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1、叉裝車工作裝置設計摘要叉裝車裝載已成為高空作業(yè)設備的重要類別，廣泛應用于建筑工地、工礦企業(yè)等倉庫工地的起重、運輸、堆放磚塊、木材、鋼材等物料的起重運輸設備，隨著經(jīng)濟建設的發(fā)展，需求量越來越大。而且越來越大，越來越高，對其性能的要求也越來越高。本文的主要任務是完成叉裝車的總體計算、總體布置、臂架結構設計和有限元分析。本文主要內(nèi)容：介紹了叉裝車的用途，國內(nèi)外叉裝車發(fā)展的比較，及其發(fā)展前景。同時簡要介紹了臂架的結構和工作原理。完成了關鍵點的工作裝置布置、工作高度、工作范圍的計算，并對機器的穩(wěn)定性進行了驗算。畫出機器的總體布局。對臂架的結構設計、強度、剛度和穩(wěn)定性進行了計算。同時，完成吊臂系統(tǒng)的裝配圖

2、、單臂和兩臂的裝配圖以及相關零件的工程圖。對CAD的設計過程進行了繪圖、裝配，最后將其工程圖模塊應用到二維工程圖中。本文設計的叉裝車是指JCB530型叉裝車的外形尺寸，嚴格按照起重機的金屬結構、BSN EN 14591999和機械設計手冊等設計規(guī)范設計，其性能和質量符合相關要求。關鍵詞：叉裝車；穩(wěn)定性；臂架；有限元分析Forklift truck working device designAbstract：Forklift loading has become an important category of high-altitude operation equipment, which i

3、s widely used in lifting, transportation, stacking bricks, wood, steel and other materials lifting and transportation equipment in construction sites, industrial and mining enterprises and other warehouse sites. With the development of economic construction, the demand is increasing. And as it gets

4、bigger and bigger, it gets higher and higher, and the performance requirements get higher and higher. The main task of this paper is to complete the forklift overall calculation, overall layout, boom structure design and finite element analysis.Main contents of this paper:This paper introduces the a

5、pplication of forklift truck, the comparison of forklift truck development at home and abroad, and its development prospect. The structure and working principle of the boom are also introduced.Completed the key points of the device layout, working height, working range of the calculation, and check

6、the stability of the machine. Draw the general layout of the machine.The structural design, strength, stiffness and stability of the boom are calculated. At the same time, the assembly drawing of the lifting boom system, the assembly drawing of single arm and two arms and the engineering drawing of

7、related parts are completed.The CAD design process is drawn and assembled, and the engineering drawing module is finally applied to the two-dimensional engineering drawing.The forklift designed in this paper refers to the overall size of JCB530 forklift, which is designed in strict accordance with t

8、he metal structure of the crane, BSN EN 14591999, mechanical design manual and other design specifications, and its performance and quality meet the relevant requirementsKey Words：Telehandler；Stability；Boom；The Finite element analysis 目 錄摘要IABSTRACTII緒論11 叉裝車概述11.1 叉裝車簡介11.2 國外叉裝車發(fā)展狀況11.3 國內(nèi)叉裝車發(fā)展狀況2

9、1.4 國內(nèi)叉裝車的前景及發(fā)展趨勢21.5 國內(nèi)、外相關標準3第一章 畢業(yè)設計任務書41題目來源：實際應用42設計要求和設計參數(shù)42.1設計要求：42.2設計參數(shù)：43個人重點工作54各階段時間安排55應閱讀的資料及主要參考文獻目錄5第二章 畢業(yè)設計計算說明書51 設計參數(shù)及整機尺寸51.1 設計參數(shù)61.2 整機尺寸62重要鉸點布置及其計算73 作業(yè)高度h計算84 幅度R計算95 整機穩(wěn)定性計算95.1 整體穩(wěn)定性計算工況和載荷95.2 整體穩(wěn)定性結果匯總116 臂架結構設計及其計算126.1 臂架結構設計126.2 臂架理論計算136.2.1 臂架全伸，仰角時剛度、強度計算136.2.2

10、臂架全伸，仰角0度時剛度、強度、穩(wěn)定性計算256.3 各臂節(jié)支反力計算276.3.1 對臂架整體受力分析276.3.2 伸臂時各臂節(jié)支反力計算296.3.3 縮臂時各臂節(jié)支反力及縮臂鏈拉力30第三章：工作裝置液壓系統(tǒng)計算31參 考 文 獻63致 謝63緒論1 叉裝車概述1.1 叉裝車簡介叉裝車英文為:Forklift truck.以往人們所使用或見過的叉裝車都因為各種原因所以不能滿足或者不能更好的完成工作。比如貨物的裝卸和堆垛等等。因為叉裝車跟大部分工程機械一樣，必須靠近目標才能進行裝卸作業(yè)。如果遇到阻礙它的東西（比如 斷橋、河流等等）而不能完成該完成的任務。在碼頭也是一樣的那里大部分裝卸都要

11、在集裝箱內(nèi)進行，高度較高的貨物叉裝車都無法滿足，看到這種種問題，我們就必須設計出作業(yè)范圍更廣更多樣化的機械，以滿足各種行業(yè)的需求。叉裝車是市面上最常見的叉裝車與汽車起重機想結而組成的新的工程機械。它最主要的部分還是伸縮臂，跟起重機一樣用臂的伸縮來實現(xiàn)工作的距離以及高度。一般的工程機械都有好幾種功能，我們這叉裝車也一樣，它通過臂的伸縮來實現(xiàn)裝載貨物、舉升作業(yè)等等。同樣它增加了這些功能以外以前叉裝車有的功能也選擇性的保留了。因為有了伸縮工功能，所以在工作范圍有了很大的發(fā)展。伸縮臂也有了自己的發(fā)展方向，今后一定會出現(xiàn)功能更加強大的叉裝車在高空作業(yè)類小型機械中，主要有高空作業(yè)平臺、叉裝車等種類。叉裝車

12、按結構型式主要分為回轉式和非回轉式，本文主要闡述非回轉式叉裝車。非回轉式叉裝車的結構分為上車和下車。上車主要包括臂架、連接裝置、調平裝置、附屬裝置等。下車主要包括駕駛室、底盤、發(fā)動機等。傳統(tǒng)叉裝車的起升部分是立式門架，貨叉主要沿垂直方向完成叉裝、起升作業(yè)。起升高度受門架高度限制，主要用于貨物裝卸與轉運作業(yè)。叉裝車在叉裝與起升作業(yè)方面與傳統(tǒng)叉裝車相類似，其與傳統(tǒng)叉裝車的不同之處是具有伸縮臂，伸縮臂和駕駛室置于兩側；伸縮臂可使貨叉在水平方向前后伸縮、上下運動；臂架頭部可配置多種附屬裝置，完成多種作業(yè)。叉裝車主要功能有叉裝運輸、挖掘、抓鏟、起升吊裝、工作平臺、清掃作業(yè)等。叉裝車具有獨特的優(yōu)點，主要用

13、在建筑工地、工礦企業(yè)倉庫和其他工地上起升、運輸、堆放磚頭、木材、鋼材和其他物料。叉裝車能夠利用多種附屬裝置，有效完成多種不同作業(yè)，真正成為多功能工程機械。叉裝車的特點有1：（1）靈活性叉裝車采用四輪驅動型式，有三種轉向模式（前輪轉向、四輪轉向、斜行行走），雙速齒輪變速箱，轉彎半徑小，能在狹小的空間靈活、快速、準確作業(yè)。（2）多用性叉裝車用途廣泛，可長時間連續(xù)作業(yè)。有一系列可快速更換的附屬裝置供選擇，包括貨叉、鏟斗、桁架臂、立式門架等。無需購買其他機型，只需在機器上增加幾個可用附件，就可以提升叉裝車的生產(chǎn)能力、靈活性及工作效率。（3）穩(wěn)定性及安全性叉裝車軸距長、重心低、車架前部可安裝穩(wěn)定支腿且臂

14、架具有伸出、降低自動鎖定功能、發(fā)動機置于車架縱向中心，使其在山坡和崎嶇地帶可以保持穩(wěn)定；重量分布均勻，四輪驅動，改善了在泥濘地、巖石地帶、沙土及雪地上的機動性；視野開闊并。1.2 國外叉裝車發(fā)展狀況國外叉裝車增長速度非?？欤瑑H在美國，叉裝車市場每年增長25。在歐洲市場，叉裝車繼2004年需求市場再一次發(fā)展良好之后，2005年的銷售量也顯著提高，達到每年2.1萬臺，市場曾經(jīng)預測其銷售量只能達到每年2.1萬臺，但2006年銷售量劇增14%，市場的需求量超過2.6萬臺。來自租賃公司特別是英國和法國租賃公司的巨大需求將使該產(chǎn)品有良好的市場前景。預計未來5年的銷售量每年有可能穩(wěn)定在2.3萬2.4萬臺的水

15、平。國外主要生產(chǎn)商絕大部分集中在歐美，如美國的JLG、Genie、Terex、Case、Upright、Bobcat，英國的JCB，法國的Haulotte、Manitou，意大利的Faresin、New Holland，德國的Merlo，加拿大的Carelift等生產(chǎn)廠家。美國JLG有限公司成立于1969年，是全球最大的高空作業(yè)設備專業(yè)生產(chǎn)廠家。其生產(chǎn)工廠分布在美國和比利時。JLG伸縮臂叉裝機的主要對象不是建筑工程，而是類似化工廠的工廠以及工廠倉庫等2。2005年JLG與Caterpillart(卡特彼勒)簽訂協(xié)議，合作生產(chǎn)叉裝車，并于2007年推出了TH360B系列叉裝車，該系列產(chǎn)品起重量3

16、.5t5t，起升高度6.1m17m3。JLG叉裝車家族中分四大類：Skytrack、Gradall、Lall、JLG。意大利制造商Faresin集團下屬7個子公司，職能包括設計、生產(chǎn)、銷售等行業(yè)。其中，F(xiàn)aresin Handles Spa是于2006年6月Faresin收購Pingvel Haulotte后組成的新公司，主要生產(chǎn)叉裝車4。法國Manitou公司產(chǎn)品遍布20個國家，有500個銷售網(wǎng)點和23家子公司。其生產(chǎn)基地分別位于法國、意大利、中國、美國。其產(chǎn)品品牌系列化，如叉裝車品牌為Maniscopic 、車載式叉裝車Manitransi。法國的Manitou叉裝車系列分為5大系列：BT

17、系列、MT系列、MRT系列、MHT系列、MLT-MLA系列5。叉裝車在市面上出來沒多長時間，可是很受歡迎。特別是在歐洲各國，因為需求的增多，所以銷售的量也就很大。根據(jù)統(tǒng)計，2008年全球叉裝車市場規(guī)模達6.3萬輛，2009年前8個月已達5.1萬輛。04年歐洲市面上就有四千多的叉裝車。是當時最好賣的生產(chǎn)最多的機械。兩千零四年到兩千零五年叉裝車有百分之五的增長點，為什么要提到著呢。因為當時所有工程車輛都在走下坡，唯有伸縮比叉裝車還增長了百分之十五。兩千零五到兩千零六年叉裝車的出售的數(shù)量達到了將近5600和45000輛。除了在農(nóng)業(yè)及工業(yè)上得到利用外還在軍事上也用上了。不是因為別的，就是看中了它的機動

18、性能以及貨物裝卸的效率，美國軍隊在那一年訂購了四百臺。叉裝車因為賣的很好所以，生產(chǎn)的公司也漸漸變多了。比如英格蘭著名的JBC公司、還有法蘭西的MANITOU公司等等。在外國已經(jīng)有很多的生產(chǎn)廠家，而且生產(chǎn)出了起升高度高達2200cm，最大的起升重量就達到55000kg.野馬制造公司是在美國及其7429441155型號配備了一個伸縮式叉裝車不錯的遠程控制，可以操作的搖桿伸縮臂升降，并啟動發(fā)動機。弄了高的工作太子就沒有駕駛室，可以進行在很大的程度，從而提高了生產(chǎn)能力。意大利生產(chǎn)商法里森叉裝車研究的旋轉，他們采用的是一門全新的技術，能每時每刻改正最終的載荷，變固定無極變速支腿跨距，提高了起重的能力，減

19、少零部件個數(shù)，從而控制電路得以簡化。橫向和軸向對稱底盤中心線的機器及自動旋轉中心的H形腿的中心落下的中心位置，從而使樞軸升力，所以相同的重量，以確保整個周。外國開發(fā)和研制的的伸縮式吊運機運用的額是伸縮式叉裝車大大提高，對使用人員的工作量重要的技術非?？煽俊鴥?nèi)企業(yè)要掌握這些技術是不夠的，它很少在其生產(chǎn)中使用1.3 國內(nèi)叉裝車發(fā)展狀況中國叉裝車制造史要追溯到1989年，是由廈門嘉豐機械廠與同濟大學聯(lián)合設計生產(chǎn)出第一臺叉裝車6。中國的叉裝車起步晚，但是經(jīng)過這幾年的發(fā)展，其技術已經(jīng)有了長足的進步。國內(nèi)不少于8家公司已經(jīng)制造出叉裝車或者正在進入該行業(yè)7。在2007年CONEXPO亞洲工程機械博覽會上，

20、中國湖南山河智能公司更是展示出高技術的三節(jié)臂的叉裝車，代表了國內(nèi)的先進水平。現(xiàn)在主要的生產(chǎn)廠家有湖南的山河智能、山東濱州勝利特種叉裝車廠、廈門的夏嘉、夏虎和三家樂等公司。根據(jù)我國的基本國情，發(fā)展中的中國工程量肯定少不了。機械市場就更不用說了，對叉裝車也有了更多的幫助。到08年我們的叉裝車產(chǎn)值就有了5700萬元，另外對這些工廠而言，根據(jù)不斷地改進和完善07年就有4家進入全球前二十。那是前所未有的。雖說有了發(fā)展，但是相對其他國家而言還很慢。原因也是各方面的，由于各個機構的組成不成熟，雖然叫伸縮臂叉裝車，但實際上還打不到伸縮臂所具備的的一些要求。以前由廈門的嘉豐機械有限公司和四川廠一起生產(chǎn)了一種新型

21、號的伸縮臂叉裝車。它可以進行水平以下及九十的一半的度數(shù)之間的變幅，并可左右側移以提高對位精度轉向底盤為四輪驅動，在外工作的性能好還具根據(jù)輪胎來轉向和新型轉向，轉彎時的距離小在各種不同的路況下通過。整體性能達到一定的水平。雖說現(xiàn)在差不多有十家生產(chǎn)及研發(fā)伸縮臂的叉裝車的廠家，但是真正能大量生產(chǎn)的沒有幾個。根據(jù)數(shù)據(jù)我們了解到，07年我們國內(nèi)的伸縮臂叉裝車只賣了十幾臺。所以根據(jù)不斷地發(fā)展，人們對它的需求一定會越來越大，也就有了更好的發(fā)展前景及市場。我相信國內(nèi)的伸縮臂叉裝車在各個企業(yè)的帶頭研發(fā)線一定會有更好的發(fā)展。還有一點就是競爭，在外國的伸縮臂叉裝車企業(yè)不停地像國內(nèi)發(fā)展。這對伸縮臂叉裝車而言是好事，但

22、是對國內(nèi)正在研發(fā)的企業(yè)而言是不小的打擊。國外的企業(yè)有法國的曼尼托、西班牙的奧薩、英國的JBC、美國的凱斯、意大利的默羅等。這些都是國外很有名的企業(yè)。也有很好的技術，跟他們比起來我們就有一定的差距。雖然說我們有十幾年的發(fā)展，但這能說是萌芽階段，想要跟其他國家的技術去比拼，必須加強起身高度、轉彎的距離、運行的快慢。國外的伸縮臂叉裝車由于發(fā)展的時間長，有了一定的體系，比如說叉裝車可以在伸縮臂上安裝不同的屬具來實現(xiàn)它的更多功能。在我們國家叉裝車只能實現(xiàn)最為基本的功能。在我國伸縮式裝載和卸貨的機器上的好的技能與外國的運用差距。伸縮式叉裝車在我們這和國外大的公司為了提高生產(chǎn)伸縮叉裝車的工作能力。強大的研究

23、一些好的新的技能，新的組成和窮人槍能力的系統(tǒng)和應用。同樣仍是制造珀爾李菲的伸縮臂叉裝車的駕駛室DDS和蘭迪發(fā)展（兩個轉動系統(tǒng)）可逆驅動器操作功能，在一個先進的可以操作旋轉板，在特別的效果相反的方向驅動這是可能實現(xiàn)的操作，有較大的駕駛員操作空間。1.4 國內(nèi)叉裝車的前景及發(fā)展趨勢隨著國內(nèi)物流、安裝等行業(yè)順應國際潮流而快速發(fā)展，市場上對高舉升、大卸距裝載機械的需求日趨迫切。由于叉裝車具有超常的大作業(yè)范圍、優(yōu)越的平動升降、大行程的伸展功能以及獨特的小凈空結構，其應用范圍主要有：(1)物流行業(yè)貨物流通過程中的倉儲、裝卸、搬運環(huán)節(jié)；(2)工業(yè)垃圾收集、儲運及預處理行業(yè)；(3)農(nóng)村對農(nóng)作物的晾曬、收集、包

24、裝、儲運及處理作業(yè)；(4)農(nóng)村小型土、石方工程；(5)露天工程、設施的設備安裝作業(yè)；(6)道路、市政工程、郵電及電力設施的設備安裝作業(yè)；(7)石材流通領域中石板材、石雕產(chǎn)品貨柜的裝卸；(8)工廠企業(yè)中的物資裝卸及設備維護；(9)船艙物資的裝卸作業(yè)；(10)園林企業(yè)的樹木維護；(11)低層建筑的物料搬運。國內(nèi)不同行業(yè)對叉裝車的使用要求也不同，具體為：(1)國內(nèi)存在大量的小型煤炭、砂石料、飼料等散狀物料儲運相關企業(yè)，大都采用中小型裝載機進行物料的搬運和堆積。(2)隨著鐵路高幫敞車和公路高幫貨車及廂式貨車的普及使用，目前常規(guī)裝載機與叉裝車的作業(yè)范圍與實際作業(yè)需求不相適應。 (3)對于一些常見的非常規(guī)

25、的特殊裝卸、搬運作業(yè)，如在非固定場所進行以下各種散裝作業(yè)：敞開或盛裝液體容器等不可傾斜物料的裝卸、“隔墻”裝卸、越溝作業(yè)、“腹下”小凈空安裝工程、高溫物料的裝卸等等，一直以來，都需要采用特定的配套裝備和操作工藝，耗費人力、物力資源，作業(yè)周期長。而采用叉裝車，可以輕而易舉地實現(xiàn)高效率、低成本。另外，從INTERMAT 2006國際建筑及土木工程機械博覽會可以看出，參展的小型工程機械種類中，伸縮臂裝載機、伸縮臂叉裝車等產(chǎn)品明顯增多8。其主要原因是由于歐美等發(fā)達國家大規(guī)模的建設時期已經(jīng)過去，施工建設以維護為主，因此，對小型機械的需求較大。未來的中國，一方面大規(guī)模的經(jīng)濟建設仍將繼續(xù)，另一方面，維護改造

26、的工程會不斷增加，叉裝車的優(yōu)勢可以充分的發(fā)揮出來。未來四年國內(nèi)市場需求高速增長，每年增長將維持在千臺以上。通過綜上所述，中國的叉裝車未來幾年內(nèi)必然會有良好的市場前景。1.5 國內(nèi)、外相關標準國內(nèi)相關標準為叉裝車規(guī)范（GJB45552003），其于2003年12月3日由中國人民解放軍總后勤部公布。該規(guī)范規(guī)定了叉裝車的要求，適用于OCS2002-3叉裝車。該標準分為6部分范圍、引用文件、要求、質量保證規(guī)定、交貨準備和說明事項。要求主要包括：基本參數(shù)、產(chǎn)品質量及技術要求、叉裝車動力性能、穩(wěn)定性、作業(yè)可靠性、行駛可靠性、噪音等。質量保證規(guī)定主要包括：檢驗分類、基本參數(shù)測定、產(chǎn)品質量檢驗、動力性能測試、

27、試驗載荷、行駛可靠性等。在國外，美國叉裝車標準為Rough Terrain Fork Lifts （ANSI B 56.6），澳洲叉裝車標準為AS1418-19 for Telehandlers，歐洲叉裝車標準為Safety of industrial trucks - Self-propelled variable reach trucks（EN 1459）。1.5類型分析產(chǎn)品縮臂式叉裝車的設計包含兩個想法，一個高能量的多用途，它，容量高，應用范圍廣，為了實現(xiàn)這一理念，設計了機器的約束復雜，體積大;另一個想法是要壓縮的基礎上，在產(chǎn)品設計中，特征的想法，而比第一低，但結構緊湊，體積小。伸縮式裝

28、載機是用于性能要求的不同區(qū)域將具有不同的設計焦點一種多用途車輛，從而使產(chǎn)品的設計是不可避免的產(chǎn)品的常規(guī)基本形式。除了叉裝車的最根本的法式以外，其他形式可通過伸縮式的商務而發(fā)生劃分。對于高能量的多功能和緊湊六種類型的每個分類。1.5.1起重機類型：要增加能力伸縮臂叉裝車制造廠商的角度發(fā)送東西，在伸縮臂的增加的富阿杜，叉裝車學習移動式起重機形成及用法，伸縮裝這種類型的設備叉裝車，其目的是在兩個部分，外殼下部的結構，駕駛操作的部分和所述工作裝置，由旋轉機構連接的兩個部分之間，該工作器具繞垂直軸可以實現(xiàn)的。前面的幀和后面?zhèn)扔兴臈l腿，每個支腿可單獨調節(jié)時，以確保車輛，叉裝車的穩(wěn)定運行。叉裝車通常是因為只

29、擺動和伸縮式伸縮臂，伸縮裝置，使工作可以實現(xiàn)只在一個垂直平面，以改變工作方向，我們必須依靠移動車輛到達。而作為起重機伸縮叉裝車到滿負荷運行，可在任何位置工作。跟以往的能力揮桿該類車機制，伸縮式叉裝車裝載物件聯(lián)合在一起，充使用轉動的機構，伸縮結構延伸到高品質，具有廣泛的工作中的應用附件，加強和擴大可能性的范圍和相應的操作。用小型的用于建筑的機器能力的叉裝車，但隨著工程起重機沒有林敏的動作，也不是很舒服的。1.5.2拖拉機型號：Farm景點伸縮臂式裝載機主要是與農(nóng)牧有關的使用地方，從農(nóng)民的需求所以出現(xiàn)了屬于農(nóng)業(yè)的叉裝車，原來的規(guī)定主要處理決定問題的材料。有了非常好的物品及他們的發(fā)展壯大，具有現(xiàn)場操

30、作功能發(fā)揮的必然。 Farm景點叉裝車有農(nóng)民所用的拖拉機的特點，機械農(nóng)場提供了一個接口支持其三點鉤與配備540r/min和1000r/min時2動力輸出的拖拉機，農(nóng)業(yè)機械，植物可能取決于機，割草機等設備春耕完成后，耙，播，切割等操作。一般來說叉裝車工作考慮，特別是在設備的功能，但在現(xiàn)實中卻并非如此。叉裝車在使用中挖掘設備的功能，而行走底盤功能也具有相比較的能力。不僅可以作為一般運輸拖拉機和伸縮式裝卸機可以說達到農(nóng)用拖拉機的幾乎所有功能。由于工作需要工作的特點和叉裝車，自重要比大型拖拉機功率，從而使牽引力是不是在玩和記錄裝置的問題。1.5.3兩個臂型：電瓶叉裝車一些特別的場合，除了外伸縮臂式裝載

31、機的最初的功能，在某些方面也有自己的選擇。對于大型物件，應當伸縮使用特定需求高負荷條件下的設備伸縮式吊運機。伸縮裝置延伸的工作區(qū)，但對于一個伸縮臂，以確定結構而言，也有一定的限制載荷的操作，以增加工作負載時，伸縮臂的容積的結構，必須增加，有很多方法來實現(xiàn)這一提高業(yè)務能力的機型，而使用武器作此用途結構是實現(xiàn)最經(jīng)濟的方式。使用結構武器，對稱地配置在車輛的任一側上的臂，以使車輛裝配是適當?shù)模鶆虻呢摵煞植?。由于該型貨叉用于集裝箱和其他項目，場館運營，運輸速度和要求不高的越野能力，集中精力，以獲得在規(guī)則中重型作業(yè)的能力的高性能負載。在這種類型的車，機艙集中容易為了更好的提高了視覺效果的觀察大件物品，以

32、及一些車輛被設計解除了駕駛室結構，觀察操作后有工作，機艙的高度。為了進一步提高容量和車輛的縱向穩(wěn)定性的操作的目的是使一個區(qū)別重模式下，一個預定值時，所述配重的向后移動，增加了垂直反扭矩超過負載重量。1.5.4工業(yè)叉裝車類型：主要工作內(nèi)容伸縮臂叉裝車裝卸貨物，也很難全身而退的關系，傳統(tǒng)的工業(yè)叉裝車，它是一個完全繼承了二手叉裝車。與此同時，卡車的一些成熟的結構和底盤傳動系統(tǒng)也可以用伸縮式叉裝車的設計，有些個別的叉裝車，車輛框架研發(fā)設計時上也借用了叉裝車的總體布局下面是一個位于后非?？拷{駛員座位的車輛引擎的結構。這種伸縮式吊運機特別適用于倉庫，工廠，和堅定的，平坦的地方，沒有身體練級，前輪驅動，后

33、輪轉向，四輪驅動選擇為好。為了實現(xiàn)與傳統(tǒng)工業(yè)叉裝車代替起重龍門架，伸縮手柄，天邊不僅大大提升了駕駛者正前方，也為裝載障礙卸載擴大了范圍和能力，提高工作效率。1.5.5裝載機類型：批量加載也是叉裝車應具備的功能，但由于一些特殊車輛的批量加載的結構特點-裝載機注定是伸縮式吊運機的參考對象。與伸縮裝置結構形式裝載機工作裝置的布局是相似的，因此學會做一個新的裝載機伸縮臂，也是很自然的。這種在設備的前面伸縮叉裝車的駕駛室是相對較短的伸縮臂，通常只有兩個武器。上述所說的叉裝車已經(jīng)闡述和堅固的下車機構有兩種，前部和后部鉸鏈架，駕駛室和發(fā)動機的行的連接下車機構安裝在后車的結構上，車架安排的伸縮式中心，車輛鉸接

34、轉向上。該結構允許伸縮臂組件的方法可實現(xiàn)一系列的分心。剛性底盤組件模型，以同樣的方式聯(lián)合裝置的位置之間的關系，只不同的導向腳。這樣的模型通常具有不振蕩伸縮函數(shù)來完成的旋轉，各個模型伸縮裝置連接到機架的轉盤，以實現(xiàn)該樞轉功能。 短伸縮式吊運機盡管它的形式和種類復雜，寬領域，用戶復雜，但其形成和發(fā)展過程中，跨職能的要求和結構形狀清晰可見叉裝車是繼承和創(chuàng)新相結合的產(chǎn)物，是每一個物種，基于該結果，以產(chǎn)生與現(xiàn)有技術的目標的需求。伸縮式吊運機的本質不在于原來的新原理的設計和結構，但該設備經(jīng)常成功地嫁接繼承和創(chuàng)造性的結構。第二章 畢業(yè)設計計算說明書1 設計參數(shù)及整機尺寸1.1 設計參數(shù)1）作業(yè)工況：本次設計

35、給定的設計參數(shù)如下：設計動臂油紅最短安裝距155.3cm、最大行程132.5cm、工作額定壓力25Mpa；翻斗油虹最短安裝距141.1、最大行程66cm、工作額定壓力25Mpa，使之具有叉裝車和裝載機的功能,最大有效載荷：35000kg；最大提升高度：6988mm；1.2 整機尺寸根據(jù)標準要求，參照JCB530叉裝車外形尺寸，設計 叉裝車整機尺寸如下（見圖1）：總長：4868mm；總寬：2250mm；總高：2300mm；車架離地間隙：440mm；輪距：1845mm；軸距：2850mm；整機質量：約6.8t在伸縮臂，它是主要的原因，其他工程車輛，從而使第一個問題伸縮式吊運機是確定設備的關系，叉裝

36、車，并能直接影響整個結構的伸縮臂的設計的主要部分叉裝車形式的結構是伸縮裝置的不同配置。縱向伸縮臂是一個非常不錯的選擇，但也受到了伸縮臂的不同排列的橫向位置可在中間設置和兩個望遠鏡望遠鏡頁。您也可以根據(jù)不一樣的伸縮構建和其他機型的相互結合，可分為幾個類型有逼退型的和不變形的。1.工作裝置2.快換裝置3.調平油缸4.伸縮臂5.伸縮臂油缸6.基本臂7.司機室8.工具箱9.回轉平臺10.車架11.配重12.X型支腿13.擋雨板14.燃油箱15.回轉支承16.發(fā)動機及覆蓋件17.液壓油箱18.前后輪胎19.X型支腿20.貨叉架 圖1 整體布局簡圖2重要鉸點布置及其計算根據(jù)叉裝車特點，為了方便分析，各個鉸

37、點的坐標是以兩軸中心線與變幅平面交點的中點為原點坐標建立的。建立數(shù)學模型如圖2.1所示：圖2.1 鉸點布置數(shù)學模型A：一節(jié)臂質心；B：二節(jié)臂質心；H：變幅油缸質心；P：貨叉質心；Mn：為載荷質心；Sl伸縮油缸的伸長量；a-臂架仰角；d變幅油缸上鉸點到臂架根部鉸點的距離（平行于臂架方向）；d1d2全縮時各節(jié)臂質心到臂架根部鉸點的距離（平行于臂架方向）；dk全縮時K點到臂架根部鉸點的距離（平行于臂架方向）；h變幅油缸上鉸點到到臂架根部鉸點的距離（垂直于臂架方向）；h1h2各節(jié)臂質心到臂架根部鉸點的距離（垂直于臂架方向）；hkK點到臂架根部鉸點的距離（垂直于臂架方向）；已知：O1、H1點的坐標如下：

38、O1(-2772, 1565)H1(-1680, 936)表2-1 其它各點的動態(tài)坐標如下：xyH2O1x+dcosahsinaO1y+dsina-hcosaAO1x+d1cosa+h1sinaO1y+d1sina-h1cosaBO1x+(d2+sl)cosa+h2sinaO1y+(d2+sl)sina-h2cosaKO1x+(dk+2sl)cosa+hksinaO1y+(dk+2sl)sina-hkcosa3 作業(yè)高度h計算根據(jù)BS_EN_1459-1999對作業(yè)高度的要求： （3.1）式中：臂架后鉸點到地面的高度，； 臂架全縮時臂架后鉸點與貨叉與臂頭連接鉸點的距離，； 油缸伸長量,； 貨叉

39、與臂頭連接鉸點距貨叉頂面高度，； 臂架仰角，變化范圍為； 當油缸全伸，臂架仰角達最大值時，貨叉達到最大作業(yè)高度時：hmax=7463mm；當考慮臂架下?lián)隙葧r：hmax=7463-198=7265mm。此時的最大作業(yè)高度是貨叉底面到地面的距離。4 幅度R計算根據(jù)BS_EN_1459-1999對幅度的規(guī)定，按以下公式計算： （4.1）為臂架仰角, 變化范圍為；為油缸伸長量, ； 臂頭鉸點到后鉸點的距離（平行臂架方向），全縮時為4134mm；為臂頭鉸點到臂架后鉸點垂直臂架方向的距離930mm;后鉸點到前輪邊緣的距離 ，；為載荷重心到前鉸點的距離，；當臂架水平全伸時幅度為最大R=3924mm，此時油缸

40、伸長量為2865mm；5 整機穩(wěn)定性計算5.1 整體穩(wěn)定性計算工況和載荷根據(jù)歐洲標準BS_EN_1459-1999對穩(wěn)定性的規(guī)定，整體穩(wěn)定性計算的載荷和力的方向如表5-1所示。表5-1 整體穩(wěn)定性計算的載荷和力的方向工況額定載荷（Q）結構載荷(Sn)風力載荷(W)圖解1.00.11.00.11.00.11）堆垛（打支腿）VAVAHH圖6-12）行走VSVSHH圖6-23）堆垛（不打支腿）VAVAHH圖6-3 注： V-垂直，H-水平，A-傾角，S-斜坡上角度計算的三種工況分別為：（1）堆垛（打支腿），如圖5-1所示；（2）行走，如圖5-2所示；（3）堆垛（不打支腿），如圖5-3所示；圖5-1

41、堆垛打支腿時整體穩(wěn)定性計算簡圖圖5-2 行走時整體穩(wěn)定性計算簡圖圖5-3 堆垛不打支腿時穩(wěn)定性計算簡圖圖5-2中的Z為路緣石測試的系數(shù)，取在z0.1。計算傾覆和穩(wěn)定力矩時，應以最不利的傾覆線來計算，且底盤處于最大允許傾斜狀態(tài)。計算所得的穩(wěn)定力矩大于傾覆力矩則穩(wěn)定性符合要求。計算各工況穩(wěn)定性時：（1）確定各載荷作用點在相應作業(yè)幅度下的坐標，坐標系的規(guī)定見本論文第三章“鉸點布置及計算”部分；（2）各作用力對傾覆線與地面交點取矩，將穩(wěn)定力矩（正的力矩）和傾覆力矩（負的力矩）分別求和；（3）由公式安全系數(shù)=穩(wěn)定力矩/傾覆力矩，求安全系數(shù)，然后和最小安全系數(shù)做比較，大于最小安全系數(shù)代表穩(wěn)定性通過。各工作

42、情形最小安全系數(shù)如表5-2所示。表5-2 各工作情形最小安全系數(shù)臂架仰角安全系數(shù)1）堆垛2）行走1.41.34注：詳細的計算過程見 附錄Matlab程序5.2 整體穩(wěn)定性結果匯總以下給出的曲線為臂架從變幅到，且處于各個仰角下最大作業(yè)幅度時的n（n穩(wěn)定力矩/傾覆力矩）值。（1）堆垛(打支腿)此時臂架全伸，仰角0載荷為1200kg，由圖5-4可見，穩(wěn)定性系數(shù)最小值大于最小穩(wěn)定性系數(shù)1.4，故穩(wěn)定性合格。 圖5-4 堆垛（打支腿）整體穩(wěn)定性計算結果（2）堆垛(不打支腿)此時臂架全伸，仰角0，載荷為800kg，由圖5-5可知，穩(wěn)定性系數(shù)最小值大于最小穩(wěn)定性系數(shù)1.4，所以穩(wěn)定性通過。圖5-5 堆垛（不

43、打支腿）穩(wěn)定性計算結果（3）行走此時臂架全縮，起升高度為300mm，載荷3500kg此時由程序計算穩(wěn)定性系數(shù)n=1.69,大于最小穩(wěn)定性系數(shù)1.34，所以，穩(wěn)定性通過。6 臂架結構設計及其計算6.1 臂架結構設計 6.2 臂架理論計算表6-1 臂架截面參數(shù)一節(jié)臂二節(jié)臂慣性矩Iy(mm4)1.58e+087.55e+07慣性矩Iz(mm4)9.20e+074.77e+07抗彎模量Wy（mm3）1.17E+066.56E+05抗彎模量Wz（mm3）4.44E+053.08E+05質量m(kg)274228截面積（mm2）53007190對高空作業(yè)車進行整體分析可知：當臂架仰角且全伸時，為整機最大作

44、業(yè)高度；當臂架仰角且達到最大幅度時，整車穩(wěn)定性最差。所以強度、剛度分析的計算工況如表6-2表所示。表6-2 強度、剛度分析時計算工況工況額定載荷結構載荷手工力風載荷臂架仰角62度，全伸m1.33Q1.1MPw臂架仰角0度，達到最大幅度m1.33Q1.1MPw6.2.1 臂架全伸，仰角時剛度、強度計算臂架的幾何簡圖如圖6-2所示：(1).臂架受力分析1）變幅平面的強度計算載荷垂直載荷：其中：額定載荷，； (6.1) 平臺自重，； 臂架自重，由引起的軸向力： (6.2)由引起的橫向力 (6.3)由引起的臂頭力矩： (6.4)2）旋轉平面的強度計算載荷臂端的側向力： (6.5)由引起的軸向力：3）變

45、幅平面剛度的計算載荷剛度計算載荷只考慮有效載荷的靜力作用，即不考慮平臺自重和動載系數(shù)。垂直載荷： (6.6)其中：額定載荷，；由引起的軸向力： (6.7)由引起的橫向力 (6.8)由引起的臂頭力矩： (6.9)4）旋轉平面的剛度計算載荷 臂端的側向力： (6.10)由引起的軸向力： 5）使吊臂扭轉的扭矩側向力偏心和平臺偏轉引起的扭矩：(2).臂架的臨界力 (6.11)1）變幅平面的臨界力臂架在變幅平面內(nèi)為簡支外伸梁，由支承形式?jīng)Q定的長度系數(shù)由按插值法查表得。由變截面決定的長度系數(shù)臂架為兩節(jié)伸縮臂，） (6.12)查表得。2）旋轉平面的臨界力臂架在旋轉平面內(nèi)為懸臂梁，由支承形式?jīng)Q定的長度系數(shù)。由

46、變截面決定的長度系數(shù)臂架為二節(jié)伸縮臂， (6.13)查表得。旋轉平面的臨界力 (6.14)（3）臂架的強度計算圖6-5 臂架強度計算簡圖1）各節(jié)臂危險截面A、B的彎矩如下: (6.15)2）臂架非重疊部分強度校核軸向力由伸縮油缸承受，臂架結構只承受雙向彎曲。吊臂截面角點處正應力按下式計算 (6.16)臂架材料采用60鋼， (6.17) (6.18) (6.19) (6.20) (6.21)翼緣板和腹板上的剪應力： (6.22)其中 側向力偏心引起的扭矩； 截面輪廓中線所圍成面積的兩倍； 截面中的最小壁厚； B翼緣板最小寬度； H腹板高。表6-3 危險截面剪力計算參數(shù)表一節(jié)臂二節(jié)臂2061521

47、3919266B300260H360280計算表明危險截面上的剪應力都很小，遠小于許用剪應力，因此在后面的工況中可略而不計3）臂架重疊部分強度校核：局部彎曲問題：二節(jié)臂下翼緣板角點A,只有總體彎曲應力按下式計算 (6.23)此處應局部加強下翼緣板滑塊支承力作用點B附近的應力（下翼緣板滑塊支承力Nh作用點B附近處應力按整體彎曲和局部彎曲聯(lián)合作用進行強度校核：）局部彎曲應力 (6.24)Nh=0.5N11N11滑塊支反力（見臂架受力分析）根據(jù) 查表有：局部彎曲應力系數(shù)K=0.0333整體彎曲應力 (6.25)bA為臂架下角點A到臂架縱向中心線距離即0.5HbB為臂架滑塊作用點B到臂架縱向中心線距離

48、復合應力: (6.26)此處需局部加強所以臂架的強度符合要求。（4）.臂架的剛度校核1）側向載荷引起的臂端撓度圖6-3 變幅平面臂架計算簡圖變幅平面各節(jié)臂端的側向載荷 (6.27)臂端撓度 (6.28)式中 (6.29) (6.30)因此，旋轉平面圖6-4 旋轉平面臂架計算簡圖各節(jié)臂端的側向載荷 (6.31)臂端撓度 (6.32)式中 (6.33) (6.34)因此，2）軸向力和橫向載荷引起的臂端撓度及其剛度校核變幅平面： (6.35) 可認為該工況下臂架的剛度滿足要求。（5）.臂架整體穩(wěn)定性校核進行臂架的穩(wěn)定性校核時，按雙向受壓桿計算，公式中的均取為1。取臂架根部最大應力計算： (6.36)

49、 (6.37)所以臂架的整體穩(wěn)定性符合要求。6.2.2 臂架全伸，仰角0度時剛度、強度、穩(wěn)定性計算（該工況下計算步驟和方法同臂架全伸，仰角62度的工況，故不再詳細的列出計算過程，僅給出計算結果）表6-4 計算載荷變幅平面強度計算載荷剛度計算載荷垂直載荷Q(N)45110.326575.3由Q引起的軸向力N(N)2117812476.4由Q引起的橫向力Tz(N)3983023464.6臂頭力矩Mly(Nmm)4178208522195125臨界力Ncry(N)2.43E+06旋轉平面臂端側向力Ty(N)38002452.5由Q引起的軸向力N(N)2117812476.4Mlz(Nmm)00臨界力

50、Ncrz(N)1.25E+06扭矩Mn(Nmm)4.48E+071.96E+06表6-5 臂架剛度校核H2(mm)3260側向載荷引起的臂端撓度fw變幅平面旋轉平面M1(Nmm)9.87E+078.00E+06M2(Nmm)2.22E+070.00E+00M3(Nmm)T1(N)23464.62452.5T2(N)23464.62452.5T3(N)f1(mm)8.660.9656f2(mm)20.52.004轉角(rad)0.00730.0007撓度fwz=52.86fwy=5.2由軸向力和橫向載荷引起的臂端撓度fz=53.17fy=8.25許用撓度f49mm34mm表6-6 臂架非重疊部分

51、強度校核危險截面距臂頭的距離(mm)4800(mm)3260各危險截面彎矩(Nmm)變幅平面旋轉平面截面A1.91E+081.82E+07截面B1.30E+081.24E+07各危險截面應力(MPa)截面A 198.1255.7臂架材料采用60鋼，所以該工況下臂架的強度滿足要求。表6-7 臂架整體穩(wěn)定性校核 foz(mm)11.76foy(mm)7.84Moz(Nmm)9.78E+04Moy(Nmm)2.23E+07Mhz (Nmm)1.18E+07Mhy (Nmm)1.13E+08(MPa)139.05(MPa)300.75所以整體穩(wěn)定性符合要求6.3 各臂節(jié)支反力計算6.3.1 對臂架整體

52、受力分析圖6-6 臂架整體受力分析圖臂架整體受力分析如圖6-6所示，所受力為臂架自重G。額定載荷Q，Q對臂頭產(chǎn)生的彎矩M。變幅油缸力F1，F(xiàn)1與x方向的夾角為b。變幅油缸自重Gbf。臂架根部鉸點支反力Nx、Ny。臂架仰角a。臂架總長l，一節(jié)臂橫截面高H1。變幅油缸鉸點到臂架根部鉸點A沿x方向的距離為L，沿y方向的距離為H。Gbf到A點距離Lbf。 額定載荷Q作用點K距A點沿y方向的距離Hk。(1) 對于圖示坐標系的x軸方向的力平衡： 即: -Nx+F1*cos(b)-Gx-Qx=0 （6.37）(2) 對于圖示坐標系的y軸方向的力平衡： 即： -Ny+F1*sin(b)-Gy-Qy=0 （6.

53、38）(3)對于圖中坐標系的A點列力矩平衡方程即：F1*cos(b)*H+F1*sin(b)*L-Gx*H1/2-Gy*l/2-Qx*Hk-Qy*l-M=0 （6.39）已知：Q，M，G，Gbf求：F1，Nx，Ny解得：F1=1/2*(Gx*H1+Gy*l+2*Qx*Hk+2*Qy*l+2*M)/(cos(b)*H+sin(b)*L); （6.40）Nx=1/2*(cos(b)*Gx*H1+cos(b)*Gy*l+2*cos(b)*Qx*Hk+2*cos(b)*Qy*l+2*cos(b)*M-2*Gx*cos(b)*H-2*Gx*sin(b)*L-2*Qx*cos(b)*H-2*Qx*sin(

54、b)*L)/(cos(b)*H+sin(b)*L); （6.41）Ny=1/2*(sin(b)*Gx*H1+sin(b)*Gy*l+2*sin(b)*Qx*Hk+2*sin(b)*Qy*l+2*sin(b)*M-2*Gy*cos(b)*H-2*Gy*sin(b)*L-2*Qy*cos(b)*H-2*Qy*sin(b)*L)/(cos(b)*H+sin(b)*L); （6.42）6.3.2 伸臂時各臂節(jié)支反力計算二節(jié)臂圖6-7 二節(jié)臂受力分析二節(jié)臂受力分析如圖6-7所示，所受力為額定載荷Q，二節(jié)臂自重G2，伸臂鏈拉力，滑塊支反力N21,N22，滑塊摩擦力f21,f22。二節(jié)臂總長為L2，二節(jié)臂橫截面高為H2，二節(jié)臂搭接長度l2。對A點力矩平衡即： T*H2+N21*l2-f21*H2-G2x*H2/2-G2y*L2/2-Qy*L2-M=0 （6.43） 對于圖示坐標系的x軸方向的力平衡： 即: T-f22-f21-G2x-Qx=0 對于圖示坐標系的y軸方向的力平衡： （6.44）即： -N22+N21-G2y-Qy=0 （6.45）另外： （6.46） （6.47）摩擦系數(shù)，取為0.1 已知：Q，M，G2求：N21，N2