УСТРОЙСТВО МНОГОЯРУСНОЙ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ ПАРКОВКИ АВТОМОБИЛЕЙ

Полезная модель относится к машиностроению, строительству и может быть использовано в устройствах многоэтажных парковок и хранения легковых автомобилей.
Известно устройство - механический гараж, которое включает вертикальный цепной конвейер, а к его звеньям консольно крепятся кронштейны. На эти кронштейны подвешиваются платформы для установки на них автомобилей (Патент РФ №2297502 от 20.04.2007 МПК Е04Н 6/14). Такое конструктивное решение создает нагрузку на звенья цепи конвейера дополнительным изгибающим моментом, равным произведению длины кронштейна на вес автомобиля. Это еще одна дополнительная нагрузка к растягивающим цепь силам. В итоге снижается надежность и ресурс работы механизированного устройства.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является механизированное устройство многоярусной парковки, расположенное у стены жилого здания (Патент Германии DE 4216479 A1 МПК Е04Н 6/14). Устройство парковки представляет собой вертикальный двухрядный цепной конвейер с закрепленными на звеньях цепей с определенным шагом подвесных платформ для автомобилей. Конвейер выполнен по схеме с двумя опорными зубчатыми колесами, одно из которых является ведущим. Крепление платформ к цепи осуществлено посредством консольных кронштейнов. Данная парковка в архитектурном отношении представлена в виде пристройки к стене жилого здания.
Недостатком указанного устройства парковки, снижающим надежность и ресурс устройства, является наличие консольных кронштейнов и дополнительное движение платформы с автомобилем вдоль длины кронштейна. Одновременное движение платформы с автомобилем вдоль кронштейна и по линии цепи конвейера создает дополнительное ускорение и соответствующие динамические нагрузки, как на цепь конвейера, так и на платформу с автомобилем.
Цель изобретения - повысить надежность и ресурс работы механизированных многоярусных устройств парковки, уменьшая нагрузку на звенья цепи.
Цель достигается за счет установки в схеме многоярусной механизированной парковки, содержащей двухрядный вертикальный цепной конвейер с платформами для автомобилей трех пар зубчатых колес, используемых в качестве верхних и нижних опор для цепи конвейера. Взаимное расположение трех колес каждой пары определяется габаритными размерами платформы для парковки автомобилей. Центры указанных колес образуют равнобедренный треугольник, имеющий соотношение высоты к основанию как 1:1,5. Применение схемы конвейера с тремя опорными зубчатыми колесами позволяет уменьшить диаметр опорных колес и увеличить плотность установки платформ.
На фиг. 1 представлен общий вид многоярусной парковки;
фиг. 2 - платформа для автомобиля;
фиг. 3 - расчетная схема расположений зубчатых колес;
фиг. 4 - вид сбоку парковки.
Предлагаемая модель многоярусной парковки для автомобилей представляет собой фундаментальные вертикальные опоры 1, в пространстве между которыми расположен двурядный цепной конвейер 2, поддерживающие цепи опорные зубчатые колеса 3, 4 и 5. На каждой опоре 1 установлены по три нижних и верхних поддерживающих цепи колес. Непосредственно на цепях через определенный шаг шарнирно присоединены подвесные платформы 6. Крепление зубчатых колес 3 может быть осуществлено непосредственно на опорах 1 или посредством силовых кронштейнов 7 как показано на фиг. 1, при этом зубчатые колеса 3, 4 и 5 расположены в пространстве таким образом, что центра трех зубчатых колес каждой пары (на фиг. 1 показаны буквами А, О, С) образуют геометрический равнобедренный треугольник, имеющий соотношение размеров высоты к основанию как 1:1,5, причем вершины треугольников одной цепи направлены в сторону обвода цепи зубчатого колеса, расположенного на вершине О. Учитывая, что определяющим параметрами для данной конструкции парковки являются размеры платформы 5, которые в свою очередь должны быть увязаны с габаритными размерами автомобилей и условиями установки необходимого технологического оборудования, то межосевой размер А-С между осями зубчатых колес 3 и 4 имеет зависимость от ширины платформы как соотношение длины боковой стороны равнобедренного треугольника и ширины платформы 1:1.5, при условии, что длина боковых сторон равнобедренного треугольника равна расстоянию S от точки подвеса платформы до ее основания. Выбор длины платформы учитывается при определении расстояния между опорами 1 с учетом габаритов подъемного оборудования и другого технологического оборудования, а также обеспечения въезда и съезда автомобиля на платформу. Общая высота платформы S от оси крепления ее к цепи до основания определяет наименьшее допустимое расстояние между точками крепления двух соседних платформ к звеньям цепного конвейера. Назовем это расстояние S - шагом крепления. Реальный конструктивный размер этого шага с учетом необходимых гарантированных зазоров и расстояний между соседними платформами определяет плотность заполнения парковки. За счет этого повышается показатель плотности числа автомобилей, приходящихся на единицу длины цепного конвейера. Приводной механизм конвейера включает в себя двигатель (на фиг. не показан) и прикрепленных силовых элементах 8 зубчатой передачи, состоящей из ведомой 9 и ведущей 10 шестерен. Посредством этого механизма крутящий момент передается от двигателя к опорному колесу 3.
Анализ возможных конструкций верхней и нижней опор цепного конвейера показывает следующее.
2
Если в верхнем и нижнем положениях находятся по одной паре соосных зубчатых колес, и не применяются дополнительные кронштейны для крепления платформ, то минимальный диаметр зубчатого колеса равен величине S=2.6 метра. Это ширина платформы (фиг. 1). Минимально возможный шаг крепления платформ к звеньям цепи составляет ≈6.3 метра, что в два раза превышает высоту платформы S. В этом случае между двумя соседними платформами на цепном конвейере могла бы разместиться еще одна платформа с автомобилем, но это сделать не возможно по причине зацепа смежных платформ при обходе цепи на зубчатом колесе. Стремиться к увеличению диаметра зубчатого колеса с целью устранить указанные столкновения не целесообразно, поскольку колеса таких больших размеров весьма не технологичны и очень дороги в изготовлении. Расчеты показывают, что в схеме с двумя опорными колесами с меньшим диаметром в два раза, т.е. 1.3 метра и установленных с зазором Δ равным, например, 0.3 метра, обеспечивает шаг крепления платформ порядка 4.6 метра, что в 1.5 раза превышает высоту платформы.
Максимально возможная плотная установка платформ по длине цепи конвейера реализована в конструкции германского прототипа (№4216479), где платформы крепятся на цепь конвейера непосредственно одна за другой и шаг крепления платформ равен их высоте.
2
Результат, близкий к указанному, достигается в предлагаемой конструкции, если исключить дополнительные кронштейны и установить три пары соосных зубчатых колес в верхнем и нижнем положениях. Диаметр зубчатых колес равен половине ширины платформы S и составляет 1.3 метра (фиг. 2 и фиг. 3).
Взаимное расположение центров колес должно быть таким, чтобы шаг крепления платформ был близок по величине к высоте платформы S=3 метра, и при этом отсутствовали бы их взаимные столкновения.
1
2
Для этого расположим центры трех зубчатых колес так, чтобы они образовывали равнобедренный треугольник АОС (фиг. 2), стороны которого определяются габаритными размерами S, S и S платформы для автомобилей.
Покажем, что применение трех пар зубчатых колес позволяет создать конструкцию механизма парковки, где шаг крепления платформ будет близким к минимальному, и при этом не произойдет столкновения платформ.
1
2
Пусть центры колес закреплены на вертикальной несущей стойке 1 (фиг. 3) так, что они образуют в верхнем положении равнобедренный треугольник АОС, и в нижнем положении обращенный вниз такой же треугольник. Стороны треугольника АОС пока неизвестны и определятся исходя из габаритных размеров платформ S, S и S следующим образом.
Три зубчатых колеса охвачены цепью конвейера, к звеньям 2 которой прикреплены три платформы максимально близко и так, что они могут разойтись, не пересекаясь друг с другом. Детально положение платформ показано на фиг. 3. Через точку W проводится горизонтальная касательная к верхнему зубчатому колесу. Она является осью X системы координат XWY. Ось Y направлена вертикально вниз по линии симметрии несущей колонны. Угол φ образован ветвью цепи конвейера L и осью координат X. Стороны треугольника АОС определяем из следующего геометрического соотношения.
2
Пусть координаты точек E и К, принадлежащие двум соседним платформам, совпадают. Это предельный случай. Тогда координаты определяются габаритными размерами платформы. Если r - радиус зубчатого колеса, равный S/4=0,65 м, то:
K
K
2
Y=S=3 метра; Х=S/2=1.3 метра.
F
2
2
1
Y=S/4 - (S/4)cosφ+AOsinφ+(S-S).
F
2
2
X=(S/4)sinφ+AOcosφ-S/2
Приравнивая соответствующие координаты, получим систему двух уравнений относительно АО и φ:
2
1
2
AOsinφ-0.25Scosφ=S-0.25S;
2
2
AOcosφ+0.25Ssinφ=S
2
2
2
2.
2
2
1
1
2
2
2
1
2
1
2
Решаем систему следующим образом. Возводим в квадрат левые правые части каждого уравнения и складывая их, получим: АО=S -0.5SS+0.0625S +0.875S  Выражая S и S через S, получим: S=0.733S, S=0.876S (фиг 1). Тогда AO=0.924S, или AO=0.961S.
Угол φ определяем, например, из второго уравнения системы:
0.961cosφ+0.217sinφ=0.867,
и в этом случае угол φ≈43 градуса.
Расчетное расстояние между центрами двух крайних колес АС равно 2AOcosφ=1.4S.
Следовательно, предлагаемая конструкция может быть реализована, если центры трех зубчатых колес расположить в вершинах равнобедренного треугольника, две стороны которого АО и СО равны высоте платформы S, а основание треугольника АС равно 1.4S (фиг. 3).
Для обеспечения гарантированных зазоров между габаритами движущихся платформ и исключения взаимных столкновений при их раскачивании, величину основания АС принимаем несколько большей по величине, и равной, например, 1.5S, т.е АС=1.5S.
Таким образом, взаимное расположение трех пар зубчатых колес транспортера в верхнем и нижнем положениях однозначно определяется через габаритный размер S платформы для парковки автомобиля.
Общее конструктивное решение предлагаемого устройства показано на фиг. 1. Нижнее зубчатое колесо 3 является ведущим и соединяется с двигателем. Остальные колеса - ведомые и приводятся в движение цепью 2 транспортера. Вся конструкция монтируется на вертикальной несущей колонне 1, которая может быть одновременно несущей строительной колонной здания. Боковые зубчатые колеса 4 крепятся на силовых кронштейнах 5, которые жестко связаны с колонной 1.
На фиг. 2 показано расположение платформ с автомобилями (вид с боку). Вертикальная стойка 1 - это несущая строительная колонна здания, и одновременно, несущая стойка устройства парковки. Вторая вертикальная стойка 2 - дополнительная опора, которая в нижней части имеет арку для заезда автомобилей на платформу в позиции загрузки. Ведущие зубчатые колеса 3 закреплены на одном валу и связаны с двигателем. Цепь конвейера оснащена дополнительными колесами 4, которые в верхней и нижней позициях опираются и катятся по опорным поверхностям 5 (подробно не показаны). Таким образом, уменьшается нагрузка, растягивающая цепь.