关闭 ， 补油结束。此处溢流阀 6 的作用是产生一定的背压 ， 避免液控单向阀 4打开时因缸 3下腔直接连通油箱而可能产生的右升降臂在重力作用下下降的情况。 由于左右两缸在结构上是分离的 ， 两缸之间封闭腔具有一定的体积。当举升机构负重上升时 ， 两缸之间封闭腔内的压力会突然增加。由于油液具有可压缩性 ， 此封闭腔的体积会有所减小 ， 使左缸在开始位置上升时就会高于右缸 ， 产生一定的高度误差。但因为油液的可压缩性很小 ， 两缸间产生的高度差也很小。又因为举升机构对两提升架间的高度误差要求不高 ， 而且两提升架间的跨度又较大 ， 所以因油液压缩而产生的两缸间高度差对举升机构的正常工作不会产生任何影响。假如对两缸之间的误差要求较高的话 ， 可以在起始位加装 2 个行程开关 ,控制补油回路工作进行补油即可。 在产品中大量的实际应用表明 ， 这种汽车举升机液压系统回路简单 ， 制造方便 ，运行平稳。由于增加了补油回路 ， 彻底解决了液压油泄漏导致的同步举升误差累积的问题 ， 并且降低了对液压缸制造精度的要求 ， 降