0092-液壓電梯與立體車庫(kù)的組合設(shè)計(jì)【全套23張CAD圖+UG三維模型】
0092-液壓電梯與立體車庫(kù)的組合設(shè)計(jì)【全套23張CAD圖+UG三維模型】,全套23張CAD圖+UG三維模型,液壓,電梯,立體車庫(kù),組合,設(shè)計(jì),全套,23,cad,ug,三維,模型
摘 要
綜合國(guó)內(nèi)外的有關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)目前液壓電梯與利益車庫(kù)的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用前景作簡(jiǎn)單概括，并在此基礎(chǔ)上提出本課題，同時(shí)介紹本論文的主要研究?jī)?nèi)容，即液壓電梯與立體車庫(kù)的組合設(shè)計(jì)；擬定液壓電梯設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)原理圖；立體車庫(kù)的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；液壓電梯與立體車庫(kù)的主要參數(shù)確定和校核。因此，本課題致力于以上幾個(gè)要求，對(duì)老小區(qū)進(jìn)行液壓電梯和立體車庫(kù)的加裝，切實(shí)緩解目前存在于老小區(qū)中的停車難和上樓難問題。
關(guān)鍵詞：立體車庫(kù) 液壓電梯 組合 校核
Abstract
Comprehensive literatures at home and abroad, to the present situation of hydraulic elevator and benefit the garage and application prospect were briefly summarized, and based on this put forward this topic, and introduces the main research content of this paper, namely the combination of hydraulic elevator and stereo garage design; For hydraulic elevator design scheme, design principle diagram; Three-dimensional garage main structure design; Hydraulic elevator and stereo garage and determine the main parameters and checking. Therefore, this topic is committed to the above several requirements, of old residential area equipped with hydraulic elevator and parking equipment, effectively alleviate existing in the old residential parking difficulties in and go upstairs.
Keywords: stereo garage hydraulic elevator combined check
II
目錄
摘 要 I
Abstract II
第一章 緒 論 1
1.1立體車庫(kù)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 1
1.1.1國(guó)外的發(fā)展?fàn)顩r 1
1.1.2國(guó)內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀 2
1.2 液壓電梯國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 4
1.2.1 國(guó)內(nèi) 4
1.2.2 國(guó)外 4
1.3液壓電梯和立體車庫(kù)組合機(jī)構(gòu)圖 5
第二章 立體車庫(kù)的總體設(shè)計(jì)方案 6
2.1 立體車庫(kù)提升方式的選擇 6
2.2 立體車庫(kù)的其他部件 7
2.3 立體車庫(kù)的設(shè)計(jì)參數(shù) 7
2.4 立體車庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求 8
第三章 液壓電梯設(shè)計(jì)方案論證 9
3.1 剪叉液壓電梯 9
3.1.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 9
3.1.2 工作原理 9
3.2 直升式液壓電梯 10
3.2.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 10
3.2.2工作原理 10
3.3 背簍式液壓電梯 11
3.3.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 11
3.3.2工作原理 12
3.4 結(jié)論及選定方案 12
3.4.1 選定方案 13
3.4.2 電梯總體布局 13
第四章 立體車庫(kù)主體框架設(shè)計(jì) 15
4.1 立體車庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15
4.1.1 支撐柱設(shè)計(jì) 15
4.1.2 橫梁受力分析 19
4.1.3 縱梁受力分析 20
4.2 載車板受力分析校核 22
第五章 液壓電梯的校核 25
5.1電梯受力計(jì)算分析： 25
5.2 滾輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 29
5.2.1 滾輪軸的計(jì)算 29
5.2.2 滾輪軸的彎矩圖 30
5.3 定滑輪軸的計(jì)算、校核 31
5.3.1 定滑輪軸的計(jì)算 31
5.3.2 定滑輪軸的剪力彎矩圖 31
5.4 鋼絲繩直徑的選擇 32
第六章 立體車庫(kù)的傳動(dòng)系統(tǒng) 34
6.1 上層載車板提升裝置設(shè)計(jì) 34
6.1.1 升降傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 34
6.1.2 升降液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 36
6.1.3 升降液壓系統(tǒng)鏈輪設(shè)計(jì) 38
6.1.4 升降液壓系統(tǒng)傳動(dòng)軸設(shè)計(jì) 39
6.2 橫移液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 41
第七章 液壓電梯液壓油路設(shè)計(jì) 43
第八章 結(jié)論與展望 46
8.1結(jié)論 46
8.2不足之處及未來展望 46
致 謝 47
參考文獻(xiàn) 48
第一章 緒 論
1.1立體車庫(kù)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況
機(jī)械式立體車庫(kù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已由初期的半自動(dòng)化控制方式發(fā)展到全自動(dòng)化的控制方式；機(jī)械結(jié)構(gòu)也發(fā)展到了模塊化設(shè)計(jì)，便于組合、拆卸；使用材料和工藝也都有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。如今，立體車庫(kù)在西歐、東南亞、韓國(guó)、日本都得到了廣泛的應(yīng)用，形成了一個(gè)包括制造、安裝、使用和維修的行業(yè)。
1.1.1國(guó)外的發(fā)展?fàn)顩r
國(guó)外經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家其立體車庫(kù)在過去的幾十年中已經(jīng)得到了充分的發(fā)展。日本是一個(gè)人口眾多人均土地資源較少的國(guó)家，由于其經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，停車難的問題早就出現(xiàn)，同時(shí)也帶動(dòng)了立體車庫(kù)的發(fā)展、使其發(fā)展至今已經(jīng)較為完善，現(xiàn)已經(jīng)發(fā)展出較多車庫(kù)種類。同時(shí)日本在車庫(kù)的技術(shù)研究與開發(fā)、制造、管理等方面的水平都處于亞洲領(lǐng)先地位，所建成的立體停車場(chǎng)的數(shù)量和其容車量也居于世界前列。如今在日本全國(guó)建設(shè)并使用的立體車庫(kù)的停車位已有300萬個(gè)，大部分立體車庫(kù)是升降橫移式車庫(kù)。而日本的優(yōu)勢(shì)主要在多層升降橫移車庫(kù)、水平循環(huán)車庫(kù)、垂直循環(huán)車庫(kù)、簡(jiǎn)易升降車庫(kù)、垂直升降車庫(kù)等產(chǎn)品上。而在韓國(guó)立體車庫(kù)的技術(shù)發(fā)展主要受到其鄰國(guó)日本的技術(shù)影響。韓國(guó)的立體車庫(kù)產(chǎn)業(yè)從上世紀(jì)70年代中期進(jìn)入起步階段，在發(fā)展過程中又從其鄰國(guó)日本引進(jìn)相關(guān)技術(shù)，再對(duì)引進(jìn)技術(shù)后不斷改進(jìn)，最后90年代立體車庫(kù)展業(yè)進(jìn)入大規(guī)模使用階段。經(jīng)過這幾個(gè)階段的快速發(fā)展再加上韓國(guó)政府的大力支持，立體車庫(kù)在韓國(guó)國(guó)內(nèi)得到大規(guī)模的應(yīng)用和再開發(fā)，使得韓國(guó)這幾年的立體車庫(kù)產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)速度加快到30％左右，使現(xiàn)在其產(chǎn)業(yè)進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段。
國(guó)外的機(jī)械式立體車庫(kù)發(fā)源于上世紀(jì)20年代的美國(guó)，美國(guó)建成世界上第一座機(jī)械升降汽車庫(kù)，但需要由司機(jī)自己開車來完成車輛的存?。?0年代以后，伴隨著小汽車的大量增加，在西歐、東南亞、韓國(guó)和日本立體車庫(kù)也得到了廣泛的應(yīng)用，并形成了一個(gè)包括制造、安裝、使用和維修的行業(yè)完整體系。這些國(guó)家和公司從上世紀(jì)六十年代初就開發(fā)并使用可最大限度地利用空間的機(jī)械式停車設(shè)備，經(jīng)過幾十年的不斷發(fā)展，立體車庫(kù)從結(jié)構(gòu)、控制、驅(qū)動(dòng)、監(jiān)測(cè)等方面不斷地更新?lián)Q代，日趨完善。而立體車庫(kù)的外形也發(fā)生了較大的變化，使原來生硬機(jī)械鋼架子的立體車庫(kù)變成了一道獨(dú)特的城市景觀。
1.1.2國(guó)內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)汽車的數(shù)量也在快速發(fā)展，尤其在我國(guó)的大中城市。汽車數(shù)量的增長(zhǎng)同時(shí)也造成了路面的擁堵，許多車輛面臨著停車難的問題。面對(duì)這些問題，我國(guó)需要大量的停車設(shè)施和相關(guān)配套設(shè)備。據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計(jì)，截止到2008年底的數(shù)據(jù)，我國(guó)生產(chǎn)汽車數(shù)量增長(zhǎng)到近一千萬臺(tái)，同比增長(zhǎng)5％左右。由于我國(guó)停車位新建的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到每年汽車增長(zhǎng)的數(shù)量，致使每年我國(guó)僅在停車位的缺口數(shù)量就在300多萬個(gè)左右，城市現(xiàn)有的停車位遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的需要。當(dāng)前我國(guó)的車位數(shù)量與汽車數(shù)量之比約為1: 5，而正常的平衡比例應(yīng)當(dāng)是1: 1.2，與我國(guó)現(xiàn)有情況差距很大，需要大量增加停車位，在城市土地資源緊缺的情況下通過地面增加車位己成為城市發(fā)展的巨大矛盾指引。
為了解決這些，我國(guó)從二十世紀(jì)八十年代開始使用機(jī)械式停車設(shè)備。此時(shí)我國(guó)的立體車庫(kù)技術(shù)較為落后僅只能進(jìn)行自我的研究和開發(fā)，此階段生產(chǎn)企業(yè)無法滿足用戶的需求，而自動(dòng)車庫(kù)種類單一，技術(shù)落后，無法滿足用戶較大的要求。到二十世紀(jì)九十年代，我國(guó)開始從國(guó)外引進(jìn)技術(shù)，由于大量國(guó)外企業(yè)進(jìn)入中國(guó)的立體車庫(kù)行業(yè)，形成了比較多的中外合資企業(yè)。而有些有實(shí)力的中國(guó)企業(yè)開始向國(guó)外引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)，在國(guó)內(nèi)由于其生產(chǎn)成本與國(guó)外相比較為低廉，這些企業(yè)利用國(guó)外先進(jìn)技術(shù)并根據(jù)我國(guó)現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)情況開發(fā)出符合我國(guó)的先進(jìn)的立體車庫(kù)。到如今經(jīng)過近30年的發(fā)展歷史，尤其是2000年以后得到了高速發(fā)展，現(xiàn)在我國(guó)的立體車庫(kù)行業(yè)正處于快速發(fā)展階段并很快進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展階段，未來市場(chǎng)巨大。尤其在，我國(guó)的大中型城市中，立體車庫(kù)需要巨大。但用戶對(duì)產(chǎn)品的要求有兩點(diǎn)，第一點(diǎn)是降低產(chǎn)品的價(jià)格，第二點(diǎn)是提高產(chǎn)品技術(shù)和性能。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，城市規(guī)劃不斷完善，立體車庫(kù)將使一個(gè)充滿生機(jī)的朝陽產(chǎn)業(yè)，它的技術(shù)將得到長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。
在我國(guó)隨著現(xiàn)代各種高科技技術(shù)的發(fā)展，諸如計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的高速發(fā)展，越來越多的新功能被引入到立體車庫(kù)中，讓其向?qū)I(yè)化、復(fù)雜化和智能化方向發(fā)展。重點(diǎn)表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：①專業(yè)化:立體車庫(kù)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠能正常運(yùn)行而不出故障是用戶的首要要求也是一套停車場(chǎng)系統(tǒng)的重中之重。制造廠家的專業(yè)化程度越來越強(qiáng)如保證設(shè)備的可靠性立體車庫(kù)的軟硬件設(shè)施及各種設(shè)備的配套都達(dá)到專業(yè)化程度。②復(fù)雜化:立體車庫(kù)產(chǎn)業(yè)正在向多元化方向發(fā)展它已經(jīng)不僅是純粹的機(jī)械設(shè)備還包含了當(dāng)今機(jī)械、電子、建筑、液壓、光學(xué)、磁控、管理和計(jì)算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域的大量先進(jìn)技術(shù)。立體停車系統(tǒng)己經(jīng)日臻完善如汽車出入車庫(kù)時(shí)采用聲光引導(dǎo)和定位、汽車尺寸和重量自動(dòng)識(shí)別、限速保護(hù)與多重機(jī)構(gòu)互鎖、停車泊位自動(dòng)跟蹤、鏈繩長(zhǎng)度超范圍報(bào)警和彈性變形自動(dòng)補(bǔ)償、汽車安全檢測(cè)、圖像識(shí)別技術(shù)、科學(xué)管理等各種領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)的綜合使用已經(jīng)使立體車庫(kù)成為一個(gè)獨(dú)立的大型復(fù)雜的高技術(shù)設(shè)備。③智能化:一些新技術(shù)正在迅速進(jìn)入該領(lǐng)域如變頻技術(shù)、全電腦控制系統(tǒng)、導(dǎo)航定位技術(shù)、停電及電源故障的自動(dòng)判別排除及處理系統(tǒng)等。車庫(kù)可以將汽車自動(dòng)停放到合適的位置可實(shí)現(xiàn)無人操作。
但在我國(guó)現(xiàn)有的立體車庫(kù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展并不十分完善，如在我國(guó)車庫(kù)行業(yè)中并沒有可依據(jù)較高的行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；大部分車庫(kù)是根據(jù)或引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，但技術(shù)水平不高；并且我國(guó)國(guó)內(nèi)并沒有較大規(guī)模的車庫(kù)生產(chǎn)加工企業(yè)，其大規(guī)模量產(chǎn)能力明顯不足。在國(guó)內(nèi)自動(dòng)車庫(kù)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)無序，小型企業(yè)為搶占市場(chǎng)份額，進(jìn)行惡性競(jìng)爭(zhēng)；同時(shí)我國(guó)沒有相關(guān)的部門參與詳細(xì)研究，使其技術(shù)創(chuàng)新能力落后于其他國(guó)家；國(guó)家也沒有相關(guān)政策進(jìn)行扶持。為了解決上述問題，國(guó)家需要出臺(tái)相關(guān)市場(chǎng)政策、管理方案等。
雖然立體車庫(kù)在我國(guó)的發(fā)展勢(shì)頭非常的迅猛，但是目前立體車庫(kù)在住宅小區(qū)內(nèi)的應(yīng)用，卻還是少的可憐。其主要原因還是人們的思維觀念沒有轉(zhuǎn)變過來，而技術(shù)上的問題已經(jīng)退居其次。可以說，當(dāng)前的技術(shù)已經(jīng)完全可以滿足小區(qū)內(nèi)建造立體車庫(kù)的主要要求，急需解決的是人們的思想問題。伴隨著我國(guó)住房業(yè)的迅速發(fā)展，小區(qū)式居住方式已經(jīng)成為市民住房方式的主流。并且，伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們擁有自己的私家車也已經(jīng)成為一種必然。所以，正是由于小區(qū)與私家車的數(shù)量越來越多，一旦人們的思想方式轉(zhuǎn)變過來，那么應(yīng)用于小區(qū)內(nèi)的立體車庫(kù)必將會(huì)如同雨后春筍般迅速地生長(zhǎng)起來。而且，立體車庫(kù)的技術(shù)也必然在今后的若干年內(nèi)有大幅度的發(fā)展。所以，無論是立體車庫(kù)技術(shù)的研究，還是立體車庫(kù)工程的建造，發(fā)展前景都是非常樂觀的，都必將在不久的將來得到豐厚的回報(bào)。
1.2 液壓電梯國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)內(nèi)
據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)在用電梯34.6多萬臺(tái)，每年還以約5萬～6萬臺(tái)的速度增長(zhǎng)。電梯服務(wù)中國(guó)已有100 多年歷史，而我國(guó)在用電梯數(shù)量的快速增長(zhǎng)卻發(fā)生在改革開放以后，目前我國(guó)電梯技術(shù)水平已與世界同步。 100多年來，中國(guó)電梯行業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段 ：
①對(duì)進(jìn)口電梯的銷售、安裝、維保階段(1900～1949年)，這一階段我國(guó)電梯擁有量?jī)H約1 100多臺(tái)；
②獨(dú)立自主，艱苦研制、生產(chǎn)階段（1950～1979年），這一階段我國(guó)共生產(chǎn)、安裝電梯約1萬臺(tái)；
③建立三資企業(yè)，行業(yè)快速發(fā)展階段（自1980年至今），這一階段我國(guó)共生產(chǎn)、安裝電梯約40萬臺(tái)。目前，我國(guó)已成為世界最大的新裝電梯市場(chǎng)和最大的電梯生產(chǎn)國(guó)。
當(dāng)前我國(guó)生產(chǎn)的電梯85% 以上是用于建筑高度低于30m 的中低層建筑, 均可用液壓電梯覆蓋。由于液壓電梯不僅具有運(yùn)行平穩(wěn)、舒適性好、故障率低、安裝靈活等特點(diǎn), 而且能達(dá)到整體協(xié)調(diào)、豪華和重載的要求, 因此液壓電梯首先可以用作商場(chǎng)、賓館、高級(jí)飯店、體育場(chǎng)、娛樂場(chǎng)所等豪華建筑和古典建筑中的觀光電梯與重載電梯。目前國(guó)內(nèi)液壓電梯的需求量在逐漸增大,其需求發(fā)展趨勢(shì)也將和國(guó)外發(fā)展過程類似, 今后液壓電梯需求量將會(huì)猛增。但由于生產(chǎn)不足,尚不能滿足市場(chǎng)的需要。
1.2.2 國(guó)外
電梯發(fā)展較早，1854年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會(huì)上，美國(guó)人伊萊沙·格雷夫斯·奧的斯第一次向世人展示了他的發(fā)明－歷史上第一部安全升降梯（如圖1-1）。從那以后，升降梯在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。以?shī)W的斯的名字而命名的電梯公司也開始了她輝煌的旅程。150年以來，她已經(jīng)發(fā)展成為世界、亞洲和中國(guó)領(lǐng)先的電梯公司。
電梯的材質(zhì)由黑白到彩色，樣式由直式到斜式，在操縱控制方面更是步步出新－手柄開關(guān)操縱，按鈕控制，信號(hào)控制，集選控制、人機(jī)對(duì)話等，多臺(tái)電梯還出現(xiàn)了并聯(lián)控制，智能群控；雙層轎箱電梯展示出節(jié)省井道空間，提升運(yùn)輸能力的優(yōu)勢(shì)，變速式自動(dòng)人行道扶梯大大節(jié)省了行人的時(shí)間；不同外形的扇形、三角形、半棱形、圓形觀光電梯則使身處其中的乘客的視線不再封閉。
圖1-1歷史上第一部安全升降梯
1.3液壓電梯和立體車庫(kù)組合機(jī)構(gòu)圖
圖1-2組合圖
第二章 立體車庫(kù)的總體設(shè)計(jì)方案
目前，立體車庫(kù)主要有以下幾種形式：升降橫移式、垂直循環(huán)式、簡(jiǎn)易升降式、垂直升降式、平面移動(dòng)式、巷道堆垛式。而在中國(guó)使用較多的是升降橫移式立體車庫(kù)和簡(jiǎn)易升降式車庫(kù)，升降橫移式立體車庫(kù)具有存取車快捷便利，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。而簡(jiǎn)易升降式車庫(kù)所能停車輛數(shù)量較少不適合較大規(guī)模應(yīng)用，無法滿足較大空間的大規(guī)模布置。所以選擇升降橫移式立體車庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
如圖2.1 所示為升降橫移式立體車庫(kù)示意圖。
圖2.1 升降橫移式立體車庫(kù)示意圖
2.1 立體車庫(kù)提升方式的選擇
升降橫移立體車庫(kù)的提升方式有六種：
（1）鋼絲繩式提升型式
（2）鏈條式提升型式
（3）液壓式提升型式
（4）螺桿式提升型式
（5）液壓馬達(dá)、鋼絲繩組合提升型式
（6）鏈條、鋼絲繩組合提升型式
而車庫(kù)選用液壓馬達(dá)、鋼絲繩組合提升型式，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、響應(yīng)速度快、低速平穩(wěn)性好，并且產(chǎn)生噪音低，其升降傳動(dòng)方式如圖2.3 所示 圖2.2 立體車庫(kù)提升裝置示意圖
而車庫(kù)橫移傳動(dòng)方式也可選用液壓馬達(dá)帶動(dòng)導(dǎo)輪進(jìn)行傳動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)是可與升降系統(tǒng)使用同一液壓泵減少了系統(tǒng)的占用空間。
2.2 立體車庫(kù)的其他部件
立體車庫(kù)的其他部件還包括載車板，安全系統(tǒng)，橫移系統(tǒng)，橫移系統(tǒng)，控制系統(tǒng)等。
載車板是用于車輛停放以及移動(dòng)升降車輛的載體，所以載車板設(shè)計(jì)必須穩(wěn)定安全便于用戶停放車輛。而載車板按照其結(jié)構(gòu)形式可分為兩種，一種是拼裝式一種是整體式[11]。拼裝式載車板主要使用普通鋼板彎折成形，載車板面板使用波浪板沖壓成形，并用螺栓固定。整體式載車板使用防滑花紋鋼板焊接在加強(qiáng)筋上而成。由于整體式載車板加工方便快捷，穩(wěn)定安全性高。所以車庫(kù)設(shè)計(jì)中使用整體式載車板。
安全系統(tǒng)是用于防止上層車輛和載車板墜落砸壞下層車輛或砸傷駕駛員的重要車庫(kù)組成部分。上層載車板安全系統(tǒng)可分為防墜鉤和防墜架。其中防墜鉤安裝于上層載車板上當(dāng)上層載車板到位后防墜鉤固定住載車板來實(shí)現(xiàn)防墜目地。而防墜架安裝固定在下層載車板上，但體積較大不便于用戶在下層停放車輛。經(jīng)過上述分析選擇防墜鉤進(jìn)行對(duì)車輛人員的安全防護(hù)。
橫移系統(tǒng)是用于底層車位橫移的主要部件?？刂葡到y(tǒng)是控制車輛移動(dòng)的系統(tǒng)。
2.3 立體車庫(kù)的設(shè)計(jì)參數(shù)
停車位設(shè)計(jì)最大尺寸5200mm×2250mm×1600mm；
最大停車質(zhì)量為1800kg；
車庫(kù)共兩層上成層可停放3輛車，下層可停放2輛車，車庫(kù)使用PLC進(jìn)行控制；
車庫(kù)載車板提升時(shí)間 10s；
下層載車板橫移時(shí)間 10s。
2.4 立體車庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求
立體車庫(kù)主體框架鋼結(jié)構(gòu)由前、后支撐柱，前、后橫梁，縱梁等組成。傳動(dòng)系統(tǒng)安裝在主體框架的縱梁與后立柱上，包含液壓缸，傳動(dòng)的鏈條鏈輪，鏈條張緊裝置和鋼絲繩。載車板與鋼絲繩相連進(jìn)行提升，而下層載車板通過電機(jī)和導(dǎo)軌進(jìn)行橫移。立體車庫(kù)必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，才能安全穩(wěn)定工作。升降橫移式立體車庫(kù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：主體框架、傳動(dòng)系統(tǒng)、載車板及安全防護(hù)裝置。
第三章 液壓電梯設(shè)計(jì)方案論證
當(dāng)今世界，作為一種交通運(yùn)輸上縣的電梯，其生產(chǎn)情況和使用數(shù)量已成為衡量一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代程度的標(biāo)志之一，是現(xiàn)代都市建筑中不可缺少的升降設(shè)備。
隨著電梯功能和用途越來越廣泛。其分類也越來越細(xì)。如果根據(jù)電梯傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式的不同，目前應(yīng)用最為廣泛的電梯可分為兩大類：一種是曳引電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的曳引電梯；另一種是液壓傳動(dòng)的液壓電梯。對(duì)于前者，電梯轎廂的升降靠鋼絲繩與曳引輪槽之間產(chǎn)生的摩擦力驅(qū)動(dòng)。對(duì)于后者，利用油缸直頂支撐轎廂，或者側(cè)置支撐轎廂（需要借助鋼絲繩通過滑輪組與轎廂連接），通過油缸柱塞桿的伸縮來驅(qū)動(dòng)轎廂的升降。
3.1 剪叉液壓電梯
剪叉式升降機(jī)是用途廣泛的高空作業(yè)專用設(shè)備。它的剪叉機(jī)械結(jié)構(gòu)，使升降臺(tái)起升有較高的穩(wěn)定性，寬大的作業(yè)平臺(tái)和較高的承載能力，使高空作業(yè)范圍更大、并適合多人同時(shí)作業(yè)。它使高空作業(yè)效率更高，安全更保障。
3.1.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
1、液壓剪叉升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)緊湊。
2、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小、頻響快。
3、傳遞功率大、易于操作等優(yōu)點(diǎn)。
4、安全性高，即使斷管，液壓系統(tǒng)沒有安全自鎖的情況下，也是慢速下降。
3.1.2 工作原理
所謂剪叉液壓電梯，就是以液壓系統(tǒng)為動(dòng)力源，通過剪叉驅(qū)動(dòng)升降臺(tái)實(shí)現(xiàn)上升下降的，突出的特點(diǎn)：由于剪叉有放大作用，因此所占空間小，臺(tái)架結(jié)構(gòu)輕便，一般不需配重，運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲小，它主要用于升降樂池和會(huì)議中心兼顧小型演出的主席臺(tái)等。（如圖3-1）
圖3-1剪叉液壓電梯
3.2 直升式液壓電梯
3.2.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
通過液壓缸伸縮直接驅(qū)動(dòng)平臺(tái)升降
3.2.2工作原理
(1)升降機(jī)上升 當(dāng)按下起動(dòng)按鈕，電磁閥1YA通電時(shí)，進(jìn)油路為泵l→換向閥左位→調(diào)速閥4 →液控單向閥5 →快換管接頭6 →伸縮缸7，此時(shí)液壓缸推動(dòng)站人平臺(tái)上升，其上升速度可調(diào)；
(2)升降機(jī)下降當(dāng)2YA通電時(shí)，控制油路為泵l →換向閥右位→液控單向閥的控制油口，打開單向閥后，泵1的壓力油經(jīng)溢流閥8回油箱。而在液壓缸7內(nèi)的油在平臺(tái)自重的作用下經(jīng)快換管接頭6 →液控單向閥5→單向閥3 →換向閥右位回油箱，此時(shí)站人平臺(tái)快速下降；（如圖3-2）
圖3-2 直升式液壓電梯
3.3 背簍式液壓電梯
3.3.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
承載能力大，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)控制，上下樓層互動(dòng)聯(lián)鎖；在特殊場(chǎng)合無需破壞地面，在二層樓面也可安裝；提升高度高，采用旁置油缸，耐用、產(chǎn)品壽命長(zhǎng)；頂層無需機(jī)房，只需底層4個(gè)平方空間即可解決；停電手動(dòng)下降、緊急停止按鈕，方便、快捷、實(shí)用；可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境定做，價(jià)格合理，經(jīng)濟(jì)實(shí)用；層門可貫通，廠房?jī)?nèi)外可相互戳開，方便、節(jié)省空間；室內(nèi)外都可安裝，特殊情況可附帶井架。（如圖3-3）
圖3-3背簍式液壓電梯
3.3.2工作原理
以液壓系統(tǒng)為動(dòng)力源，油缸牽引動(dòng)鋼絲繩從而帶動(dòng)滑輪組完成電梯升降。(如圖3-4)
圖3-4背簍式液壓電梯
3.4 結(jié)論及選定方案
一、剪叉式液壓電梯使用中的問題：
隨著上升高度的增加，重心位置隨之改變，升降機(jī)不穩(wěn)定，會(huì)有晃動(dòng)。
需要多個(gè)油缸或大型油缸來支持所上升的高度和重量，增加成本，大型油缸比較笨重不適合運(yùn)輸和安裝。
剪叉式電梯采用杠桿設(shè)計(jì)，連接方式為鉸鏈接，需要對(duì)各個(gè)鉸鏈接進(jìn)行受理分析，計(jì)算復(fù)雜。
運(yùn)行到高處，需要有保壓系統(tǒng)。
安裝時(shí)需要為底座預(yù)留比較大的空間，可能對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造成破壞，安裝維修十分不方便。
二、直升式液壓電梯使用中的問題：
1.需要多個(gè)油缸或大型油缸來支持所上升的高度和重量，增加成本，大型油缸比較笨重不適合運(yùn)輸和安裝。
2.安裝時(shí)需要為底座預(yù)留比較大的空間，可能對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造成破壞，安裝維修十分不方便。
3.油缸行程所需長(zhǎng)度過長(zhǎng)，造價(jià)高。
4.為保證電梯平衡問題，使用多油缸，但同步升降不能保證，影響平衡問題。
三、背簍式液壓電梯與其他的區(qū)別
1.背簍式的特點(diǎn)是縮短行程，可以達(dá)到以1m的液壓缸行程做到電梯的4m行程，而直升式電梯則無法做到縮短行程。
2.直升式電梯安裝時(shí)，需要為底座預(yù)留比較大的空間，可能對(duì)建筑環(huán)境造成破壞，安裝十分不方便，不適合以非底層作為起始層的電梯；而背簍式的電梯則可以做到。
3.電梯的載重為300Kg，背簍式的液壓缸的力需要1200Kg，但液壓驅(qū)動(dòng)可以輕易達(dá)到。
4.維修方式上比較容易。
3.4.1 選定方案
最佳方案—背簍式電梯
1.成本和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的平衡：
動(dòng)滑輪大大減少了行程長(zhǎng)度，節(jié)省了空間，液壓缸提供的強(qiáng)動(dòng)力又恰好能夠滿足前者對(duì)于動(dòng)力方面的苛刻要求，這種結(jié)構(gòu)用最節(jié)約的方式滿足了機(jī)械本體的運(yùn)動(dòng)需求
2.操作和維修：
主要的液壓驅(qū)動(dòng)裝置使用外置的方式，滑輪組和鋼絲繩使用標(biāo)準(zhǔn)件，便于檢修和更換。
3.回收與節(jié)能方面的優(yōu)勢(shì)：
鋼絲繩、滑輪、液壓缸、活塞、固定用螺栓螺母等等物品，均使用市場(chǎng)上現(xiàn)有的產(chǎn)品，鋼號(hào)分類清楚，結(jié)合簡(jiǎn)單，拆卸方便，利于回收處理。液壓電梯下行時(shí), 靠自重產(chǎn)生的壓力驅(qū)動(dòng),大幅度節(jié)能。
3.4.2 電梯總體布局
項(xiàng)目設(shè)計(jì)采取的方法:利用滑輪組（如圖3-5）
定滑輪：可以改變用力的方向
動(dòng)滑輪：一般都是利用其省力但浪費(fèi)力矩的特點(diǎn)上。但是反過來一樣可以利用。這里用的就是動(dòng)滑輪的兩倍力矩，可以有效的減小液壓缸的行程。
圖3-5 滑輪組原理圖
實(shí)施方案：
選擇液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，液壓缸的行程選擇0.5米左右。通過第一組滑輪組，使得行程達(dá)到1米，再通過第二個(gè)滑輪組，使行程達(dá)到2米。按照這種方法選擇合適的滑輪組數(shù)量。
選取鋼絲繩配合滑輪組的使用。
其特點(diǎn)是：強(qiáng)度高、自重輕、工作平穩(wěn)、不易驟然整根折斷，工作可靠
第四章 立體車庫(kù)主體框架設(shè)計(jì)
立體車庫(kù)主體框架在車庫(kù)穩(wěn)定和安全中起著很大作用，是車庫(kù)的基礎(chǔ)要進(jìn)行詳細(xì)的校核。
4.1 立體車庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
立體車庫(kù)一般主要以鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土為主，在升降橫移式車庫(kù)中可選用鋼架結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土。鋼架結(jié)構(gòu)與其它建筑結(jié)構(gòu)相比，具有可靠性高，材料的強(qiáng)度高，鋼結(jié)構(gòu)自重小，材料的塑性和韌性好，鋼結(jié)構(gòu)制造簡(jiǎn)便，施工工期短等優(yōu)點(diǎn)。而使用鋼筋混凝土建設(shè)車庫(kù)，建設(shè)周期過長(zhǎng)同時(shí)也無法滿足其精度要求。由于立體車庫(kù)對(duì)其結(jié)構(gòu)精度要求比較高，所以選用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。如圖4.1 所示立體車庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)框架圖，包括前后支撐柱，縱梁和橫梁。
圖4.1 立體車庫(kù)的框架原理圖
4.1.1 支撐柱設(shè)計(jì)
1．支撐柱受力分析
車庫(kù)停放車輛最大質(zhì)量為1800kg，
其車輛前后輪載荷以3: 2分布進(jìn)行計(jì)算；
載車板質(zhì)量為約為600kg；
每個(gè)車位滿載為2400kg；
圖4.2 立體車庫(kù)的支撐柱受力圖
當(dāng)車庫(kù)空載時(shí)支撐柱的受力如圖4.2 所示：
（4.1）
式（4.1）為車庫(kù)受力計(jì)算；
其中為前支撐柱所受的力；
其中為前支撐柱所受的力。
當(dāng)車庫(kù)滿載時(shí)支撐柱的受力：
（4.2） （4.3）
式（4.2）（4.3）為車庫(kù)受力計(jì)算。
，所以對(duì)前支撐柱進(jìn)行校核。
由于支撐柱主要受壓應(yīng)力和剪切力作用，而支撐柱受剪切力影響較小，所以主要對(duì)支撐柱的壓應(yīng)力進(jìn)行校核和穩(wěn)定性分析。
2．支撐柱的材料選擇和校核
根據(jù)《材料力學(xué)》附錄Ⅱ表4，選用20a熱軋工字鋼（GB 706—88），材料使用Q235A；
圖4.3 20a熱軋鋼示意圖
20a熱軋工字鋼參數(shù)：
屈服極限；
彈性模量；
比例極限；
抗拉強(qiáng)度 ；
高度 h=200mm；
腿寬度 b=100mm；
腰厚度 d=7mm；
橫截面積 W=35.578cm2；
慣性矩 ，；
截面系數(shù) ，；
慣性半徑 ，；
；
支撐柱屈服強(qiáng)度校核：
； （4.4）
式（4.4）為支撐柱屈服強(qiáng)度公式。
支撐柱屈服強(qiáng)度遠(yuǎn)大于7.08Mpa，所以符合屈服強(qiáng)度要求。
支撐柱的穩(wěn)定性校核：
壓桿的長(zhǎng)度因數(shù)，由于壓桿的約束條件是一端固定一端自由，所以；
慣性半徑；
支撐柱長(zhǎng)度 ；
支撐柱的柔度：
（4.5） （4.6）
式（4.5）（4.6）為支撐柱的柔度計(jì)算公式。
根據(jù)《材料力學(xué)》表9.2：
,；
（4.7）
式（4.7）為直線公式的最小柔度計(jì)算公式。
支撐柱的柔度大于和，，則前立柱屬于細(xì)長(zhǎng)桿，應(yīng)按歐拉公式計(jì)算臨界載荷。
立柱的工作載荷；
由歐拉公式求得臨界壓力；
金屬結(jié)構(gòu)中的壓桿安全系數(shù)
（4.8）
式（4.8）為臨界壓力計(jì)算公式。
前支撐柱的穩(wěn)定安全系數(shù)
（4.9）
式（4.9）安全系數(shù)計(jì)算公式。
所以滿足穩(wěn)定要求。
4.1.2 橫梁受力分析
橫梁主要受載車板和汽車重量所產(chǎn)生的拉應(yīng)力和彎曲應(yīng)力作用，根據(jù)《材料力學(xué)》附錄Ⅱ表4，選用20a熱軋工字鋼（GB 706—88），材料使用Q235A
圖4.4 橫梁圖
圖4.4 橫梁圖紙所示其總長(zhǎng)度為，縱梁以的間距分別連接與橫梁上，通過螺栓進(jìn)行連接。對(duì)橫梁進(jìn)行受力分析，并繪制受力簡(jiǎn)化圖，如圖3.6 所示。
圖4.5 橫梁受力分析圖
根據(jù)圖4.5 所示由靜力平衡方程式求出A,B兩點(diǎn)處的支反力和：
前橫梁受力：
（4.10）
式（4.10）為前橫梁受力計(jì)算公式。
后橫梁受力：
（4.11）
式（4.11）為后橫梁受力計(jì)算公式。
由于前橫梁所受的力大于后橫梁所受的力，所以對(duì)前橫梁進(jìn)行校核。
（4.12）
式（4.12）為AB兩點(diǎn)支反力計(jì)算公式。
四個(gè)集中力作用在截面上的彎矩分別為
，;
（4.13）
式（4.13）為橫梁彎矩計(jì)算公式。
從圖中可得最大彎矩
;
（4.14）
式（4.14）為橫梁彎曲許用應(yīng)力計(jì)算公式。
符合彎曲許用應(yīng)力條件。
校核梁的切應(yīng)力
查表得；。
由剪力圖得：
,代入切應(yīng)力強(qiáng)度條件，
（4.15）
式（4.15）為橫梁切許用應(yīng)力計(jì)算公式。
進(jìn)過校核橫梁滿足正應(yīng)力和切應(yīng)力強(qiáng)度條件。
4.1.3 縱梁受力分析
根據(jù)《材料力學(xué)》附錄Ⅱ表4，選用20a熱軋工字鋼（GB 706—88），材料使用Q235A；
圖4.6 縱梁圖
如圖4.6 所示縱梁圖紙，縱梁長(zhǎng)度為，其固定點(diǎn)的間距為，固定點(diǎn)離縱梁兩端分被為。縱梁主要受載車板和汽車重量所產(chǎn)生的拉應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，對(duì)縱梁進(jìn)行受力分析，并繪制受力簡(jiǎn)化圖如圖4.7 所示。
圖4.7 橫梁受力分析圖
由靜力平衡方程式求出A,B兩點(diǎn)處的支反力和：
左右縱梁：
；
中間縱梁
（4.16）
式（4.16）為縱梁受力計(jì)算公式。
由于中間縱梁所受的力大于左右縱梁所受的力，所以對(duì)中間縱梁進(jìn)行校核。
;
（4.17）
式（4.17）為AB兩點(diǎn)的支反力計(jì)算公式。
四個(gè)集中力作用在截面上的彎矩分別為
，;
（4.18）
式（4.18）為縱梁彎矩計(jì)算公式。
從圖中可得最大彎矩
；
（4.19）
式（4.19）為縱梁彎許用應(yīng)力計(jì)算公式。
符合彎曲許用應(yīng)力條件。
校橫梁的切應(yīng)力：
查表得；
；
由剪力圖,代入切應(yīng)力強(qiáng)度條件，
（4.20）
式（4.20）為縱梁切應(yīng)力計(jì)算公式。
所以橫梁滿足正應(yīng)力和切應(yīng)力強(qiáng)度條件。
4.2 載車板受力分析校核
根據(jù)《材料力學(xué)》附錄Ⅱ表4，選用14b熱軋槽鋼（GB 706—88），材料使用Q235A；
如圖4.8 所示，載車板的總長(zhǎng)度為5.5m,而載車板受到力為,受力的長(zhǎng)度為。對(duì)載車板進(jìn)行彎曲變形校核。
圖4.8 載車板圖紙
對(duì)載車板受力分析，如圖4.9 所示：
圖4.9 橫梁受力分析圖
上層載車板使用鋼絲進(jìn)行固定升降，其載重后不能變形過大，否則會(huì)影響其正常運(yùn)行，對(duì)車輛安全產(chǎn)生影響。所以對(duì)載車板進(jìn)行校核。
根據(jù)材料力學(xué)書，
撓曲方程為：
（4.21）
式（4.21）為撓曲計(jì)算公式。
最大撓度為：
（4.22）
式（4.22）為最大撓曲計(jì)算公式。
其中彈性模量；
慣性矩 ，，；
受力長(zhǎng)度；
計(jì)算得：
；
經(jīng)校核后載車板的變形量?jī)H為，滿足要求。
載車板的強(qiáng)度校核：
載車板共使用4根相同的熱軋槽鋼
（4.23）
式（4.23）為彎矩計(jì)算公式。
查材料力學(xué)附錄表3，
最大應(yīng)力為：
（4.24）
式（4.24）為載車板強(qiáng)度校核計(jì)算公式。
所以載車板使用14b熱軋槽鋼滿足強(qiáng)度要求， 同時(shí)也滿足撓度要求。
第五章 液壓電梯的校核
5.1電梯受力計(jì)算分析：
由牛頓第二定律：= （公式5-1）
式中：a為加速度，單位：
m為質(zhì)量，單位：kg
由公式5-1可得合力
（公式5-2）
式中：a為加速度，單位：
為初速度，單位：m/s,
為末速度，單位：m/s,
S為位移，單位：m
已知：加速度a=0.1，速度V=0.2m/s,
質(zhì)量m=400kg（包含自身重量100kg），
總行程L=3000mm，總高度3380mm
電梯連接點(diǎn)到頂端滑輪的水平距離為50mm
由公式5-2計(jì)算：
則加速距離為200mm，同理可得減速距離也等于200mm
則tanA=距頂端距離 （鋼絲繩連接點(diǎn)到頂端滑輪水平距離）
電梯總體受力簡(jiǎn)圖如圖5-1所示
圖5-1電梯受力簡(jiǎn)圖
受力分析如下
加速上升過程中：
由公式5-1可得豎直方向受力：
==-f-G （公式5-3）
由圖5-1受力簡(jiǎn)圖得水平方向受力：
+= （公式5-4）
摩擦力：
f=（+）·μ+·μ （公式5-5）
由公式5-4和公式5-5得：
f=2··μ
將此式代入公式5-3中
已知：m=400kg 、 、G=3920N、μ=0.1
由公式計(jì)算得： m·a=-2··μ-G
則： =3960+0.2· （公式5-6）
以圖5-1中重力點(diǎn)為研究點(diǎn)，將、、分解列轉(zhuǎn)矩方程∑=0
支持力分解過程如下圖3-6所示：
圖5-2 支持力N2分解過程
通過比例可得：
則：X=
、分解過程如下圖5-3、圖5-4所示：
圖5-3 F1分解過程
通過比例可得：
則：Y=
圖5-4 F2分解過程
通過比例可得：
則：Z=
通過受力分析得到：
X=、Y=、Z=
以重力端為研究點(diǎn)，順時(shí)針為負(fù)，逆時(shí)針為正，∑=0：
則：-X·+Y·-Z·-f·350-f·=0
由公式5-4、公式5-5帶入
得：=71.2 （公式5-7）
由公式5-6得：
=3971N，=55.77N
式中：L為距頂端的豎直距離，單位：m
則：=
式中：L的變化范圍為（3.1~2.9）m
由公式5-4得：
=-
則：=55.77-
式中：L的變化范圍為（3.1~2.9）m
勻速上升過程：
由公式5-3、公式5-5、公式5-6、公式5-7得：
F2=
式中：L的變化范圍為（2.9~0.3）m
則：=3921-
式中：L的變化范圍為（2.9~0.3）m
減速上升過程中：
由公式5-3、公式5-5、公式5-6、公式5-7得：
F2=
式中：L的變化范圍為（0.3~0.1）m
=-=3871-
式中：L的變化范圍為（0.3~0.1）m
以下為各力在電梯上升過程中的變化：
5.2 滾輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
5.2.1 滾輪軸的計(jì)算
圖5-5 滾輪軸
單個(gè)輪最大受力為：
（公式5-8）
式中：F為受力，單位：N
L為到作用點(diǎn)距離：m
由公式得：
根據(jù)抗彎截面系數(shù)公式： （公式5-9）
式中：π為圓周率
D為直徑，單位為m
由此公式得：
根據(jù)許用正應(yīng)力公式： （公式5-10）
式中：為轉(zhuǎn)矩，單位N·m
為抗彎矩界面系數(shù)
電梯半軸材料選取45號(hào)鋼，上式計(jì)算結(jié)果小于45號(hào)鋼的最大許用應(yīng)力235Mpa，所以半軸直徑D設(shè)計(jì)尺寸符合要求。
5.2.2 滾輪軸的彎矩圖
圖5-6彎矩圖
5.3 定滑輪軸的計(jì)算、校核
5.3.1 定滑輪軸的計(jì)算
圖5-7 定滑輪軸
根據(jù)公式5-8得：
根據(jù)公式5-9得：
根據(jù)公式3-10得
電梯頂端定滑輪軸材料選取45號(hào)鋼，上式計(jì)算結(jié)果小于45號(hào)鋼的最大許用應(yīng)力235Mpa，所以半軸直徑D設(shè)計(jì)尺寸符合要求。
5.3.2 定滑輪軸的剪力彎矩圖
剪力彎矩圖
M
F=3791N
M=89.34N·m
圖5-8 剪力彎矩圖
5.4 鋼絲繩直徑的選擇
表1 電梯用鋼絲繩的尺寸規(guī)格： 單位：mm
鋼絲繩結(jié)構(gòu)
公差直徑
6×19S+NF
6,8,10,11,13,16,19,22
8×19S+NF
8,10,11,13,16,19,22
圖5-9 鋼絲繩示意圖
鋼絲繩1號(hào)：
根據(jù)公式：（公式5-11）
K為安全系數(shù)
F為鋼絲繩的破斷力，單位N
D為電梯用鋼絲繩的直徑，單位mm
由公式得：1號(hào)鋼絲繩結(jié)果為：
選擇鋼絲繩直徑為：mm
鋼絲繩2號(hào)：
根據(jù)公式3-11：
K為安全系數(shù)
F為鋼絲繩的破斷力，單位N
D為電梯用鋼絲繩的直徑，單位mm
由公式得：2號(hào)鋼絲繩結(jié)果為：mm
選擇鋼絲繩直徑為：mm
第六章 立體車庫(kù)的傳動(dòng)系統(tǒng)
立體車庫(kù)的傳動(dòng)系統(tǒng)大多采用的是機(jī)械傳動(dòng)，而采用液壓傳動(dòng)的較少。液壓傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)相比較而言有較多優(yōu)點(diǎn)。自動(dòng)車庫(kù)中液壓傳動(dòng)最大的優(yōu)點(diǎn)是噪聲小，工作較平穩(wěn)，單位體積重量輕，易于進(jìn)行自動(dòng)化控制。在如今人們注重居住舒適情況下，液壓傳動(dòng)對(duì)立體車庫(kù)噪聲的減小有很大幫助，這可以使液壓電梯與立體車庫(kù)組合有更大的應(yīng)用空間。因此，在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家液壓電梯與立體車庫(kù)組合已向液壓傳動(dòng)方式發(fā)展。
6.1 上層載車板提升裝置設(shè)計(jì)
上層載車板是使車輛從地面提升到上層并提供安全穩(wěn)定的停車空間的重要提升裝置。所以上層載車板選用卷筒，導(dǎo)輪，鋼絲繩和液壓馬達(dá)來完成一系列提升運(yùn)動(dòng)。
6.1.1 升降傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
升降系統(tǒng)安裝車庫(kù)的頂部，卷筒，液壓馬達(dá)和傳動(dòng)軸安裝在后橫梁上，導(dǎo)輪安裝在縱梁上。
根據(jù)設(shè)計(jì)需要選擇卷筒，根據(jù)起重設(shè)計(jì)手冊(cè)選取T153卷同組，其參數(shù)為，最大提升高度為,起重量為,其配套選用的鋼繩直徑為。載車板提升時(shí)需要導(dǎo)輪和卷筒組共同運(yùn)動(dòng)才能完成。
如圖6.1所示：
圖6.1 提升機(jī)工作原理
計(jì)算作用在卷筒上的力；
卷筒受到汽車重量載車板重量之外，還受到導(dǎo)輪所產(chǎn)生的摩擦力。其鋼繩與導(dǎo)輪之間的摩擦系數(shù)。
故有
（6.1）
式（6.1）為卷筒組受力計(jì)算公式，
式中為液壓馬達(dá)所受的力。
所以液壓馬達(dá)所受力為28800N，根據(jù)液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)表確定液壓驅(qū)動(dòng)的壓力為。
根據(jù)液壓氣壓傳動(dòng)與控制，液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，噪音和流量脈動(dòng)小，適用于負(fù)載扭矩不大，速度平穩(wěn)性和噪聲要求較高的場(chǎng)合。所以選擇葉片液壓馬達(dá)。液壓馬達(dá)基本參數(shù)為：排量，轉(zhuǎn)速，輸出扭矩。液壓馬達(dá)出油口為與進(jìn)油口的壓力為其壓力差為，所以液壓馬達(dá)可將油直接流回油箱。
由于升降系統(tǒng)采用葉片式液壓馬達(dá)，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)恒速升降。載車板離地高度為，液壓系統(tǒng)在10秒內(nèi)完成升（降）過程；
故速度應(yīng)大于
（6.2）
式（6.2）為載車板速度計(jì)算公式。
取速度；由于載車板與鋼絲繩相連，鋼絲繩與卷筒相連，故卷筒的線速度也為；
卷筒的角速度：
（6.3）
式（6.3）為卷筒的角速度計(jì)算公式。
卷筒的轉(zhuǎn)速；
（6.4）
式（6.4）為卷筒的轉(zhuǎn)速計(jì)算公式。
液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速為，傳動(dòng)系統(tǒng)采用鏈輪傳動(dòng)，其傳動(dòng)系數(shù)；
液壓馬達(dá)的流量為：
（6.5）
式（6.5）為液壓馬達(dá)的流量計(jì)算公式。
由于液壓系統(tǒng)管路布置的不確定性，整個(gè)液壓回路損失大約為，流量損失約為；
所以：
；
；
根據(jù)上述數(shù)據(jù)選擇液壓泵，其流量為，，轉(zhuǎn)速。由于液壓泵無法將電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)完全轉(zhuǎn)化，所以液壓泵的效率取，根據(jù)上述數(shù)據(jù)對(duì)液壓泵電動(dòng)機(jī)進(jìn)行選型：
（6.6）
式（6.6）為液壓馬達(dá)的功率計(jì)算公式。
根據(jù)所需轉(zhuǎn)速和功率選擇電動(dòng)機(jī)；
查機(jī)械手冊(cè)選擇型電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)額度功率為，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為。
6.1.2 升降液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
根據(jù)上述參數(shù)設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)回路，每次車庫(kù)只能有一輛車做升降運(yùn)動(dòng)，升降完成后控制系統(tǒng)才能進(jìn)行其它運(yùn)動(dòng)。
如圖6.2所示：1為過濾器，2為液壓泵，3為可調(diào)節(jié)流閥，4為直動(dòng)式溢流閥，11為液壓表；
5，7，9為三位四通電磁閥；
6，8，10為液壓馬達(dá)；
1YA,2YA為5號(hào)三位四通電磁閥的兩個(gè)電磁閥；
3YA,4YA為7號(hào)三位四通電磁閥的兩個(gè)電磁閥；
5YA,6YA為9號(hào)三位四通電磁閥的兩個(gè)電磁閥；
圖6.2 提液壓系統(tǒng)工作原理圖
表6-1 電磁閥動(dòng)作順序表
動(dòng)作
1YA
2YA
3YA
4YA
5YA
6YA
1號(hào)載車板上升
+
—
—
—
—
—
1號(hào)載車板下降
—
+
—
—
—
—
2號(hào)載車板上升
—
—
+
—
—
—
2號(hào)載車板下降
—
—
—
+
—
—
3號(hào)載車板上升
—
—
—
—
+
—
3號(hào)載車板下降
—
—
—
—
—
+
表6-1為液壓電梯與立體車庫(kù)組合液壓系統(tǒng)的電磁閥動(dòng)作順序表，其中加號(hào)為得電，減號(hào)為失電。
6.1.3 升降液壓系統(tǒng)鏈輪設(shè)計(jì)
上層載車板通過傳動(dòng)軸提升汽車，而液壓馬達(dá)通過鏈輪與傳動(dòng)軸連接。為了保證其傳動(dòng)的穩(wěn)定和安全性，對(duì)鏈輪進(jìn)行選擇校核。
由于傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為，遠(yuǎn)小于，其鏈傳動(dòng)為低速鏈傳動(dòng)。鏈輪抗拉靜力強(qiáng)度不夠易受破壞。所以根據(jù)機(jī)械手冊(cè)對(duì)鏈輪行抗拉靜力強(qiáng)度計(jì)算：
；
（6.7）
式（6.7）為抗拉靜力強(qiáng)度計(jì)算公式。
式（6.7）中為鏈的抗拉靜力強(qiáng)度的計(jì)算安全系數(shù)；
為單排鏈的極限拉伸載荷()；
為工作情況系數(shù)為1；
為離心力引起的拉力取0；
為垂直拉力；
為鏈的有效拉力系數(shù)1。
根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)選擇鏈號(hào)[16]；
初步選擇ISO鏈號(hào)為20A,其節(jié)距；
排距，單排抗拉載荷為。
根據(jù)式（6.7）為抗拉靜力強(qiáng)度計(jì)算公式；
；
其安全系數(shù)過小不符合要求。
重新選擇ISO鏈號(hào)為28B,其節(jié)距；
排距，單排抗拉載荷為。
根據(jù)式（6.7）抗拉靜力強(qiáng)度計(jì)算公式；
；
其安全系數(shù)大于6符合要求。
由于鏈速小于，；所以液壓馬達(dá)的鏈輪齒數(shù)取14齒，液壓馬達(dá)與傳動(dòng)系數(shù)；取傳動(dòng)軸參數(shù)為7，傳動(dòng)鏈輪確定。
計(jì)算鏈輪的分度圓直徑：
（6.8）
式（6.8）為鏈輪的分度圓直徑計(jì)算公式；
其中為鏈輪節(jié)距。
根據(jù)式（6.8）鏈輪的分度圓直徑計(jì)算公式；
；
；
液壓馬達(dá)鏈輪分度圓直徑；
液壓馬達(dá)鏈輪分度圓直徑。
6.1.4 升降液壓系統(tǒng)傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)
上層載車板通過傳動(dòng)軸提升汽車，傳動(dòng)軸要承受載車板和汽車的所有重量，所以對(duì)傳動(dòng)軸要求較高。
傳動(dòng)軸選用的無縫鋼管，無縫鋼管的厚度為；傳動(dòng)系統(tǒng)的卷筒和鏈輪都焊接在鋼管上，但必須焊接牢固。若焊接出現(xiàn)虛焊會(huì)使卷筒或鏈輪在運(yùn)動(dòng)中脫落，引起車輛掉落，造成嚴(yán)重的事故。焊接時(shí)也要保證卷筒，鏈輪與傳動(dòng)軸的同心度，若誤差較大會(huì)使鏈輪卷筒與傳動(dòng)軸的震動(dòng)加大，影響傳動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效果。
傳動(dòng)軸的長(zhǎng)度為，卷同組焊接在離傳動(dòng)軸端處，而鏈輪焊接在傳動(dòng)軸的中間部位。
對(duì)傳動(dòng)軸進(jìn)行受力分析：
如下圖6.3所示：
其中為卷筒直徑，為鏈輪分度圓直徑。
圖6.3 傳動(dòng)軸扭矩圖
（6.9）
式（6.9）為無縫鋼管壁厚計(jì)算公式。
其中；
為無縫鋼管直徑；
為液壓馬達(dá)的最大扭矩：
（6.10）
式（6.10）為鏈輪的扭矩計(jì)算公式。
將數(shù)據(jù)代入式（6.9）中；
；
經(jīng)校核選擇無縫鋼管，其壁厚為;選擇材料為45鋼。
6.2 橫移液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
下層載車板做橫向移動(dòng)，移動(dòng)距離為。載車板在地面的水平軌道上做恒速運(yùn)動(dòng)，載車板由分布在前后導(dǎo)輪的液壓馬達(dá)帶動(dòng)運(yùn)行。
載車板在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)只需克服導(dǎo)輪與導(dǎo)軌之間的最大摩擦力：
（6.11）
式（6.11）為摩擦力計(jì)算公式。
其中和分別為車輛和載車板重量；
為摩擦系數(shù)；
導(dǎo)輪直徑；
導(dǎo)輪所受的扭矩；
（6.12）
式（6.12）為導(dǎo)輪扭矩計(jì)算公式。
載車板運(yùn)動(dòng)速度；
（6.13）
式（6.13）為載車板速度計(jì)算公式。
導(dǎo)輪角速度；
（6.14）
式（6.14）為導(dǎo)輪角速度計(jì)算公式。
導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速；
（6.15）
式（6.15）為導(dǎo)輪速度計(jì)算公式。
液壓馬達(dá)的選型：
由液壓馬達(dá)的工作阻力查液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)確定工作壓力為。根據(jù)上述參數(shù)選擇葉片式液壓馬達(dá)，其轉(zhuǎn)速為，流量為。
由于液壓系統(tǒng)管路布置的不確定性，整個(gè)液壓回路損失大約為，流量損失約為；
所以：
；
；
其液壓原理圖與升降載車板原理相似，如下圖6.4所示：
圖6.4 下層載車板液壓原理圖
圖6.4中1為過濾器，2為液壓泵，3為可調(diào)節(jié)流閥，4為直動(dòng)式溢流閥，9為液壓表；
5，7為三位四通電磁閥，6，8為兩臺(tái)相同液壓馬達(dá)。
第七章 液壓電梯液壓油路設(shè)計(jì)
圖7-1 液壓系統(tǒng)原理圖
1—液壓缸2—兩位三通換向閥3—單向順序閥4—節(jié)流閥5—單向閥6—比例換向閥
7—單向閥8—液壓泵9—溢流閥10—液位計(jì)11—空氣濾清器12—濾油器
表7-2 液壓電梯電磁鐵動(dòng)作順序表
動(dòng)作程序
1Y
2Y
3Y
電梯上升
＋
—
—
電梯下降
—
＋
—
電梯急停
—
—
—
應(yīng)急狀態(tài)
—
—
＋
系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電梯上升、下降工作循環(huán)的工作原理圖：
（1） 電梯上升：按下上升按鈕，電磁鐵1Y得電，三位四通比例換向閥6左位工作，兩位三通電磁換向閥2左位工作，泵8向系統(tǒng)供油，輸出油經(jīng)過單向閥7、三位四通比例換向閥6、單向順序閥3、兩位三通電磁換向閥2，進(jìn)入液壓缸下腔。液壓缸上腔油液通過三位四通比例換向閥6排回油箱。
（2） 電梯下降：按下下降按鈕，電磁鐵2Y得電，三位四通比例換向閥6右位工作，兩位三通電磁換向閥2左位工作，泵8向系統(tǒng)供油，輸出油經(jīng)過單向閥7、三位四通比例換向閥6，進(jìn)入液壓缸下腔。液壓缸上腔油液通過兩位三通電磁換向閥2、單向順序閥3、三位四通比例換向閥6，排回油箱。
（3） 電梯急停：按下急停按鈕，電磁體全部處于失電狀態(tài)，兩位三通電磁換向閥2處于中位，三位四通比例換向閥6處于中位。泵8向系統(tǒng)供油，輸出油經(jīng)過溢流閥9排回油箱。
（4） 緊急狀態(tài)：斷電狀態(tài)下，應(yīng)急電源啟動(dòng)，電磁鐵3Y得電，兩位三通電磁換向閥2右位工作，三位四通比例換向閥6處于中位。在重力的影響下，液壓缸下腔油液通過兩位三通電磁換向閥2、節(jié)流閥4，一部分通過單向閥5進(jìn)入液壓缸上腔，另一部分則直接排回油箱。
圖7-1 二級(jí)背簍式液壓電梯油源圖
第八章 結(jié)論與展望
8.1結(jié)論
大學(xué)期間最后的畢業(yè)設(shè)計(jì)就快結(jié)束了，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是過去四年所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)、專業(yè)理論知識(shí)等知識(shí)綜合應(yīng)用，也是踏上社會(huì)和工作崗位的最后一次試煉。
通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到做任何事都必須耐心、細(xì)致。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，不僅是對(duì)以前知識(shí)的復(fù)習(xí)，也從中學(xué)到其他的專業(yè)知識(shí)。讓我對(duì)自己所設(shè)計(jì)的液壓電梯與立體車庫(kù)組合有了十分詳細(xì)的認(rèn)識(shí)，也進(jìn)一步對(duì)其設(shè)計(jì)要點(diǎn)有了自己的認(rèn)識(shí)。本次液壓電梯與立體車庫(kù)組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅僅是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)校核，也設(shè)計(jì)了車庫(kù)的液壓系統(tǒng)，詳細(xì)介紹了液壓系統(tǒng)的工作原理。
8.2不足之處及未來展望
畢業(yè)設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的立體車庫(kù)，在快速發(fā)展的中國(guó)有很大的應(yīng)用前景。但立體車庫(kù)目前在我國(guó)應(yīng)用還較少，它的設(shè)計(jì)水平、經(jīng)濟(jì)價(jià)值還有待于完善和開發(fā)，但我國(guó)市場(chǎng)大量需要低價(jià)格的機(jī)械停車設(shè)備。這也使立體車庫(kù)結(jié)構(gòu)向更加簡(jiǎn)潔緊湊的方向發(fā)展。但本文所設(shè)計(jì)的立體車庫(kù)還有較多的方面有待優(yōu)化，使其結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單。
在未來液壓電梯與立體車庫(kù)組合還是有很大的市場(chǎng)空間，只要與時(shí)俱進(jìn)發(fā)展更加先進(jìn)自動(dòng)的車庫(kù)，這一項(xiàng)目才能滿足未來的要求。
致 謝
畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們大四學(xué)生的一次綜合考驗(yàn)，是對(duì)我們四年學(xué)習(xí)任務(wù)的考察，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我們不但可以跟老師學(xué)習(xí)新的知識(shí)，還能拓寬我們的視野，對(duì)以往學(xué)過的內(nèi)容也起到復(fù)習(xí)的作用。
在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，指導(dǎo)老師給了我極大的幫助，從論文的選題到設(shè)計(jì)，導(dǎo)師自始至終都給予嚴(yán)格而細(xì)致的指導(dǎo)，他們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣。
與此同時(shí)還要感謝跟我一組的同學(xué)們，他們的支持也給予了我很大的幫助，同學(xué)們之間經(jīng)常探討一些問題，也讓我在此次設(shè)計(jì)中學(xué)到更多的專業(yè)知識(shí)。
參考文獻(xiàn)
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[2] Zhuoran Zhang, Zhe Mao, Hail
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