CN107575067A

CN107575067A - 一种钢丝绳滑轮组合牵引的立体车库升降机构

Info

Publication number: CN107575067A
Application number: CN201710784308.3A
Authority: CN
Inventors: 秦义校; 李博伦; 石根喜
Original assignee: Taiyuan University of Science and Technology
Current assignee: Taiyuan University of Science and Technology
Priority date: 2017-09-04
Filing date: 2017-09-04
Publication date: 2018-01-12

Abstract

本发明提出一种钢丝绳滑轮组组合牵引的立体车库升降机构，涉及立体车库领域。一种钢丝绳滑轮组组合牵引的立体车库升降机构包括提升机、钢丝绳、定滑轮、固定滑轮组、移动滑轮组、固定连接板、移动连接板、螺栓连接板、铰连接装置、升降控制系统。所述两个钢丝绳滑轮牵引件被提升机驱动实现载车平台的升降运动。所述铰连接装置用来保护所连接杆不受扭矩破坏，适应钢丝绳有序缠绕，提高牵引可靠性。所述升降控制系统可精确控制提升机实现平台的升降运动或停止保持。所述钢丝绳采用二重缠绕以避免升降时突然断绳。本立体车库升降机构制造成本低、安全可靠、实施便利、通用性好，能够满足多种双层升降立体车库的升降要求。

Description

一种钢丝绳滑轮组合牵引的立体车库升降机构

技术领域

本发明涉及立体车库领域，具体地，涉及一种钢丝绳滑轮组组合牵引的立体车库升降机构。

背景技术

机械式停车库就是利用机械来存取、停放车辆的整个停车设施，以立体化存放的机械式停车库叫做机械式立体停车库。它是集机械、电子、控制技术于一体的现代化设备,成为缓解城市停车难的有效手段，形成了新行业，步入了引进、开发、制造、使用相结合的发展，己成为技术密集型产品的代表。

根据立体车库的修建位置及在空间伸缩方向的不同，立体停车库的主要类型有：升降横移式、垂直升降式、巷道堆垛式和地下停车场等。其中升降横移式立体停车库通常采用多层升降横移式，并通过液压、卷筒、滑轮和钢丝绳进行升降，在整个机构中有交流减速横移电机和升降电机、钢丝绳、停车位框架、搬运器和横移导轨等。它的运行原理是取上层车时，将下层车板移开留出空位。该设备一般是下层为左右横移，上层为上下升降。

在上述的不同类型的立体停车库中，它们的升降方式有液压升降、链条链轮升降、丝杠升降等不同的方式，本发明采用钢丝绳滑轮升降的牵引方式。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢丝绳滑轮组组合牵引的立体车库升降机构，能够满足立体车库中车辆的升降要求。

为实现上述目的，本发明采用的一个技术方案是：提供一种钢丝绳滑轮组组合牵引的立体车库升降机构，包括提升机、钢丝绳、定滑轮、固定滑轮组、移动滑轮组、固定连接板、移动连接板、螺栓连接板、铰连接装置、升降控制系统。

进一步的，所述升降机构是通过两个钢丝绳滑轮牵引件被提升机驱动实现载车平台的升降运动。

进一步的，所述铰连接装置用于连接所述移动连接板和所述螺栓连接板，使得二者之间存在转动自由度。

进一步的，所述升降控制系统可精确控制驱动电机和其尾部制动器实现载车平台的升降运动或停止保持。

进一步的，所述钢丝绳采用二重缠绕。

进一步的，所述钢丝绳可以用任意材质的等强度绳代替。

进一步的，所述钢丝绳滑轮牵引件包括钢丝绳、安装在横梁上方的定滑轮、固定滑轮组、移动滑轮组。

通过上述技术方案，即可满足立体车库中车辆的升降要求，本立体车库升降机构与液压升降机构和丝杠升降机构相比，制造成本低、安全可靠、实施便利、通用性好，能够满足多种双层升降立体车库的升降要求，对现有提升方式升级和节能改造具有显著的经济和社会效益。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明所述连杆在水平状态且钢丝绳受力时的机构示意图；

图2是本发明所述连杆在竖直状态的机构示意图；

图3是本发明所述连杆在水平状态且钢丝绳不受力的机构示意图；

图4是双钢丝绳交叉缠绕系统示意图；

图5是连杆处于水平状态时钢丝绳最大拉力的计算示意图。

附图标记说明

1.提升机 2.立体车库框架 3.定滑轮 4.钢丝绳

5.固定滑轮组 6.固定连接板 7.移动滑轮组 8.移动连接板

9.螺栓连接板 10.铰连接装置 11.升降控制系统 12.连杆

13.载车平台 14.称重保护装置 15.上极限限位器

16.小直径导向滑轮 17.大直径导向滑轮 18、20.钢丝绳固定点

19.平衡杠杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1、图2、图3所示，钢丝绳滑轮组组合牵引的升降机构，包括提升机（1）、立体车库框架（2）、定滑轮（3）、钢丝绳（4）、固定滑轮组（5）、固定连接板（6）、移动滑轮组（7）、移动连接板（8）、螺栓连接板（9）、铰连接装置（10）、升降控制系统（11）、连杆（12）。升降机构分别安装在立体车库的两侧。提升机（1）安装在立体车库框架（2）的横向支撑上端。定滑轮（3）安装在立体车库框架（2）上的固定轴上。固定滑轮组（5）和移动滑轮组（7）分别安装在固定连接板（6）和移动连接板（8）上，而固定连接板（6）和移动连接板（8）又分别安装在立体车库框架（2）和螺栓连接板（9）上。螺栓连接板（9）通过铰连接装置（10）连接在连杆（12）上。钢丝绳（4）有序缠绕在定滑轮（3）、固定滑轮组（5）、移动滑轮组（7）上，钢丝绳（4）的一端用套环固定在连杆（12）上，钢丝绳（8）的另一端用压板固定在提升机（1）的卷筒上。升降控制系统（11）安装在提升机（1）的一侧。

当载车平台（13）上升时，升降控制系统（12）发出指令给提升机（1），提升机（1）带动其卷筒转动，卷筒缠绕钢丝绳（4）。钢丝绳（4）有序缠绕过定滑轮（3）、固定滑轮组（5）、移动滑轮组（7），钢丝绳（4）总长因缠绕缩短。钢丝绳（4）缩短使移动连接板（8）带动螺栓连接板（9）和铰连接装置（10），最终使连杆由水平状态（如图1所示）最终到达竖直状态（如图2所示），实现载车平台（13）的上升。当提升机（1）反转时，便完成下降运动，此处不再赘述。

当提升机（1）带动载车平台（13）升降时，由于钢丝绳（4）嵌在提升机（1）中卷筒的沟槽中，钢丝绳（4）会有沿卷筒轴向的位移，使移动连接板（8）产生扭矩，铰连接装置（10）释放了该扭矩，使连接连杆不受扭矩破坏，提高连杆的可靠性。钢丝绳（4）二重缠绕即钢丝绳（4）的并联使用避免了升降时突然断绳导致载车平台（13）垮塌的情况，提高了载车平台（13）的可靠性和安全性。钢丝绳（4）有序缠绕使得升降过程中，每套由定滑轮（3）、固定滑轮组（5）、移动滑轮组（7）组成的组合有多段钢丝绳（4）绳同时受力，达到了省力的效果。

如图3所示，由于钢丝绳（4）柔性构件的特征，当连杆下降到水平且钢丝绳（4）仍受拉力时，升降机可继续下放钢丝绳（4），钢丝绳（4）因不受拉力而变软，同时，移动连接板（8）、螺栓连接板（9）和铰连接装置（10）随重力下垂到载车平台（13）之下，为载车平台（13）的旋转提供了空间，避免了钢丝绳（4）对载车平台（13）旋转的干涉。

如图4所示，双钢丝绳交叉缠绕系统满足单一故障保护原则，当两根钢丝绳中一根发生断裂后，另一根仍然要求保持所吊运的载荷不坠落，且吊具维持在平衡状态不发生倾斜。现以滑轮组倍率为8为例，来说明这种缠绕方法。如图4所示卷筒左侧上的钢丝绳先在上、下滑轮组的左外侧滑轮上缠绕，再通过大直径导向滑轮（17）缠绕到上、下滑轮组的右外侧滑轮上，最后固定在平衡杠杆（19）的右侧。卷筒右侧上的钢丝绳先在上、下滑轮组的右面内侧滑轮缠绕，再通过小直径导向滑轮（16）缠绕到上、下滑轮组的左内侧滑轮上，最后固定在平衡杠杆（19）的左侧。

图5为连杆处于水平状态时钢丝绳最大拉力的计算示意图。

此外，对极限位置与防后倾装置进行说明，下极限位置分别如图1所示，上极限位置如图2所示。下极限位置处，即俯仰杆及载车平台与地面接触时，力由地面分担而限位；上极限位置处限位原理如下：提升机构安全装置采用电磁插销。当俯仰杆运动到与地面夹角为87°时，当支撑平台的前端接触到弹簧缓冲器时，安装在立柱上的电磁插销即伸出插入到型钢孔中，从而固定支撑平台的位置，使其在没有钢丝绳拉力的情况下，依然可以保证安全。此外，采用机械固定装置，在两侧立柱上均安装防坠落吊钩，采用人工的方式来进行安全锁定。

以下说明了钢丝绳最大张力计算、提升机的选择和钢丝绳直径选择和验算的具体方法。

钢丝绳最大张力的计算（如图5所示），以连杆处于水平状态为例。

假设车辆重量P_Q为2000kg，载车板及支撑板等装置重量P_G为1000kg，钢丝绳与支撑板相连，根据受力分析可得

2×F×sinα=φ₁×P_G+φ₂×P_Q

2×F×sinα=（1000×1.1+2000×1.25）×9.8m/s²

φ₁=1.1为起升冲击系数，φ₂=1.25为起升动载系数。

sinα=2.00/3.28

解得F=28929.6N，即在俯仰过程中一侧钢丝绳的最大拉力F=28929.6 N，取F=29000N进行计算。

提升机的选择

理论上动滑轮效率比定滑轮效率高，但在实际计算中，对所有的滑轮均取相同的效率值。采用滚动轴承。最大张力F由1中方法可得出。

可得起升时钢丝绳实际张力计算公式为

S(η+η²+η³+η⁴+η⁵+η⁶)=F

可得钢丝绳实际张力S

提升功率

P_提升=S×V_S

提升机静载试验最大起重量

φ₅×Q=S/g

可得提升机计算额定起重量Q

式中，φ₅为机构驱动加减速引起的弹性动载系数

钢丝绳直径选择和验算

钢丝绳受力复杂，内部应力难以准确计算，通常按钢丝绳在工作状态下承受最大静拉力的模型来计算所需要的钢丝绳直径，并使钢丝绳具有足够而合理的安全性和耐久性。

1）采用破断拉力安全系数法，备选钢丝绳整绳的最小破断拉力F_min（单位N）应满足

F_min≥S n

式中

n—安全系数，根据机构工作级别和钢丝绳的工作状态从《起重机械》148页表5-7中选取。

S—钢丝绳最大工作静拉力（N），由于不同仰角钢丝绳张力变化，需取最大张力；可由1中方法得出最大张力。

2) 钢丝表面采用薄镀锌B（能够防止轻度腐蚀），当机构工作级别小于M4时，外层股的外层钢丝直径应不小于0.05倍的钢丝绳名义直径，由此可得

d_钢丝≥d_钢丝绳×0.05

参考上述两式进行选取钢丝绳直径后，通过下述两式进行验算。

3）钢丝绳拉应力验算

钢丝绳拉应力σ_t（单位N/mm²）的计算公式为

式中

S—钢丝绳的静拉力（N）；

1.2—考虑钢丝螺旋角及应力分布不均匀的系数；

d—钢丝绳直径（mm）；

f—钢丝绳的填充系数，取0.8。

代入数据得钢丝绳拉应力σ_t

4)绕上滑轮时的弯曲应力验算

钢丝绳绕上滑轮时会受到弯曲所产生的应力σ_w（单位N/mm²），由于此应力具有脉动特性，故为形成弯曲疲劳和破坏的主因。考虑绳中钢丝为螺旋行缠绕，其弯曲应力比直钢丝绕于滑轮上时小（约为40%），因此，钢丝绳弯曲应力σ_w的计算公式为

式中

E—弹性模量E=2.06×10⁵MPa

δ—钢丝直径；

D—滑轮的槽底直径。

以上结合附图详细描述了本发明的实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种钢丝绳滑轮组组合牵引的立体车库升降机构包括提升机、钢丝绳、定滑轮、固定滑轮组、移动滑轮组、固定连接板、移动连接板、螺栓连接板、铰连接装置、升降控制系统。

2.根据权利要求1所述的升降机构，其特征在于，所述升降机构是通过两个钢丝绳滑轮牵引件被提升机驱动实现载车平台的升降运动。

3.根据权利要求1所述的升降机构，其特征在于，所述铰连接装置用于连接所述移动连接板和所述螺栓连接板，使得二者之间存在转动自由度。

4.根据权利要求1所述的升降机构，其特征在于，所述升降控制系统可精确控制提升机实现载车平台的升降运动或停止保持。

5.根据权利要求1所述的升降机构，其特征在于，所述钢丝绳采用二重缠绕。

6.根据权利要求1所述的升降机构，其特征在于，所述钢丝绳可以用任意材质的等强度绳代替。

7.根据权利要求2所述的钢丝绳滑轮牵引件，其特征在于，所述钢丝绳滑轮牵引件包括钢丝绳、安装在横梁上方的定滑轮、固定滑轮组、移动滑轮组。