橫移式立體停車庫的設計與實現

王健

青島茂源停車設備制造有限公司 山東省青島市 266000

1 引言

隨著當前社會經濟的發展，城市的規模化發展，以及人口密度的極具上升，小汽車的數量也隨之呈現大幅度的增加，停車困難將是一個日益突出的問題。如何利用有限的空間實現最大限度的停車將是一個很棘手的問題，而垂直空間的有效利用將是一個解決問題的手段，多層立體停車進入了人們的視野，目前廣泛存在的立體停車有七類：平面移動類、垂直升降類、水平循環類、多層循環類、垂直循環類、升降橫移類和巷道式堆垛類。

在以上的七類立體停車類型中，本文以升降式橫移類（PSH）立體停車最為有效和應用最為廣泛，在實現立體停車過程中是以升降或橫移方法實現車輛的存取設備稱為升降橫移類停車庫。自從1986年英國獨立制造的第一座自動化立體停車的投入使用，立體停車概念已發展了幾十年，我國為此也進行了大量的研究，中國從90年代開始對立體停車設備的研究，由此立體停車庫便逐漸走入人們的生活。

2 立體停車工作原理

關于升降式橫移立體停車庫，很多工作者對此進行了大量的研究，根據橫移式立體車庫的類型可以分為二層升降橫移式立體車庫、三層橫移式立體車庫以及四層橫移式立體車庫等，在此主要以三層橫移式立體車庫為例介紹立體停車的工作原理。PSH-3三層橫移式車庫主要是以升降和橫移進行車輛的提取，這種停車設備所用到的輔助設備為升降橫移機械設備，此設備課分為鋼結構、載車板、控制系統、傳動系統和輔助安全防護部分。在立體車庫的每個停車位都有一個載車板實現車輛的停靠，以及實現車輛的升降和橫移方向的運動。當在實際的車輛停靠時，載車板先是通過橫移和升降，到達地面，車輛可以開進載車板，而后實現自動化的車輛停靠。

2.1 鋼結構

鋼結構作為橫移式立體停車庫的主體框架部分，主要作為支撐結構實現整體的良好運行。其設備結構應整理簡介且安全性極高，所使用功能的鋼材多以H型鋼為主，還有槽鋼和鋼板等，并以適量的螺栓結構作為連接件以及焊接等，必須滿足一定的強度和剛度要求，還可以在此基礎上實現一定的抗腐蝕和防銹的能力，使質量可靠安全。

2.2 載車板

載車板在其中具有核心的作用價值，一般載車板結構都是以鍍鋅板成型，配合高強度的螺栓進行連接，保證足夠的剛度和強度要求。對于載車板的類型也可分為全包裝式、簡易包裝式和半包裝等結構。

2.3 控制系統

控制系統部分主要的對象是橫移式小型電極和大電機實現在存取車時的左右和上下移動。以及相關的一些輔助設備的使用，如橫移時的位置確定和抗干擾措施，以免事故的發生。控制系統的所使用的PLC具有抗干擾性強和穩定性高的優點，且滿足系統使用中的高靈敏度和位置準確性要求。

2.4 傳動系統

另一部分是傳動系統，驅動系統包含減速機、鋼絲繩輔助結構、電動機和制動器等，在停車過程中主要通過鋼絲繩拖拽實現停車設備的移動，要求系統具有運行平穩和安全可靠。

2.5 輔助安全防護系統

作為立體停車，其可靠性要求非常嚴格，在此對于輔助安全防護系統的要求有斷電、斷相等保護，以及對于雜物的紅外線檢測設備，車輛升降和橫移運行中的定位和緊急制動裝置。

3 橫移式停車庫設計與實現

橫移式立體車庫在和傳統的車庫進行比較的時候，擁有天然的優勢，相比于傳統車庫，其空間使用效率提高80%-90%，大大的節省的城市日益金貴的土地資源。本文以三層橫移式停車庫為例進行研究，在此結構中，對于頂層的載車板結構只需要研究在空間上的上下升降移動，中層載車板需要研究上下和橫移，底層只需要研究橫移。在設計特點上，本三層結構的最主要優點就是平面的使用率和可根據需要實現二層或者四層的結構變化，在規模上具有一定的靈活性，應用范圍非常廣泛。

在設計中本結構需要有立柱、橫梁鋼結構組成，底層結構需要橫移的載車板，以及可實現升降的提升裝置，運轉平穩可靠的電動機驅動。對于各參數的設計和安全性校正如下所示：

3.1 立體車庫載車板相關參數

立柱需要為空心方鋼，其尺寸為200x200MM，厚度為8MM，質量約為30Kg/m。橫梁和縱梁所選用的是H型鋼結構，底層載車板結構為槽鋼和焊接結構。按照正常的車輛尺寸信息：5000x1850x1550mm，重為1800Kg，參照質量理論值計算得到鋼板的質量為260Kg。同樣方法計算接的槽鋼和等材料的具體信息，可得車載版的總體質量約為500Kg。

3.2 電機選用

選擇交流電動機，適用于不易燃易爆，無腐蝕性氣體的場合，和要求有較好啟動性能的機械。電動機主要包含升降式電機和橫移式電機，所需要的升降式電機主要通過鏈傳動來帶動載車板實現升降移動，在此根據載車板的質量信息和各部件的傳動效率（鏈傳動效率η=0.97，齒輪效率η=0.97，η=0.92，軸承效率η=0.99），在具體的使用過程中還需要考慮摩擦阻力和載荷的安全性系數，本文選用的電極為三相異步電動機JXJ231。

另一個電機為載車板實現橫移方向的移動，所需要的結構僅為鏈結構和滑輪，根據各種要求所選用的三相異步電動機為JXJ112。

3.3 鏈條和鏈輪設計

橫移式立體停車結構還需要一些運動輔助結構，如驅動力相關的鏈輪和鏈條結構，鏈傳動具有傳動特性和撓性結構要求，比一般的齒輪傳動結構更加的靈活，和可以實現大中心距的力傳動，對于傳動精度要求沒那么高的傳動鏈輪更加合適，而且具有相關的經濟性優勢。和摩擦型帶傳動相比，鏈傳動的平均傳動比準確；傳動效率高，并且能在惡劣環境條件下工作。鏈輪齒受力情況較好，承載能力較大，有一定的緩沖和減震性能，結構輕便。鏈傳動的應用范圍很廣，通常中心距較大，平均傳動比要求準確的傳動，環境惡劣的開式傳動等都可成功應用鏈傳動。鏈的使用壽命很大程度上取決于鏈的材料和其制造精度、熱處理等。鏈輪材料應能滿足強度和耐磨性的要求。鏈輪應用中碳鋼制造。因為小鏈輪的嚙合次數比大鏈輪多，所以對材料的要求也比大鏈輪高，本文的大鏈輪應用45#。

4 結語

本文針對城市愈加艱難的停車問題，為解決停車難和土地資源的有效性利用研究了橫移式立體停車庫的設計與實現方法。本文顯示針對立體停車的相關理論進行闡述，而后以三層橫移式立體停車系統為例研究具體的停車信息，將上、中、下三層分別討論，以及相關的一些輔助設備如載車板和驅動設備等進行研究，最后以實際的設計研究為例，驗證本方法的有效性，可為未來的立體停車提供可靠的參考和方向。