垂直升降立體車庫提升門改進設計

摘 要：車庫提升門是汽車進出停車設備的出入口，起到開啟和封閉門口的功能，提升門開啟是否順暢、開啟時間響應是否快速、結構是否簡單合理等直接影響到存取車的快慢及整體設備的功能。本文主要提出一種用于垂直升降立體車庫的剪式垂直提升門的改進設計，并對其功能原理、主要結構、結構特點、核心內容的選擇與計算等作以闡述。

關鍵詞：立體車庫；提升門；包角；配重；曳引輪

引言：隨著當今車輛的日益增多，各大中城市停車難的問題已日趨嚴峻，為充分利用土地資源，解決城市里的停車問題，同時需要操作簡單的自動化停車設備已成為社會共同關注的焦點。垂直升降類機械式停車設備（以下簡稱塔式庫），是一種占地面積少，容車位多，存取車方便快捷的一種停車設備。它是通過提升中間提升平臺，然后再把平臺上的汽車橫移到左右兩側指定車位上而完成存取車的功能。而提升門是塔式庫的一個重要組成部分，起到開門與關門的作用。

功能原理

由電機旋轉帶動其上的鋼絲繩輪，靠鋼絲繩與繩輪間的摩擦力來提升鋼絲繩，鋼絲繩一端與下半門連接，另一端與配重體連接，下半門與上半門靠鏈條連接。當鋼絲繩上升時，帶動下半門上升，同時下半門帶動上半門上升。而配重體體提升門交替升降，從而實現提升門開啟功能。而門上升和下降的高度由配重體旁邊的限位開關來控制。

主要結構組成

以往的提升門大部分為，卷簾式、整體橫移式、整體升降式等結構，卷簾門式結構雖然占用空間小，但是故障率較高，在提升和下降時門容易出現卡阻現象，一旦出現卡阻，維修時間長將直接影響汽車的存取功能。單體橫移式和單體升降式雖然故障率小，但是占用了較大的安裝空間，影響了設備整體外觀性，并增加了外裝飾用的成本。綜合以上提升門結構的優缺點，提出了一種既節省安裝空間、緊湊、又安全可靠地一種剪式垂直提升門。提升門主要由以下部分組成：

驅動部分、框架部分、導向機構、提升機構、配重部分、控制系統等部分組成。

1、驅動電機總成 2、門框架 3、鋼絲繩 4、導向輪 5、提升鏈條 6、立柱 7、導軌 8、上半門 9、下半門 10、配重總成 11、限位開關

結構特點

曳引式驅動方式既電機直接驅動鋼絲繩摩擦輪正反轉，從而帶動鋼絲繩兩端的載荷交替上升與下降。此驅動方式是以摩擦方式為提升力，與其他傳動方式相比，具有結構緊湊、傳動穩定、震動小等優點。提升門分上下兩部分，排列上采用交錯排列，剪切運動形式。這種特點具有結構緊湊、安裝空間小、安裝、維修方便等優點。

核心參數的選擇與計算：

提升門的設計計算和主要參數的選擇為：電機功率的選擇計算、配重重量的選擇、曳引輪槽形的選擇、鋼絲繩在曳引輪上包角的選擇。這幾項內容選擇的是否恰當直接影響到提升門整體功能的實現的好與壞?，F將各項選擇的依據做如下表述：

1、電機功率的選擇

提升門上升與下降時受力較復雜，一般電機功率可按下式選擇：

式中：N-電動機功率（KW）

-提升門平衡系數（0.45-0.55）

Q-提升門額定重量（kg）

-提升門機械總效率

V-提升門提升速度（m/s）

電機的額定功率應略大于電機的計算功率

2、配重重量的選擇

配重重量的計算公式為：W=kG

式中：W-配重重量（Kg）

k-平衡系數（一般取0.45-0.55）

G-門重量（Kg）

3、曳引輪繩槽形狀的選擇

曳引輪繩槽分為半圓形槽、凹形槽、V形槽、帶切口的V形槽。

對于半圓形槽，其鋼絲繩與繩槽接觸面積大，使用壽命長，但是摩擦力小，使曳引力小。對于凹形槽時，這種形式摩擦力大，壽命長、能獲得較大的曳引力，但是，這種槽形加工成本高。對于V形槽，這種形槽能獲得較大的摩擦力，但是對鋼絲繩的磨損較大。對于帶切口的V形槽，這種形槽能獲得較大的摩擦力，而且鋼絲繩壽命也較大，加工成本低。結合本提升門的結構特征，采用帶切口的V形槽較為合理。

4、鋼絲繩在曳引輪上包角的選擇

包角是指鋼絲繩包圍在曳引輪上切點處法線間的夾角，包角設計的是否合理直接影響到提升功能的實現，也是整個設計中的核心部分。若包角過小，則鋼絲繩在繩槽內打滑，無法實現門的升降。包角選擇可按下面公式計算：

式中：-曳引繩提升門一端提升力（N）

-曳引繩配重體一端提升力（N）

e -自然對數底數，e=2.71828

k -摩擦系數修正值

f -鋼絲繩與繩槽間摩擦系數

-曳引繩在曳引輪上的包角

結論：經過以上研究分析，剪式提升門與現有提升門相比具有結構緊湊、簡單、故障率低、安裝、維修方便等特點。隨著科技的進步，提升門的種類將會更加繁多，功能更加齊全，設備將會進一步向高智能化的方向發展。

參考文獻：

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