PSH7设计计算书

升降横移类机械式停车设备设计计算书
类型：PSHS7
河北万贯停车设备有限公司
PSHS7设计计算书
（七层升降横移类机械式停车设备）
PSHS7为升降横移类停车设备。

工作原理为顶层车台使用升降马达工作，提升载车板及车辆；中间二、三、四、五、六层车台既能实现升降又能横移动作，地面层车台实现单一横移功能,顶层车台实现单一升降功能。

通过电控程序的合理设定，达到自动存取车的目的，使有限的停车空间可倍数停放车辆。

一、升降速度设计计算
1、载荷条件说明
（1）、载车板自重
W1=500Kg
（2）、载车重
W2=2000Kg
2、选用传动系统说明
传动原理如图示
3．提升电机采用停车设备专用马达
二、三层：拟选用升降马达型号：IPL50-2200-90S3B
规格：AC380V,50Hz,2.2kW;
减速比：1/90；
输出轴转速(n v)：15rpm；
输出轴额定扭距：120.78kgf.m;
制动力率：172%;
四、五、六、七层：拟选用升降马达型号：
IPL50-3700-60S3B
规格：AC380V,50Hz,3.7kW;
减速比：1/60；
输出轴转速(n v)：23rpm；
输出轴额定扭距：151.58kgf.m;
制动力率：176%;
4. 第七层行程（ST V3）：10485mm；
5. 第六层行程（ST V3）：8835mm；
5. 第五层行程（ST V3）：7185mm；
6. 第四层行程（ST V3）：5530mm；
7. 第三层行程（ST v2）：3870mm；
8. 第二层行程（ST V3）：2210mm；
9. 二、三、四、五、六层卷筒直径（D1）：φ246mm；
10. 二、三、四、五、六层：
马达端链轮直径（D2）：φ122mm（#80-2R-15T）；
传动轴侧大链轮直径（D3）：φ324mm（#80-2R-40T）四、五、六、七层车台提升速度为V1，
V1=23×(D2÷D3)×3.14×D1=6.7 m/min
二、三车台提升速度为V2，
V2=15×(D2÷D3)×3.14×D1=4.3 m/min
二、提升马达扭力及功率校核
提升总重W=W1+W2=2500Kg，
1，四、五、六、七层马达扭力校核：
大主轴所承受的扭力通过D2及D3两对链轮传动，传到马达轴之扭矩：
M1=2500*（D1÷D3）×（122/2）÷1000÷0.95=120 kgf.m
∑，所以符合要因为马达的额定扭力为151.58kgf.m，大于M
求。

2，二、三层马达扭力校核：
大主轴所承受的扭力通过D2及D3两对链轮传动，传到马达轴之扭矩：
M1=2500*（D1÷D3）×（122/2）÷1000÷0.9=120 kgf.m
∑，所以符合要因为马达的额定扭力为120.78kgf.m，大于M
求。

3，四、五、六、七层马达功率校核
四、五、六、七层实际需要功率P1=（W1+W2）×9.8×6.7÷
60÷0.85 =3.22kw
马达选用功率为3.7kw大于实际需要功率3.24kw，功率符合要求。

3，二、三层马达功率校核
二、三层实际需要功率P1=（W1+W2）×9.8×4.3÷60÷0.85
=2.0kw
马达选用功率为2.2kw大于实际需要功率2.1kw，功率符合要求。

三、钢丝绳的选用及校核
已知条件：
1.选用的钢丝绳直径为：φ9.2(6x19+Fc);
2.φ9钢丝绳抗拉强度：66KN=6735kgf
3.车台板自重（g）：500kgf；
4.车重(G)：2000kgf；
5.车台板吊挂方式：采用四点吊挂，1：1挂比；每一吊点采
用一根钢丝绳吊；
计算：
∵每一吊点有一根钢丝绳吊挂；
汽车重量采用6：4分配；
∴每根钢丝绳所受的静载为：
f=（0.6*G+g/2）/2=（0.6*2000+500/2）/2=725kgf
得：钢丝绳的安全系数为：n=6735kgf/725kgf≈9.3＞7
根据GB17907，准无式停车方式钢丝绳的安全系数为7倍以上；符合准无人式停车设备7倍系数要求。

三、横移速度及横移马达选型
拟横移马达选用型号：CLPK22020603
规格：AC380V，50Hz，0.2kW；
减速比：1/50；
输出轴转速(nv)：29 rpm；
输出轴额定扭距：12.23 kgf.m；
制动力率：176%；
横移链轮：分度圆直径φ106.52mm，50#-21T
横移车台板重：W3=500kg
（1）横移速度
Vk=29 x3.142 x106.52 ÷1000≈10 m/min
（2）横移车台需扭矩
Mk=(2000+500)x106.52 ÷2x 0.04÷1000÷0.85≈6.27 kgf.m 已知输出轴额定扭距：12.23kgf.m大于Mk符合要求。

（3）横移车台所需马达功率
P2=2500 x9.8 x0.04 x10÷1000÷60÷0.85≈0.192kw
已知选用马达功率为0.2kw大于P2符合要求。

四、立柱设计计算
已知：
钢结构总重量：N1=500kg*29=14500kg
车台板总重量：N2=500kg*29=14500kg
横移框总重量：N3=800kg*20=16000kg
车辆总重量：N4=2000kg*20=40000kg
立柱材料：方管200*200*8t（Q235B）
横梁材料：H250*125*6*9t（Q235B）
立柱受力分析
1，本设备的立柱总共有四支，左、右各二支，由于各立柱截面及外形尺寸相同，故只计算任意立柱底板的强度。

立柱承受设备自重及载车重量的1/4，
工作状态下，单立柱承受的最大轴力：
Fz=（N1+N2+N3+N4）/8*1.2*2=（14500+14500+16000+40000）/4*1.2*2=21250Kg（1.2为动载荷系数）
按工作状态下进行校核。

１、立柱底板之强度：
立柱底板（下盖板）采用厚度20毫米的Q235热轧钢板焊接而
成，外形尺寸为400mm*400 mm*20mm，可近似认为立柱底板为
受等分布负荷之平面板，
根据GB3811—83，对Q235钢材，其σs=235Mpa，σb=390MPa σs/σb = 235/390 = 0.6 〈 0.7
对立柱底板，主要承受压应力，因此这里仅计算其端面承压许用应力[σcd]I：
[σcd]I =1.5[σ]I=σs=235MPa =2350 KG/CM2
现在计算立柱底的实际承压应力σ=F/S
中间单只底板承重Fz=21250 kgf。

底板面积S为：S=40*40=1600 CM2
那么σ=Fz/S=21250 /1600=13.28 KG/CM2
σ﹤ [σcd]I，立柱底板的实际承压应力σ符合规范要求。

对底板再进行局部压应力计算，设载荷偏向全部作用在200*200的单边缘上
σm= Fz/( t*c)
t—板厚，t=20MM
c—集中负荷分布长度c=200MM
σm= F/( t*c) =21250*9.8/（0.02*0.2） =52 Mpa
σm﹤ [σcd]I立柱底板局部压应力σm，也符合规范要求
２、立柱强度计算：
选用立柱为方管
截面为200*200*8t，其截面积S为：S=6.144*10-3 m2
W x=3.7814*10-3 m3
W y=3.7814*10-3 m3
立柱所受最大力Fz与立柱底板相同，位置在中间立柱一层，Fz=21250 KG。

立柱受压强度σ：σN=Fz/S=21250*9.8/0.006144 =33.9 Mpa 对Q235 200*200*8t方管，其σs=235 Mpa，根据GB3811，
拉伸、压缩、弯曲许用应力[σ]I为：[σ]I=σs/1.5=156.7 MPa 立柱实际承压应力在标准规定的端面承压许用应力里面，故设计符合要求。

３、立柱稳定性校核：
此车库共有6根立柱，只需检验任意根立柱的临界扭曲负荷强度就行。

方管面积S=61.44 cm2
最小旋转半径r=90 mm，立柱总高度l=11000mm，得λ= 9353/90=122
立柱稳定校核，可近式计算：
σw=σ/(φψ)18/0.5≤[σ]
保守地，取φψ=0.5，σw=35.2 MPa≤[σ]=156 MPa
显然，立柱稳定性满足要求，故设计符合要求。

二、横梁（轨道梁）设计计算
１、横梁强度校核
2.横梁选用H250*125*6*9型钢，根据受力分析，其最大弯曲
力矩在单跨中点处，由于两跨对称受力，故仅对一处进行弯曲强度设计和校核。

3.现在计算A处的实际最大弯曲应力σ：
4.σ=︱M︱max/W z
5.对H250*125*6*9型钢抗弯截面模量W z= 3.1143*10-4 m3
6.最大弯矩︱M︱max 在单跨中点处，考虑1辆车起升，动载
系数1.1。

7.F =（800+2000+600）*1.1/2 =1.87t = 1870 kg
l= 7500 mm = 7.5m
︱M︱max = F*l/4= 1870*9.8*7.5/4= 34361 N.M
计算其实际最大弯曲应力：
σ=︱M︱max/W z= 34361/(3.1143*10-4) = 110.3 MPa
上部桁架及轨道的联合受力时,实际横梁受力将略小。

此处[σ]=σs/1.33 =180 Mpa，显然故横梁强度符合要求。

2、横梁刚度校核
根据标准，当满载小车（或电动葫芦）位于跨中时，主横梁垂直静挠度Y L应满足下述要求： Y L ≤L/700，其中L为起重机跨度。

这里水平横梁为Y L最大处（见下面示意图）其跨度L=7500 mm 则许用挠度为7500/700=10.7 mm
下面计算实际度挠度Y L
实际挠度Y L=-（F*L3）/（48*E*I Z）
E—材料的弹性模量，Q235为E=2.1*1011
I Z --材料的截面惯性矩
对H250*125*6*9型钢惯性矩I z=4.08*10-5 m4
实际挠度Y L= -(1870*9.8*4.83)/（48*2.1*1011* 4.08*10-5）= -4.93*10-3 m = -4.93 mm
由于实际挠度Y L ≤许用挠度[Y L]=10.7 MM
所以结构件刚性校核合乎要求。

三、焊接连接计算
当焊缝承受复合应力时，对接焊缝的强度σH按下式计算：
σH=（σ2+2τ2）1/2≤[σH]
[σH]-- 焊缝的许用应力（见下表）
焊缝的许用应力
表中[σ]为结构件材料的基本许用应力。

这里Q235钢板σs/σb ＜0.7，则：
拉伸、压缩、弯曲许用应力[σ]I为：[σ]I=σs/1.5
剪切许用应力[τ]I为：[τ]I=[σ]I/3
端面承压许用应力[σcd]I为：[σcd]I=1.5[σ]I
下面计算焊接应力，中间立柱的固定架受力最大，其筋板处为双面连续焊（见下图），
承受纵向剪力，根据前面（二）的计算，
剪应力τ=F/A
剪力大小Fj为：
Fj= 钢构分摊重量+车辆分摊重量=（800+2000+600）=3400 kg 受剪面的面积A为：A=B*H*2
B—焊缝长度 B=290MM
H—焊缝高度
查表得对10MM厚钢板焊缝高度H=4—6MM，取H=4MM
A=2*290*4 =2320MM2 =2.32*10-3 M2
剪应力τ=F/A =(3400*9.8)/(2.32*10-3)=14.36 Mpa
剪切基本许用应力[τ]I为：
[τ]I=[σ]I/31/2 =σs/1.5/31/2 =235/1.5/31/2 =90.5 Mpa
焊缝的许用剪切应力[τH] = 0.8[τ]I/ 21/2= 0.8*90.5/1.414 = 51.2 Mpa
焊缝的剪应力τ小于焊缝的许用剪切应力[τH]且倍率为51.2/14.36=3.6
故焊缝校核符合要求。