某PPY型智能立體車庫出入口轉(zhuǎn)盤對中裝置故障分析

陳力華 王達(dá) 趙崴 胡壽棟

摘 要：深入分析了某PPY型智能立體車庫出入口轉(zhuǎn)盤對中裝置在多塵及雨雪天氣情況下的常見故障，結(jié)合該故障的常規(guī)解決方案，提出了通過對PPY型智能立體車庫出入口對中裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)的建議，該改進(jìn)建議可以更好地解決轉(zhuǎn)動(dòng)阻力過大甚至輥?zhàn)涌ㄋ赖募夹g(shù)問題，以降低設(shè)備故障率，延長對中裝置關(guān)鍵零部件使用年限，節(jié)約運(yùn)維與人力資源成本，提升用戶體驗(yàn)效果。

關(guān)鍵詞：智能立體車庫;PPY;對中裝置;故障;改進(jìn)

0 引言

隨著人們生活水平的日益提高，我國的汽車保有量正迅速增長，城市中停車難的現(xiàn)象愈演愈烈，已成為日益凸顯的社會(huì)問題[1]。為了更好地利用城市空間，智能立體車庫應(yīng)運(yùn)而生。智能立體車庫具有空間利用率高、安全快捷等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于一些停車難題非常突出的地點(diǎn)[2]，已逐漸成為解決停車難問題最為有效、合理和科學(xué)的途徑。機(jī)械式立體車庫是利用車輛之外的搬運(yùn)裝置或提升設(shè)備來完成車輛的橫移、存取過程的機(jī)械設(shè)備，屬于特種設(shè)備類。我國常見智能立體車庫庫型有升降橫移類、簡易升降類、筆直循環(huán)類、水平循環(huán)類、多層循環(huán)類、平面移動(dòng)類、巷道堆垛類、筆直升降類和轎車專用升降機(jī)等九大類，如圖1所示[3]。各類型區(qū)別主要在于主體鋼結(jié)構(gòu)框架的排列組合、提升傳動(dòng)系統(tǒng)配合等方面，其安全防護(hù)以及電氣控制的運(yùn)行原理基本相似[4]。

本文將結(jié)合某PPY型智能立體車庫在多塵及雨雪天氣情況下的常見故障進(jìn)行深入探討，為進(jìn)一步解決車庫出入口對中裝置故障提供思路。

1 PPY型智能立體車庫簡介

PPY型智能立體車庫是在同一水平層上通過搬運(yùn)器平面移動(dòng)汽車或載車板，實(shí)現(xiàn)汽車存取的機(jī)械式停車設(shè)備，設(shè)備內(nèi)利用激光測距來行走定位，采用光通信無線信號傳送，變壓變頻驅(qū)動(dòng)和微機(jī)控制方式使整座車庫實(shí)現(xiàn)低振動(dòng)、低噪聲、低成本和高效率運(yùn)行[5]。車庫可內(nèi)置自動(dòng)升降旋轉(zhuǎn)裝置，配以先進(jìn)的導(dǎo)航指示，無須司機(jī)倒車，自動(dòng)化程度高。該類型車庫具有系統(tǒng)集成化水平高、運(yùn)行效率高、成本相對低、搬運(yùn)速度快等特點(diǎn)，有著其他類型車庫無法比擬的技術(shù)優(yōu)勢。

該類型立體車庫是通過自動(dòng)升降裝置的垂向運(yùn)動(dòng)、自動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置的圓周運(yùn)動(dòng)、自動(dòng)搬運(yùn)裝置的水平運(yùn)動(dòng)來完成車輛存取的自動(dòng)化程度較高的機(jī)械式立體車庫。設(shè)備采用全自動(dòng)化的智能控制系統(tǒng)，系統(tǒng)由一臺(tái)升降機(jī)、一臺(tái)搬運(yùn)汽車的機(jī)器人、一臺(tái)平移臺(tái)車、一個(gè)旋轉(zhuǎn)盤組成。機(jī)器人負(fù)責(zé)把出入口或泊位的汽車運(yùn)送到臺(tái)車上，臺(tái)車將機(jī)器人和汽車一起運(yùn)至升降機(jī)處，升降機(jī)將汽車運(yùn)至目標(biāo)層，最后再由機(jī)器人將車搬運(yùn)至車位或出入口完成存取車。駕駛員僅需將車停到出入口自動(dòng)旋轉(zhuǎn)盤上，即可離開，存取車全過程均由系統(tǒng)自動(dòng)完成。

2 PPY型智能立體車庫運(yùn)行流程

在存取車過程中，首先將汽車開到車庫出入口的旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，駕駛員根據(jù)語音系統(tǒng)的引導(dǎo)，將汽車停到指定位置，鎖好車后，到車庫外操作屏刷卡存車。刷卡后，系統(tǒng)開始工作，車庫自動(dòng)門關(guān)閉到位后，旋轉(zhuǎn)盤動(dòng)作，在調(diào)整車輛方向的同時(shí)，利用自動(dòng)對中裝置使車輛自動(dòng)地處于旋轉(zhuǎn)盤的絕對中間位置，保證了搬運(yùn)機(jī)器人能順利進(jìn)入車輛下方將車輛抬起。因此，對中裝置的重要性不言而喻。

對中裝置由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、同步齒輪、直線齒條、傳動(dòng)塊、對中塊、直線導(dǎo)軌和輥?zhàn)咏M成。對中裝置動(dòng)作時(shí)，與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接的同步齒輪帶動(dòng)卡在齒輪上的左右側(cè)兩根直線齒條，與齒條連接的遠(yuǎn)電機(jī)側(cè)傳動(dòng)塊帶動(dòng)對中塊同步運(yùn)動(dòng)，與對中塊連接的直線導(dǎo)軌保證了對中塊的直線運(yùn)動(dòng)，將停在對中輥?zhàn)由系妮喬ネ苿?dòng)直至車身在轉(zhuǎn)盤的正中位置后完成對中。其中，車輛對中成功與否，輥?zhàn)悠鸬搅酥陵P(guān)重要的作用。

輥?zhàn)友b置采用一根長30 cm、厚5 mm、直徑57 mm的鋼柱，鋼柱兩側(cè)距離邊緣1 cm處為兩個(gè)軸承用卡簧固定的裝置，兩個(gè)軸承中心穿有一根金屬桿，用于支撐卡在出入口轉(zhuǎn)盤上固定。當(dāng)對中塊推動(dòng)輪胎時(shí)，輪胎與輥?zhàn)拥哪Σ亮?dòng)輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)，輥?zhàn)拥撵`活轉(zhuǎn)動(dòng)保證了對中動(dòng)作的順利完成。在多塵及雨雪天氣情況下，確保輥?zhàn)屿`活轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)軸承經(jīng)常因車輛輪胎夾帶的灰塵、泥土及雨水或雪塊而出現(xiàn)灰塵堆積、冰凍銹蝕等問題，導(dǎo)致輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)靈活性下降，輥?zhàn)优c輪胎的滾動(dòng)摩擦將向滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)換，對中塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)輪胎與輥?zhàn)拥哪Σ亮Τ^電機(jī)額定扭矩時(shí)，設(shè)備啟動(dòng)故障報(bào)警機(jī)制，控制系統(tǒng)將阻止設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，即故障報(bào)停。

3 技術(shù)故障分析

造成以上設(shè)備故障的主要原因之一在于對中裝置輥?zhàn)映跏荚O(shè)計(jì)存在技術(shù)缺陷，帶動(dòng)輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)的中軸兩端存在間隙，為灰塵、泥土及雨水或雪塊的淤滯創(chuàng)造了機(jī)會(huì)，特別是在氣候干燥、環(huán)境灰塵大、冬季多雪的西北或東北等地，在設(shè)備運(yùn)行過程中，受到環(huán)境條件影響，雪后車輛輪胎會(huì)夾帶混合雪土，當(dāng)對中塊推動(dòng)輪胎進(jìn)行車輛對中時(shí)，輪胎上附著的雪土混合物掉落在輥?zhàn)由隙逊e，就會(huì)引起軸承內(nèi)部滾珠進(jìn)灰或進(jìn)雪水，導(dǎo)致軸承轉(zhuǎn)動(dòng)阻力增大甚至不轉(zhuǎn)，致使輥?zhàn)訜o法轉(zhuǎn)動(dòng)。而在寒冷季節(jié)，車庫門開啟、關(guān)閉過程中，出入口內(nèi)外冷暖空氣對流會(huì)形成瞬間溫差，軸承進(jìn)水后，對流冷空氣將使流入軸承間隙的雪水形成冰凍。出現(xiàn)此種情況后，對中塊推動(dòng)輪胎時(shí)，輥?zhàn)泳蜁?huì)停轉(zhuǎn)，設(shè)備報(bào)警，無法運(yùn)行。如此類故障頻發(fā)，極易燒毀熱繼電器，甚至造成電機(jī)損毀。解決該故障必須對損壞部件進(jìn)行更換，此項(xiàng)操作增加了零部件更換的經(jīng)濟(jì)成本、時(shí)間成本和人力成本，頻繁的設(shè)備維修停用還會(huì)直接影響用戶體驗(yàn)，使產(chǎn)品口碑受到影響。

4 解決方案

常見的解決辦法通常為定期對輥?zhàn)虞S承進(jìn)行清理。清理時(shí)要將輥?zhàn)诱w拆下，首先拆開自動(dòng)旋轉(zhuǎn)盤蓋板，將固定蓋板的小螺絲依次擰出，然后取出固定軸承的卡簧，取出軸承，用軸承專用清洗劑進(jìn)行清洗，清洗完成后加軸承專用油保證內(nèi)部滾珠的潤滑度，確保軸承轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，然后將軸承重新裝入輥?zhàn)?，再將輥?zhàn)訌?fù)位，清理完成。每個(gè)出入口由前對中裝置和后對中裝置組成，每個(gè)對中裝置配有兩個(gè)輥?zhàn)咏M，每個(gè)輥?zhàn)咏M由8個(gè)輥?zhàn)咏M成，每個(gè)輥?zhàn)优溆?個(gè)軸承，那么一個(gè)出入口有64個(gè)輥?zhàn)虞S承需要定期清理，每次清理耗費(fèi)16瓶清洗劑、1瓶專用軸承潤滑油，耗時(shí)約2個(gè)工作日，且設(shè)備檢修過程中不能運(yùn)行，這將給進(jìn)出共用一個(gè)出入口的車庫造成直接經(jīng)濟(jì)損失。而且這種解決辦法也只是解決了軸承進(jìn)灰堆積、進(jìn)雜物、進(jìn)水生銹的問題，對于冬季的溫差變化導(dǎo)致結(jié)冰的情況仍無法解決。

另一種解決辦法是采取不定期清理的方式，僅針對旋轉(zhuǎn)不靈活的輥?zhàn)舆M(jìn)行單獨(dú)更換，每半月進(jìn)行一次靈活度檢查，更換不靈活的輥?zhàn)虞S承，或直到對中報(bào)警再進(jìn)行更換。同樣要將蓋板拆開，再將輥?zhàn)尤〕?，把舊的軸承更換成新的。這樣更換周期不規(guī)律，容易造成設(shè)備在使用過程中出現(xiàn)問題，這時(shí)設(shè)備已無法運(yùn)行，必然影響客戶取車，造成不良影響，出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)損失。

以上兩種解決辦法都嚴(yán)重影響了設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，給用戶帶來了不便。

5 改進(jìn)建議

鑒于以上常規(guī)解決方案的技術(shù)缺點(diǎn)，建議對對中裝置中輥?zhàn)拥慕Y(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，可以更好地延長零部件使用壽命，降低故障率，改善用戶體驗(yàn)效果?，F(xiàn)有的兩個(gè)軸承裝配位置距離圓柱邊緣約5 mm，安裝卡簧后剩余空間距離約4 mm。如將軸承安裝位置向里面調(diào)整，在輥?zhàn)觾蓚?cè)增加金屬或者塑料密封蓋，可以更好地確保避免原設(shè)計(jì)中輥?zhàn)觾啥藷o防護(hù)導(dǎo)致的泥灰侵入問題。改進(jìn)后的輥?zhàn)硬坏梢员Ａ粼械哪莒`活取出固定軸承卡簧的優(yōu)點(diǎn)，便捷地完成清洗、上油、保護(hù)等操作，而且成功消除了軸承易進(jìn)灰堆積、進(jìn)雜物、進(jìn)水生銹的缺陷，冬季溫差變化導(dǎo)致的結(jié)冰問題也可以得到很好的緩解。同時(shí)，較不定期更換軸承，極大地節(jié)約了零部件更換成本與人力資源，最重要的是，可以一定程度上降低故障發(fā)生率，減少對客戶正常使用的影響，節(jié)約時(shí)間成本，減少經(jīng)濟(jì)損失。

6 結(jié)語

綜上，通過對該P(yáng)PY型智能立體車庫出入口轉(zhuǎn)盤對中裝置在多塵及雨雪天氣情況下常見故障的深入分析，結(jié)合該故障的常規(guī)解決方案，本文建議對輥?zhàn)拥脑O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，從源頭上降低故障發(fā)生率。該技術(shù)方案的改進(jìn)，能在原有設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，盡可能減少輥?zhàn)虞S承泥灰侵入及雨雪結(jié)冰的可能，能夠更便捷地實(shí)現(xiàn)軸承潤滑，以降低設(shè)備故障率，延長對中裝置關(guān)鍵零部件使用年限，節(jié)約運(yùn)維與人力資源成本，提升用戶體驗(yàn)效果。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 陳小瓊.立體車庫智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[J].機(jī)電信息，2020（33）：90-91.

[2] 鄭建全.基于PLC的垂直循環(huán)式立體車庫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)電信息，2019（21）：128-129.

[3] 杭州西子智能停車股份有限公司.產(chǎn)品中心[EB/OL].[2021-05-08].http：//www.xiziiparking.com/products.

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[4] 林旺陽.平面移動(dòng)式立體車庫關(guān)鍵技術(shù)研究[D].廣州：華南理工大學(xué)，2016.

[5] 劉小華.帶環(huán)箍層鋼框架立體停車結(jié)構(gòu)靜力及動(dòng)力性能研究[D].長沙：湖南大學(xué)，2013.

收稿日期：2021-05-12

作者簡介：陳力華（1993—），男，吉林四平人，助理工程師，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。