TỔNG QUAN và PHÂN TÍCH NGUYÊN lý HOẠT ĐỘNG hệ THỐNG GARA OTÔ TRÊN THẾ GIỚI và VIỆT NAM THUYẾT MINH CÔNG NGHỆ THIẾT kế bãi đỗ XE tự ĐỘNG

Trong bối cảnh đó, Tháng 5/2011, Ủy ban Nhân dân thành phố Hà Nội đã giaocho Tổng Công ty Vận tải Hà Nội Transerco nghiên cứu dự án thí điểm gara đỗ xecao tầng bằng giàn thép lắp ghép t

Lối thoát cho giao thông tĩnh

Trong khi phương tiện cá nhân ngày càng bùng nổ, Hà Nội đã cho phép sửdụng lòng đường, vỉa hè làm bãi đỗ xe như một giải pháp tình thế Đến khi thấy bấthợp lý, thành phố lại thu hồi một loạt… các điểm trông giữ xe

Trong bối cảnh đó, Tháng 5/2011, Ủy ban Nhân dân thành phố Hà Nội đã giaocho Tổng Công ty Vận tải Hà Nội (Transerco) nghiên cứu dự án thí điểm gara đỗ xecao tầng bằng giàn thép lắp ghép tự động tại địa chỉ 32 Nguyễn Công Trứ, Công tykhai thác điểm đỗ xe Hà Nội thí điểm làm dự án giàn thép đỗ xe tại phố Trần NhậtDuật, Nguyễn Công Hoan và một số tuyến phố Nguyễn Đình Chiểu – Trần NhânTông, quận Hoàng Mai, nút giao Pháp Vân …

Các dự án giàn thép này được lắp ghép tự động theo công nghệ của Hàn Quốc,Nhật Thời gian lấy mỗi chiếc xe chỉ mất từ 2 - 3 phút Giá trông giữ xe vé lượt là30.000đồng/xe/120 phút; trông giữ xe ngày, đêm từ 2– 2,5 triệu đồng/1xe/1 tháng.Tuy nhiên giá thành của bãi đỗ xe nhập khẩu của Hàn Quốc đặt tại NguyễnCông Trứ lên tới 13 tỷ cho 3 blog mỗi blog chứa được 10 xe và với mức thu phínhư vậy khả năng thu hồi vố là khá dài so với tuổi thọ của một chiếc máy vì thếnhiều người vẫn chua mạnh dạn đầu tư Vì vậy nhóm sinh viên chúng em đã đinghiên cứu thiết kế “Bãi đỗ xe tự động bằng khung thép quay vòng đứng “ nhằnmục đích nộ địa hóa bãi đỗ xe tự động từ khâu thiết kế đến khâu gia công, kịp thờisủa chữa những chi tiết hỏng hóc, hạ giá thành và giải quyết bài toán kinh tế, nhânrộng giải pháp ưu việt này

PHẦN 1

TỔNG QUAN VÀ PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG

GARA OTÔ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM

1.1 Phân loại hệ thống bãi đỗ xe tự động

1.1.1 Phân loại theo quy trình lưu chuyển

Cơ cấu vận chuyển

1 Hệ thống thang máy- robot

6 Hệ thống thang nâng-dịchchuyển ngang

7 Hệ thống quay vòng đứng

8 Hệ thống nâng hạ-dịch chuyểnngang

Mỗi dạng hệ thống có thể áp dụng nhiều dạng cơ cấu chấp hành tùy thuộc vàođiều kiện thực tế

Cơ cấu vận chuyển thực hiện chức năng di chuyển cơ cấu chấp hành đến vị trívào ra (IN/OUT Posion)

Cơ cấu chấp hành là cơ cấu thực hiện chức năng dich chuyển vào/ra xe otôkhỏi vị trí đỗ thông dụng:

-Cơ cấu cánh tay robot

-Cơ cấu móc léo

-Cơ cấu liên kết khớp

1.1.2 Phân loại theo hệ thống điều khiển.

1, Hệ thống bãi đỗ xe cơ khí

2, Hệ thống bãi đỗ xe tự động

3, Hệ thống bài đỗ xe thông minh

Hệ thống gồm 1 lối đi ở giữa, hai bên gồm 1-2 dãy vị trí lưu đỗ

Thang máy : thang máy có nhiệm vụ nâng hạ robot đến đường ray của mỗitầng, tại điểm xuất phát này Robot tự hành đến vị chí lấy xe otô Tại vị trí này, cánhtay robot di chuyển đến các các bánh xe otô thực hiện thao tác: kep, nâng di chuyển

Hình 121

Lưu đồ vận chuyển xếp/ rỡ của hệ thống thang máy-robot

Đặc điểm :

-Hệ thống này được sử dụng rất rộng rãi cho lưu kho và đỗ xe có quy mô lớn ,

hệ số an toàn cao (do vị trí lưu đỗ là tĩnh tại) Đặc biệt hệ thống này là giải pháp tiếtkiệm năng lượng lưu chuyển Để tăng số lượng lưu đỗ, 1 hệ thống có thể có nhiềurobot

Điều khiển hệ thống khá phức tạp và chi phí đầu tư lớn

1.2.2 Hệ thống cầu trục-di chuyển.

Cầu trục : cầu trục tự hành có nhiệm vụ nâng hạ và dịch chuyển bàn thao tác (pallet)

Bàn thao tác có cơ cấu móc kéo chuyển pallet ( khay chứa xe otô) thực hiệnthao tác vào/ra vị trí lưu đỗ Cơ cấu chấp hành có thể sử dụng nhiều dạng khác nhau Lưu đồ vận chuyển : (hinh 122)

Hình 122 : lưu đồ vận chuyển hệ thống cầu trục-dịch chuyển ngang

Ảnh minh họa: Hệ thống cầu trục chi chuyển

Nhược điểm: Hệ thống hạn chế chiều cao nâng chuyển và phát thải ồn cơ học

1.2.3 Hệ thống thang nâng-quay vòng ngang.

-Thang nâng: Thang nâng trong hệ thống này có dạng thang máy: nâng, hạpallet theo phương đứng

-Cơ cấu vạn chuyển trên 1 tầng theo phương pháp đấy/ kéo trượt ngang cácpallet theo một vòng chòn khép kín ( pallet có thể dịch chuyển theo 2 phương nằmngang trên 1 tầng)

-Cơ cấu chấp hành xếp vào/lấy ra khá đơn giản theo nguyên tắc “ăn khớp”truyền lực giữa các pallet với nhau

Sơ đồ lưu chuyển

Hình 123 sơ đồ lưu chuyển hệ thống thang nâng-quay vòng ngang

Đặc điểm:

Hệ thống này cho hệ số sử dụng diện tích khá cao (>80%) thường sử dụng chobãi đỗ ngầm và nổi tòa cao ốc

Truyền lực giữa pallet với nhau bằng liên kết khớp nối Khi thang cuốn chịchchuyển thì khớp liên kết giữa pallet tự phân khai ra khỏi chuỗi

Đường lưu chuyển của hệ thống này được thiết lập nhờ kết hợp truyền độngchịch chuyển ngang của cả và thang nâng ở 2 đầu Đườn chuyển động là vòngchuyển động ngược chiều khép kín giữa tầng này với tầng khác qua 2 đầu thangcuốn

Sơ đồ lưu chuyển : (hình 125)

Khi thang nâng nâng bàn robot kết hợp chuyển động quay vòng đến vị trí xácđịnh thì robot bắt đầu làm việc

Chiều cao hạn chế do kết cấu thang nâng phức tạp

Hệ thống này sử dụng cho bãi đỗ khu công sở, siểu thị, Bãi đỗ có thể thiết kếngầm và nổi

1.2.6 Hệ thống thang máy – dịch chuyển ngang

Do có chiều cao lớn khó khăn cho công tác phong chống cháy nổ.

Hình 126 sơ đồ lưu chuyển

Hệ thống thang nâng-dich chuyển ngang

Các pallet chứa xe được treo trên 2 dải xích tải và di chuyển vòng tròng theochuỗi xích Trên khung pallet có con lăn tựa dẫn hướng giữ thăng bằng pallet khichuyển động Hệ thống sử dụng duy nhất 1 bộ truyền động.

Hệ thống này có nguyên lý làm việc đơn giản đạt chỉ tiêu sử cao về không gian

và thời gian xuất/nhập

Nhược điển:

Hệ thống này hạn chế vầ chiều cao và phát thải tiếng ồn cơ học

Sử dụng: Hệ thống này được sử dụng rộng rãi cho mọi qui mô và nhiều đốitượng sử dụng: Công sở, cụm dân cư và dịch vụ trông giữ xe, đầu tuyến phố bộ

1.3 Lựa chọn, thiết kế một gala otô tự động phù hợp cho các đô thị ở Việt Nam.

Qua quá trình phân tích các hệ thống bãi đỗ xe tự động chúng em nhận thấy :Trong điều kiện hiện tại của Việt Nam, giàn đỗ xe cao tầng bằng thép là một giảipháp tương đối phù hợp với điều kiện đô thị tại Việt Nam Trong đó bãi đỗ xe bằngkhung thép quay vòng đứng có rất nhiều ưu điểm có thể triển khai ở những khu đấtkẹt, diện tích tiện ích 95%, quá trình thi công rất cơ động, xây dựng nhanh (khoảng

15 ngày), nếu cần điều chỉnh tháo dỡ cũng chỉ cần năm ngày là xong Thời gian lấymỗi chiếc xe chỉ mất từ 2 - 3 phút. Đặc biệt bãi đỗ xe kiểu này phù hợp cho công ty,đơn vị hành chính, khách sạn, nhà hàng… có số lượng xe otô đậu lại từ 5 đến 10chiếc mà diện tích chỗ để xe chỉ đủ cho 3 đế 4 chiếc Đây là một mô hình hoàn toàn

có thể nhân rộng Ở Việt Nam dù có một số dự án nhưng vẫn chưa làm và không thểtriển khai được do gặp nhiều khó khăn về vốn, công nghệ…

PHẦN 2:

KHẢO SÁT NHU CẦU SỬ DỤNG BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG VÀ TÌM HIỂU

VỀ BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG TẠI 32 NGUYỄN CÔNG TRỨ

2.1 Nhu Cầu Xã Hội.

Hiện nay thiếu chỗ đỗ xe ô tô tại Hà Nội và TP Hồ Chí Minh trở nên nghiêmtrọng Tại Hà Nội hiện có (bao gồm các điểm đỗ xe bên trong các nhà cao tầng) chỉđáp ứng được 15%-20% nhu cầu để xe của dân cư thủ đô

Theo số liệu cục cảnh sát giao thông đường bộ về số lượng xe dưới 9 chỗngồi đăng ký lưu hành tại Hà Nội và TP Hồ Chí Minh:

Theo công ty khai thác điểm đỗ xe Hà Nội, hiên trên địa bàn có 129 điểm đỗ

xe do công ty quản lý, với tổng diện tích 22.94 ha, công suất đỗ 5.863 xe ô tô, trong

đó có 123 điểm đỗ xe trên hè đường phố (diện tích khoảng 70.430m2 ) , 6 điểm đỗ

xe trong khuôn viên (tổng diện tích 158.984m2) Với tổng diện tích nói trên, cácbến, các điểm đỗ xe chỉ mới đạt được 0,45% quỹ đất xây dựng đô thị dành cho giaothông tĩnh và chỉ đáp ứng được 15%-20% nhu cầu để xe của dân cư thủ đô

2.2 Tổng Quan Về Bãi Đỗ Xe Tự Động Ở 32 Nguyễn Công Trứ.

Hệ thống bãi đỗ xe bằng giàn thép thép lắp ghép được nhập khẩu từ Hàn Quốctại 32 Nguyễn Công Trứ (quận Hai Bà Trưng, TP Hà Nội) do tổng công ty vận tải

Hà Nội Transerco làm chủ đầu tư

Hình 2.2 Hình ảnh minh họa về một block để xe 5 tầng

Toàn bộ hệ thống được lắp ghép với nhau và tháo lắp đơn giản Quá trình làmviệc được hoàn toàn tự động bằng việc điều khiển thông qua các hộp điều khiển gắn

ở mỗi block và các block này hoạt động độc lập với nhau

Hình 2.3.Hộp điểu khiển Hình 2.4 Hệ thống đèn chiếu sáng.

Hệ thống đèn chiếu được trang bị đồng bộ, hiện đại phục vụ cho công tác hoạtđộng và bảo vệ của bãi đỗ

Kết cấu dàn thép: gồm các cột thép và các thanh giằng có mặt cắt hình chữ I

được lắp ghép lại với nhau qua các mối ghép hàn và bulông

Hình 2.5.Mối ghép bulong

Thông số kỹ thuật chung của hệ thộng:

Loại hệ thống Hệ thống đỗ xe trục xoay vòng

đứngKích thước: rông x dài x cao 5520mm x 21420mm x

10310mmTốc độ di chuyển xích tải 3.75 m/phút

Kích thước pallet: rông x dài x

điều khiển

Ưu nhược điểm của hệ thống:

+ Ưu điểm: Hệ thống này có nguyên lý làm việc đơn giản, hệ thống được lắpđặt và tháo dỡ nhanh chóng, đơn giản và có thể lắp đặt tại các mặt bằng nhỏ hẹp.+ Nhược điểm: Hệ thống này hạn chế về chiều cao và phát thải tiếng ồn cơhọc

Sử dụng:

+Hệ thống này được sử dụng rộng rãi cho mọi qui mô và nhiều đối tượng sử

2.3.1 sơ đồ nguyên lý hoạt động.

4

5

1 2

3

6 7

8

9

10

11

Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý hoạt động

1, 8, 9: Bánh xích 2 Ổ đỡ 3 Xích tải 4 Đông cơ 5 Hộp giảm tốc 6, 7.

Trục bánh xích 10 Khớp nối 11 Má hình thang.

2.3.2 Nguyên lý hoạt động.

Có thể chia làm 2 bên, một bên chủ động và một bên bị động Động cơ tạonguồn động lực truyền mô men quay tới hộp giảm tốc qua khớp nối Từ hộp giảmtốc mô men được truyền tới trục bánh xích 6 qua khớp nối và truyền chuyển độngtới trục I, thông qua trục số I truyền mô men sang bên bị động

Trục bánh xích 6 có gắn xích tải sẽ ăn khớp với trục bánh xích số 7, trục bánhxích 7 truyền mô men qua bánh xích 8 qua bộ truyền xích tải Bánh xích 8 được liênkết với bánh xích 9 qua mối hàn, do đó bánh xích 8 và bánh xích 9 chuyển độngquay cùng nhau

Khi bánh xích 9 chuyển động, nó và trục bánh xích 1 tạo nên bộ truyền độngxích với bánh xích 9 là bánh chủ động, khi đó xích tải 3 di chuyển, trên xích tải 3 có

gắn các má hình thang, nó được liên kết với trục nâng pallet, do đó khi xích tải dichuyển thì pallet củng di chuyển theo tạo nên chuyển động xoay tầng.

Hình 2.7 Nguyên lý hoạt động

2.3.3 Nguyên tắc đưa xe vào, ra khỏi hệ thống.

Nguyên tắc đưa xe vào: Ở tầng 1 thường bao giờ củng có một pallet trống.

Người lái xe đưa xe vào sàn nâng của pallet ở tầng 1 và ra khỏi pallet Hệ thồngđiều khiển phát ra tín hiệu điều khiển thông qua hộp điều khiển gắn ở mỗi block và

do nhân viên thực hiện, xe sẽ được đưa lên tầng tiếp theo cho đến khi ở tầng 1 xuấthiện pallet trống thì khi đó hệ thống sẽ dừng hoạt động

Nguyên tắc đưa xe ra: người nhân viên thực hiên thao tác điểu chỉnh hộp điểu

khiển, khi đó hệ thống sẽ quay vòng cho đến khi xe cần lấy ra xuất hiên ở tầng 1 thì

hệ thống sẽ dừng vì lúc này ở tầng 1 đã có một pallet trống chờ sẵn do xe vừa lấy ra

Hình 2.8 Nhân viên hướng dẩn đưa xe vào gửi

2.4 Tìm Hiểu Về Các Bộ Phận Chính Của Hệ Thống.

Trên pallet có 4 bánh xe làm bằng cao su để dẩn hướng di chuyển đồng thờigiữ thăng bằng cho pallet Khi hoạt động các bánh xe này sẽ lăn trên các rảnh dẩnhướng.

Hình 2.10 Bánh xe dẩn hướng pallet

Pallet được tạo thành từ các bộ phận như trục nâng, sàn nâng, thanh giằng quacác mối ghép ren, hàn

Ø1040

Hình 2.12 Kết cấu bánh xích số 1

2.4.4 Trục bánh xích số 6 và trục bánh xích số 7.

20 20 20

Hình 2.16 Kết cấu Trục bánh xích số 7.

Hình 2.20 Bánh xích số 9

Ø1200

Ø1040

50 Ø200

Hình 2.21 Kết cấu bánh xích số 9

Bánh xích số 9 được ghép liền với bánh xích 8 thông qua các mối ghép hàn

Cả bánh xích 8, bánh xích 9 được lắp vào trục nối có bạc lót và ghép vào trục IIthông qua mối ghép bulong Khi vận hành trục II chỉ có tác dụng đỡ mà khôngchuyển động, tức là trục đứng im

Hình 2.22 Kết cấu lắp ghép bánh xích số 9

2.4.7 Trục I.

Trục I nhận mô men quay từ bánh xích 1 thông qua trục nối ghép bằng cácmối ghép bulong Trục I có cấu tạo như một trục các đăng và được lắp với trục nốithông qua trục trữ thập

B

Ø200 Ø170

Ø120

Ø10 8x

B-B

20 4x

127

162 30

4500

20 110

Ø150 Ø10

8x

150 10

A-A

Hình 2.24 Kết cấu trục số II.

Trục nối được lồng vào trong bạc lót và được đỡ bằng ổ bi

150 10

60 Ø40

PHẦN III THUYẾT MINH CÔNG NGHỆ THIẾT KẾ BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG

(KIỂU: Hệ thống quay vòng đứng)

3.1 Căn cứ cơ sở.

Các ăn cứ các tiêu chuẩn kỹ thuật và an toàn cho bãi đỗ xe tự động:

-Căn cứ vào nhu cầu, điều kiện bến bãi, cơ sở hạ tầng và nhu cầu sử dụng của chủ đầutư

-Căn cứ tiêu chuẩn xây dựng nhà cao tầng TCXDVN 323-2004 về chỗ để xe,đường xe chữa cháy

-Căn cứ tiêu chuẩn về thiết bị phòng cháy chữa cháy :

TCVN 3890 : 2009; TCVN 6379 : 1998

-Căn cứ tiêu chuẩn về thiết kế otô con (P): TCVN 4054-85; TCVN 4054-98-Tham khảo tiêu chuẩn ngành ASA (U.S.A) về an toàn bãi đỗ xe cơ giới.-Tham khảo đề xuất tiêu chuẩn thiết kế bãi đỗ xe: COP – bản quyền 2011 củahiệp hội thiết kế bãi đỗ xe Singapo và Châu Á

-Tham khảo ứng dụng tiêu chuẩn kích thước bãi đỗ xe của Korea

3.2 Thông số kỹ thuật cơ bản.

3.2.1 Kích thước tiêu chuẩn xe otô 4 chỗ, mã chủng loại P theo TCVN 4054-85.

Dài(l)

(mm)

Rộng(w)(mm)

Cao(h)(mm)

Cơ sở(WB)(mm)

Cánhtrước(f)(mm)

Bán kính rẽtối thiểuvòng trong(mm)

Bán kính rẽtối thiểuvòng ngoài(mm)

3.2.2 Tiêu chuẩn không gian cho 1 vị trí lưu đỗ thiết kế áp dụng cho dự án này:

Đường giao thông trong bãi đỗ rộng 3600 (cho 1 chiều), rộng 6000 (cho 2chiều)

Bán kính quay vòng nhỏ 4425 (mm)

Kích thước ngăn gửi otô lấy theo các giá trị trong bảng sau:

Chiều rộng Lớn hơn chiều rộng ô tô chứa trong đó cộng thêm 0,15 (m).Chiều dài Lớn hơn chiều dài ô tô chứa trong nó cộng thêm 0,2 (m)

Chiều cao Lớn hơn chiều cao ô tô chứa trong nó cộng thêm 0,05 (m).

Tuy nhiên phải lớn hơn 1,6 (m)

Không gian chứa xe:

Dài(mm)

Rộng(mm)

Cao(mm)

3.2.3 Thông số kỹ thuật bãi đỗ xe tự động loại: Quay vòng đứng.

- Số vị trí đỗ xe/ 1 hệ thống: 10 xe

- Tốc độ di chuyển:

- Thời gian lấy xe lớn nhất: 3,5 phút

- Công suất động cơ:

- Nguồn điện: 3pha AC 220/380 50Hz

- Điều khiển tự động PLC

- Kích thước bao: Dài x rộng x cao:

3.3 Thiết kế một số cụm chi tiết và kết cấu chính.

3.3.1 Pallet.

Pallet là khung sàn chứa ô tô cần lưu đỗ trên hệ thống, mỗi pallet đỡ được một

xe và số lượng pallet bằng số lượng xe mà hệ thống có thể xếp được

Về kết cấu pallet được tạo lên từ thép tấm và thép ống

Không gian chứa xe tố thiểu của pallet:

Dài

(mm)

Rộng(mm)

Cao(mm)

Khối lượng tối đacủa 1 xe (tấn)

Sử dụng phần mềm hỗ trợ Sap2000 để tính toán tối ưu pallet.

1 Khai báo tải trọng tiết diện.

- Khai báo tải trọng : phân bố tải trọng lên bánh trước và bánh sau lấy theo tỷ

lệ 6:4

1 Sau khi thiết lập các thông số và chạy chương trình ta thu được.

Sơ đồ về độ võng Tiết diệm tối ưu

Sau đó phần mềm sẽ đưa ra các tiết diệm tối ưu nhất:

Auto1 thép chữ U 400x100x4 (mm) Khối lượng 491,7 (kg)

Auto 2 ống tròn đường kính ngoài D = 39 (mm), dầy 5 (mm) Khốilượng 4 thanh 22,9 (kg)

Auto 3 ống vuông 60x60x3,5 Khối lượng 2 thanh 15,39 (kg)

Auto 4 ống tròn đường kính ngoài D = 60 (mm), Dầy 5 (mm) Khốilượng 20,24 (kg)

Tổng khối lượng của pallet 550,23 (kg)

3.3.2 Động học của pallet.

1.Xích tải: Là dải xích nâng pallet chuyển động theo vòng tròn đứng.

Như trên ta lụa chọn và tính toán được chiều cao pallet là 1,7 m Nên tachọn bước xích t = 0,425 m Suy ra chiều dài dải xích tải là L = 17 m

Pallet chuyển động từ các vị trí xuống vị trí thấp nhất để nhận xe vàxuất xe

Thời kỳ tăng tốc với gia tốc a1 và thời gian t1,động cơ quay đều với tốc

độ định mức ω=ω dm nghĩa là tốc độ v = vMax thì dừng máy với tốc độ a 2 ,thời gian t2

Các thông số đã biết: quãng đường di chuyển H = L/2, L chiều dài dảixích Thời gian lấy xe 1÷ 2 phút