垂直循環立體停車庫設計

張向紅 韓忠義

（河北省智能裝備數字化設計及過程仿真重點實驗室，唐山學院，河北 唐山063000）

1 概述

隨著全面建設小康的完成，經濟和汽車工業在我國得到快速發展，生活水平進一步提高，私家車的數量急速上升。調查數據顯示，我國汽車數量在過去的十幾年里，其增長率為20%，但在同一時期里，停車設備的增長率僅為3%。更為值得關注的是大城市的增長率，汽車數量和停車設備相差甚遠。這些數據提示我們要重視停車難的問題，并在短時間內找到解決辦法。

面對熙熙攘攘的街道停車空間嚴重不足、城市停車形勢嚴峻的尷尬情況，立體停車庫的確是解決社區和街道停車難的有效方法。為了適應社會停車方面的需求，解決停車難的問題，大多采用地下停車庫，地下停車庫平均每輛車占地面積高達兩個車位的大小。部分大公司采用升降橫移立體停車庫，其占用平面土地多，儲存車的數量較多，但不適合應用在住宅小區。對于住宅小區，保證一定綠化的基礎上，空閑地塊有限，停車位數量需求較大，而且還要保障居民的采光。針對這些問題，通過調研、考察小區的空閑面積，采用垂直循環立體停車庫較為合適。

垂直循環立體停車庫使用土地面積小，土地利用率高較高，它可以很好的解決由于汽車數量多導致的停車難的問題，其占用土地面積僅為平面停車庫的一多半，空間的環境得到了充分的利用，適合在醫院、商場等車流量大的公共場所和小區樓房之間使用，既不影響通行，也不會影響居民樓的采光需求。采取刷卡式存取車輛，其自動化程度也為車主存取車輛減少了時間，避免了傳統式停車所需行走的路程，也為保護環境做出了一份貢獻。

2 垂直循環立體停車庫的方案設計

垂直循環立體停車庫主要包括驅動裝置、傳動裝置、提升裝置、轎廂和庫體（承載裝置）四部分（圖1）。其工作原理為：電機作為動力輸入，通過減速器和一級鏈傳動減速，將運動和動力傳遞到提升裝置。提升鏈上均勻分布六個連接臂，轎廂通過連接臂與提升鏈相連接。存車時，司機需將汽車駕駛到轎廂的指定位置，然后啟動，車庫旋轉至一個空車位。取車時，啟動后，車庫自動將車主的車輛旋轉到底部駛出口。

傳動裝置的方案確定，需要考慮以下幾個方面的因素：能在低速、重載和不同溫度條件及雨雪惡劣天氣的不良環境中工作；轉速比較均勻，傳遞功率較大。根據此要求，采用鏈傳動。

提升裝置采用提升鏈。由于停車庫是露天的立體停車庫，提升鏈更適合在各種天氣狀況下工作。提升裝置是整個立體車庫最主要的部分，由提升鏈和鏈輪組成，轎廂通過連接臂均勻固定在提升鏈上，在提升鏈帶動下，做循環運動，實現存取車的目的。綜合考慮垂直循環立體停車庫的承載，選擇滾子鏈作為提升鏈。

圖1 垂直循環立體停車庫

圖2 傳動裝置簡圖

3 垂直循環立體停車庫的傳動裝置設計

垂直循環立體停車庫的傳動裝置是由電動機3、減速器2、鏈傳動1 和提升鏈4、5 四部分組成的。電動機3 輸出回轉運動，經減速器2 減速帶動鏈傳動1 和提升鏈4、5 運動，提升鏈條帶動所有轎廂進行回轉運動，從而實現垂直循環立體停車庫的車輛存取功能。其傳動簡圖如圖2 所示。

根據計算，選取電機為Y2805-8 電機，額定功率37kw,電機轉速750r/min。減速器型號ZSY555-40.189-ⅠZBJ19004-88,與其配用的減速器輸出轉速為19r/min。傳動鏈選擇型號為48A，節距p=76.20mm 的套筒滾子鏈，兩鏈輪齒數分別為15、47。

圖3 轎廂

圖4 鏈輪

圖5 連接臂

4 垂直循環立體停車庫的提升裝置設計

4.1 轎廂的設計

根據汽車的外形尺寸：長×寬×高≤4550x1850x1700mm，兩側留出一定距離，保證車輛可以自由出入，并且不剮蹭。設計轎廂的尺寸為長×寬×高=5000x2250x1800，如圖3 所示。

4.2 提升鏈的設計

根據垂直循環立體停車庫的工作情況和承載情況，選擇板式鏈中的滾子鏈做為提升鏈。按設計要求計算，車庫存放六輛汽車，轎廂尺寸高為1900，寬為2000。可以確定傳動鏈鏈輪直徑在2m 左右。查閱參考文獻資料，選節距P=76.20mm，齒數Z=76，鏈節數LP=158，鏈輪結構如圖4 所示。

4.3 連接臂的設計

由于提升鏈鏈輪的分度圓直徑D=1843mm，一個轎廂高為1800mm，為了最上方車位在循環時，不與上鏈輪軸發生干涉，轎廂底部與上鏈輪軸留有約200mm 間距，所以連接臂的長度為1150mm，寬度為270mm，如圖5 所示。

4.4 導軌的設計

導軌的輪廓為轎廂軸的運動軌跡，轎廂軸通過連接臂與鏈條相連，因此導軌的輪廓與鏈條運動路徑相同。通過鏈輪、連接臂的尺寸，即可確定導軌的尺寸。

提升鏈鏈輪分度圓直徑D=1843mm，連接臂的長度為1150mm，則導軌最內側直徑為1710mm，導軌寬120mm。轎廂軸的直徑φ90mm，導軌只起導向作用，所以每側留有15mm 的間隙，從而得出軌道寬度為120mm，如圖6 所示。

5 垂直循環立體停車庫的庫體設計

圖6 導軌

圖7 車庫庫體

立體停車庫庫體的框架全部使用不同長度的方鋼，主要包括立柱和橫梁。上鏈輪軸的軸承座固定在橫梁2 和橫梁6 上，由它承重。橫梁3 和橫梁7 的作用是加強整個庫體的穩定性。橫梁4 和橫梁8 作為下鏈輪軸的承重梁。橫梁9 與電機座焊接為一體。所有橫梁均與立柱四面焊接。立柱根據車庫容納車輛數設計，立柱高度為8050mm。橫梁依據車寬確定，橫梁長度為3675mm。立體停車庫庫體如圖7 所示。

6 結論

垂直循環立體停車庫是當今車庫行業領域中的重要組成部分，是一種非常方便存取車輛的設備，是立體停車庫行業領域里不可替代的產品。針對目前生活小區中，汽車數量逐步提升，泊車位緊張，汽車亂停亂放嚴重阻礙交通的現狀，地面的停車庫已經不能適應當今的停車需求，因此，垂直循環立體停車庫的設計與應用是很有價值的。

本文介紹了垂直循環立體停車庫的設計思路和設計方法，以供有關人員參考。該車庫實現了自動存取汽車的功能，為滿足更多車輛的停放，可以在空間上進行擴展，有效利用了立體空間，縮減了占用的土地面積，不僅有效地解決了停車難的問題，還成為人們生活中一道亮麗的風景。