I摘要隨著現(xiàn)代社會(huì)文明的發(fā)展，叉車的使用越來越普遍，它已從過去的港口碼頭進(jìn)入了整個(gè)社會(huì)。本文主要介紹叉車整車的結(jié)構(gòu)、組成和性能分析，并對(duì)叉車工作裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，以額定負(fù)載為二噸小軸距彈性輪胎系列叉車的研制過程為基本參數(shù)，對(duì)叉車門架系統(tǒng)及各部件的構(gòu)造和規(guī)格要求分析，使貨物提升高度達(dá)到三米并使駕駛員的視野寬闊，做到人性化、安全化和美化外觀的目的。最后介紹了并進(jìn)行設(shè)計(jì)技術(shù)的具體實(shí)施過程，分析總結(jié)了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用效果。從而達(dá)到設(shè)計(jì)方案與實(shí)際相結(jié)合的目的。關(guān)鍵詞 叉車；工作裝置；門架系統(tǒng)；額定負(fù)載abstractWith the development of modern civilization, the use of forklift trucks and more common, IIit's port from the past into the whole community. This paper describes forklift vehicle structure, composition and performance analysis, and design research forklift attachment to the rated load for two tons of small wheelbase flexible development process of the tire forklift series as the basic parameters of the system and the forklift mast parts of the structure and specifications, the goods and to enhance the height of the driver's field of vision of three meters wide, so humane, secure and beautify the appearance of the purpose. Finally, the design and implementation of specific technology, analyzes and summarizes the effect of the application of design experiments. So as to achieve the combination of design and practical purpose. Keywords forklift; working device; door frame system; rated load目錄摘要 Iabstract.II目錄 IIIIII前言 .11 緒論 .21.1 課題的背景 .21.2 叉車技術(shù)的發(fā)展回顧及現(xiàn)狀 .21.2.1 我國叉車現(xiàn)狀及形式分析 .31.2.2 國外叉車技術(shù)的發(fā)展情況 .41.3 未來叉車的發(fā)展趨勢(shì) .51.3.1 技術(shù)方面 .51.3.2 需求方面 .71.4 本課題的設(shè)計(jì)目的與主要研究內(nèi)容 81.4.1 課題設(shè)計(jì)目的 .81.4.2 課題研究內(nèi)容 .82 總體設(shè)計(jì)方案 .102.1 方案比較和設(shè)計(jì)選型 .102.2 設(shè)計(jì)思路 .102.3 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案 .102.4 設(shè)計(jì)進(jìn)程安排 .112.4.1 調(diào)研階段 .112.4.2 各個(gè)模塊的研究分析階段 .112.4.3 設(shè)計(jì)階段 .112.4.4 總結(jié)階段 .112.5 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .122.5.1 機(jī)械結(jié)構(gòu) .122.5.2 傳動(dòng)方面 .132.5.3 動(dòng)力方面 .132.5.4 電路和控制元件 .143 參數(shù)及校核計(jì)算 .153.1 叉車最大起升高度、起重量的確定 153.1.1 縱向堆垛穩(wěn)定性 .153.1.2 橫向堆垛穩(wěn)定性 .16IV3.2 各結(jié)構(gòu)的校核設(shè)計(jì)計(jì)算 .203.2.1 車架體的受力校核計(jì)算 214.1 電動(dòng)機(jī)功率大小的選定 .254.1.1 選擇直流電動(dòng)機(jī)的原因 .254.1.2 電機(jī)功率的選用 .254.1.3 蓄電池的有關(guān)說明 .274.2 傳動(dòng)鏈的選用 .284.2.1 鏈條介紹及型號(hào)的選擇 .284.2.2 鏈條的受力驗(yàn)證 .295 叉車總體布置 .315.1 總體設(shè)計(jì)的概述 .315.2 重心與整機(jī)性能的關(guān)系 .315.3 總體設(shè)計(jì)中涉及的整機(jī)特性 .35結(jié)論 .42致謝 .43參考文獻(xiàn) .44附錄 .451前言 叉車是指對(duì)成件托盤貨物進(jìn)行裝卸、堆垛和短距離運(yùn)輸、重物搬運(yùn)作業(yè)的各種輪式搬運(yùn)車輛，在汽車生產(chǎn)、零部件搬運(yùn)、郵政、鐵路等系統(tǒng)郵件、行李搬運(yùn)，醫(yī)藥、煙草等系統(tǒng)藥品、貨物搬運(yùn)，大型展覽會(huì)籌備組委會(huì)資料搬運(yùn)、倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)小型設(shè)備、貨物搬運(yùn)等方面起著至關(guān)重要的作用，是人們生活、工作必不可少的工具之一。叉車按照耗能方式通常可以分為三大類：手動(dòng)叉車、內(nèi)燃叉車和電動(dòng)叉車。電動(dòng)叉車是指以電來進(jìn)行作業(yè)的叉車，以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，蓄電池為能源。承載能力 1.0～4.8 噸，作業(yè)通道寬度一般為 3.5～5.0 米。電動(dòng)叉車是以電力直流或交流為動(dòng)力實(shí)施裝卸、起重、搬運(yùn)、堆垛作業(yè)的車輛， 由于電動(dòng)叉車具有易操作、作業(yè)靈活、安全、動(dòng)力利用率高、噪聲小, 對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn), 更適合于工礦企業(yè)作搬運(yùn)機(jī)械使用, 因而倍受人們重視, 得到了迅速發(fā)展。因此，電動(dòng)叉車的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用、保養(yǎng)、維修等就顯得尤為重要。故特選擇次課題作為大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)，希望通過此次設(shè)計(jì)能夠有所學(xué)。1 緒論1.1 課題的背景現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，離不開物流的輸送，在車間在物流公司，叉車成為了主要的運(yùn)輸工具，因此對(duì)叉車的研究和設(shè)計(jì)對(duì)現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)和工作有實(shí)際的意義、同時(shí)通過對(duì)叉車設(shè)計(jì)和研究鍛煉學(xué)生分析問題和解決問題的能力。電動(dòng)叉車是以電力直流或交流為動(dòng)力實(shí)施裝卸、起重、搬運(yùn)、堆垛作業(yè)的車輛。八十年以來, 由于電動(dòng)叉車具有易操作、作業(yè)靈活、安全、動(dòng)力利用率高、噪聲小, 2對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn), 更適合于工礦企業(yè)作搬運(yùn)機(jī)械使用, 因而倍受人們重視, 得到了迅速發(fā)展。電動(dòng)叉車由于其操縱控制簡便、靈活外，操縱人員的操縱強(qiáng)度相對(duì)內(nèi)燃叉車而言要輕很多，其電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、加速控制系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)以及剎車系統(tǒng)都由電信號(hào)來控制，大大降低了操縱人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，這樣一來對(duì)于提高其工作效率以及工作的準(zhǔn)確性有非常大的幫助。且相對(duì)于內(nèi)燃叉車，電動(dòng)叉車的低噪音、無尾氣排放的優(yōu)勢(shì)也已得到許多用戶的認(rèn)可。目前，市場(chǎng)上的叉車可以分為手動(dòng)叉車、內(nèi)燃叉車以及電動(dòng)叉車。集電子技術(shù)和機(jī)械制造技術(shù)于一體的電動(dòng)叉車，與內(nèi)燃叉車和手動(dòng)叉車相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。除了眾所周知的能量轉(zhuǎn)換效率高、噪聲小、無廢氣排放、控制方便等特點(diǎn)外，電動(dòng)叉車的使用和維護(hù)成本相對(duì)于內(nèi)燃叉車而言也具有很大的優(yōu)勢(shì)。就使用成本而言，電能的消耗成本比柴油或者液化石油氣的消耗成本低很多；操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度相對(duì)于內(nèi)燃叉車也大大降低。就維護(hù)成本而言，電動(dòng)叉車的維護(hù)保養(yǎng)周期比內(nèi)燃叉車長兩到三倍、維護(hù)保養(yǎng)范圍更小、維護(hù)保養(yǎng)范圍更短、更換配件所需時(shí)間更短。另外，由于電動(dòng)叉車采用蓄電池供電技術(shù)，在電動(dòng)叉車的供電過程中，可以采用一定的方法對(duì)能量進(jìn)行回收，這將進(jìn)一步減少電動(dòng)叉車的使用成本。這些優(yōu)勢(shì)對(duì)于電動(dòng)叉車進(jìn)一步擴(kuò)大市場(chǎng)份額具有積極意義。另外，隨著微電子、電動(dòng)機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)以及控制技術(shù)的快速發(fā)展，電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù)得到了很大提高，電動(dòng)叉車的使用效率和可靠性等技術(shù)指標(biāo)取得了突破性的進(jìn)展，這使得研發(fā)新一代的電動(dòng)叉車驅(qū)動(dòng)控制器成為必然。1.2 叉車技術(shù)的發(fā)展回顧及現(xiàn)狀1.2.1 我國叉車現(xiàn)狀及形式分析根據(jù)中國工業(yè)協(xié)會(huì)工業(yè)車輛分會(huì)的數(shù)據(jù)分析顯示，我國 2006 年已達(dá)到 22，874 輛，與 2005 年相比較增長了近 38%。該數(shù)據(jù)已表明，電動(dòng)叉車將越來越受用戶的青睞，但是總體上來看電動(dòng)叉車的市場(chǎng)比例僅為 21%。由此可見，電動(dòng)叉車的市場(chǎng)空間還很大。我國電動(dòng)工業(yè)車輛雖然起步于一九五二年，但發(fā)展速度遠(yuǎn)落后于內(nèi)燃叉車，當(dāng)時(shí)的歸口管理和三電（蓄電池、電機(jī)、電控）的落后，制約了電動(dòng)工業(yè)車輛的發(fā)展。改革開放以來，由于生產(chǎn)過程的不斷自動(dòng)化，對(duì)物料搬運(yùn)不斷提出新的要求，叉車從主要用于露天作業(yè)場(chǎng)合，逐漸向倉庫、車間及生產(chǎn)線上擴(kuò)展。在進(jìn)入室內(nèi)和半室內(nèi)作業(yè)3較露天情況復(fù)雜，除無污染和低噪音需求外，還有通道的寬窄，較小的轉(zhuǎn)彎半徑，門限、貨架的高度、進(jìn)入電梯、地面樓板的承載重量、低溫、防爆和個(gè)別場(chǎng)合人員不能進(jìn)入等約束條件，這些都是內(nèi)燃叉車難以實(shí)現(xiàn)的，而以蓄電池---電機(jī)為主的電動(dòng)工業(yè)車輛就比較容易滿足這些復(fù)雜的條件，隨著電動(dòng)、蓄電池及充電裝置質(zhì)量的提高，電控技術(shù)的飛快發(fā)展，工業(yè)車輛行業(yè)整體技術(shù)水平的進(jìn)步，使電動(dòng)工業(yè)車輛的舒適性和可靠性大大提高，作業(yè)效率明顯提高，而維修費(fèi)用大大降低。近幾年，我國電動(dòng)叉車行業(yè)發(fā)展快速，銷售收入不斷增長，市場(chǎng)規(guī)模也隨之不斷擴(kuò)大。2003 年，行業(yè)銷售收入超過 100 億元，增長率達(dá)到了 47.15%，為近七年銷售收入增長之最；2006 年，行業(yè)銷售收入達(dá)到了 188.01 億元，相比 2000 年，市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大了 3.09 倍。從產(chǎn)業(yè)周期的角度來看，在全球范圍內(nèi)，電動(dòng)叉車產(chǎn)品和電動(dòng)叉車產(chǎn)業(yè)都處于成熟期。從國內(nèi)情況看，電動(dòng)叉車產(chǎn)品和電動(dòng)叉車行業(yè)尚處于發(fā)展期，產(chǎn)品技術(shù)仍需發(fā)展完善；產(chǎn)品使用范圍和使用量尚未得到足夠拓展；市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下的產(chǎn)業(yè)調(diào)整仍處于自然階段；用戶使用意識(shí)和企業(yè)研發(fā)意識(shí)、能力還比較落后。因此，規(guī)范企業(yè)行為，提高行業(yè)質(zhì)量水平，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動(dòng)行業(yè)發(fā)展壯大，從質(zhì)量監(jiān)督角度來說，任重道遠(yuǎn)。市場(chǎng)需求開始明顯增長，產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速壯大。進(jìn)入 1990 年代以來，國內(nèi)每年包括進(jìn)口叉車大約需要 2.5 萬臺(tái)，99 年以后需求量連年增長，預(yù)計(jì) 2003 年將突破 5 萬臺(tái)。其中：國內(nèi)企業(yè)銷量將達(dá)到 33000 臺(tái)以上，銷售收入將達(dá)到 31 億元以上；獨(dú)、合資企業(yè)產(chǎn)品銷量將達(dá)到 10000 臺(tái)以上，銷售額將突破 12 億；進(jìn)口量 8000 臺(tái)左右，金額 12億人民幣左右。合計(jì)銷量將達(dá) 51000 臺(tái)以上，銷售收入將達(dá) 55 億元以上。顯然，在輪式工程機(jī)械中，從銷售收入看，叉車在我國工程機(jī)械行業(yè)的地位僅次于裝載機(jī)和汽車起重機(jī)，處于第三位，并在近期將超過汽車起重機(jī)，而從銷售臺(tái)數(shù)看，它不久將超過裝載機(jī)而名列第一。行業(yè)格局出現(xiàn)分化，并向良性方向發(fā)展。行業(yè)發(fā)展進(jìn)入 90 年代后期以來，開始出現(xiàn)明顯的分化，少數(shù)企業(yè)蒸蒸日上，而絕大多數(shù)企業(yè)則每況日下。在狀況不佳的企業(yè)中，少數(shù)企業(yè)是由于自身的個(gè)別原因，而多數(shù)企業(yè)則是由整個(gè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的低下所致，另外一個(gè)重要原因就是眾多國際強(qiáng)勢(shì)制造商以獨(dú)、合資的形式落戶中國而給行業(yè)帶來強(qiáng)烈沖擊。到目前為止，原有的國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)均仍在全部咬牙堅(jiān)持。從經(jīng)濟(jì)角度4講，多數(shù)企業(yè)已喪失了存在價(jià)值；從社會(huì)角度講，這些企業(yè)更類似于社會(huì)救助機(jī)構(gòu)，這幾乎是他們存在的全部意義。中國叉車行業(yè)（國內(nèi)企業(yè)）的整體現(xiàn)狀隱約讓人們感到一絲苦澀，同時(shí)也讓人們感到欣慰、看到了希望：行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者已基本形成，行業(yè)結(jié)構(gòu)正在朝健康的方向發(fā)展，規(guī)模效益已在個(gè)別企業(yè)明顯體現(xiàn)出來，行業(yè)整體贏利能力已完全恢復(fù)。1.2.2 國外叉車技術(shù)的發(fā)展情況國外叉車發(fā)展較早，從美國克拉克公司于 1932 年向市場(chǎng)提供第一臺(tái)叉車起，至今已有 80 多年歷史。進(jìn)入 90 年代以來，全世界大約有 250 多家叉車生產(chǎn)企業(yè)，主要的國家有德國、日本、美國、保加利亞和瑞典。亞洲主要有日本、韓國和中國。1990 年世界叉車產(chǎn)量達(dá)到 55.8 萬臺(tái)，創(chuàng)歷史最高紀(jì)錄。其中德國 19 萬臺(tái)、保加利亞 5.8 萬臺(tái)、美國 3.4 萬臺(tái)、瑞典 1.1 萬臺(tái)、波蘭 8000 臺(tái)、捷克 7000 臺(tái);在亞洲日本 16 萬臺(tái)、韓國 2.7 萬臺(tái)、中國 1.6 萬臺(tái)。從 1990—2001 年全球叉車的年總規(guī)模在55—60 萬臺(tái)。世界叉車市場(chǎng)上電動(dòng)叉車呈上升趨勢(shì)，內(nèi)燃叉車略有下降，這與全球重視環(huán)保的因素有關(guān)。目前，國外對(duì)內(nèi)燃叉車正在推行環(huán)保治理，如采用歐 I、歐 II 標(biāo)準(zhǔn)。近幾年日本叉車市場(chǎng)上電動(dòng)叉車、汽油叉車、柴油叉車的銷售量大約各占三分之一，歐洲國家電動(dòng)叉車所占比例達(dá)到 50%左右。由于競(jìng)爭(zhēng)的加劇，同 80 年代相比，90 年代以來世界叉車工業(yè)出現(xiàn)了銷售額增長、盈利減少的反?，F(xiàn)象，為了改變這種狀況，叉車巨頭紛紛在發(fā)展中國家建廠，以便降低成本，維持盈利。國際上生產(chǎn)叉車的廠家，排名前幾位的有林德、豐田、納科、永恒力、小松、TCM、力至優(yōu)等著名公司。林德叉車是世界上第一品牌叉車，該公司是世界上唯一將靜壓傳動(dòng)技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用于叉車的制造商，產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)，質(zhì)量可靠，其銷售額一直遙遙領(lǐng)先，位居世界頂尖水平。林德叉車總的特點(diǎn)，8 噸以下的產(chǎn)品其動(dòng)力形式有內(nèi)燃機(jī)和電瓶驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)形式有靜壓傳動(dòng)和電傳動(dòng);10 噸以上的叉車則采用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)和液力傳動(dòng)。產(chǎn)品種類之繁多，技術(shù)水平之高超，令世界同行所贊嘆。豐田、納科、永恒力、小松、TCM、力至優(yōu)等公司的產(chǎn)品技術(shù)基本處于同一水平，但各家有各家技術(shù)優(yōu)勢(shì)和特色。1.3 未來叉車的發(fā)展趨勢(shì)我國叉車行業(yè)已經(jīng)歷了多年的高速發(fā)展。雖然有諸多不確定因素存在，但我國叉5車行業(yè)總體前景依然樂觀。我國叉車行業(yè)已經(jīng)歷了數(shù)年的高速發(fā)展。去年我國叉車的市場(chǎng)需求量達(dá) 5 萬臺(tái)，今年估計(jì)將超過 6 萬臺(tái)。但是長期以來，“企業(yè)規(guī)模小、產(chǎn)品品種少、生產(chǎn)效率低、研發(fā)能力弱”是攪擾叉車企業(yè)的四大難題。目前，國內(nèi)叉車企業(yè)年銷售收入超過億元的只有安徽叉車集團(tuán)公司、杭州叉車有限公司等幾家企業(yè)，多數(shù)企業(yè)規(guī)模較小?，F(xiàn)在又有不少企業(yè)重新開始生產(chǎn)內(nèi)燃叉車、小型搬運(yùn)車輛和電動(dòng)車輛，重復(fù)建設(shè)和生產(chǎn)仍然在增加。隨著工業(yè)化水平的快速發(fā)展，叉車產(chǎn)品使用范疇日益擴(kuò)大，但國內(nèi)企業(yè)普遍生產(chǎn)品種少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用戶的需要；而且其產(chǎn)品在驅(qū)動(dòng)方式、能源環(huán)保等方面，與先進(jìn)的國外制造商相比，還存在相當(dāng)大的差距。1.3.1 技術(shù)方面在工程機(jī)械類產(chǎn)品中，叉車使用范疇廣，遍及各個(gè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域。雖然有諸多不確定及不利因素存在，但整體前景依然樂觀。與此同時(shí)，叉車市場(chǎng)合作日趨加劇，外資企業(yè)已占據(jù)了高端市場(chǎng)，和開始轉(zhuǎn)攻中低端市場(chǎng)。面對(duì)發(fā)展機(jī)遇和激烈的合作，專家認(rèn)為，叉車產(chǎn)品未來的五大發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)引起業(yè)內(nèi)的高度關(guān)心。 趨勢(shì)一：節(jié)能化、環(huán)?；?一般來講，叉車按動(dòng)力分為內(nèi)燃叉車和電動(dòng)叉車。內(nèi)燃叉車以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力，其功率強(qiáng)勁、適用范疇廣，缺點(diǎn)是排放和噪聲污染較大。為提高產(chǎn)品的節(jié)能效果和滿足日益苛刻的環(huán)保要求，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)主要考慮從降低發(fā)動(dòng)機(jī)排放、提高液壓系統(tǒng)效率和減振、降噪等方面入手。能夠肯定，排放少、噪聲小的叉車必然遭到歡迎。電瓶叉車、天然氣、液化石油氣等燃料叉車必將會(huì)得到更進(jìn)一步的發(fā)展。目前國際電瓶叉車的產(chǎn)量已占叉車總量的 40%(國內(nèi)則為 10%～15%)。在德國、意大利等一些西歐國家，電瓶叉車的比例則高達(dá) 65%，且有不斷上升的趨勢(shì)。采用交流電機(jī)、變頻調(diào)速使電瓶叉車有了質(zhì)的飛躍。交流電機(jī)的電壓有越來越高的發(fā)展趨勢(shì)，使叉車在工作中發(fā)熱更少、效率更高，完全克服了直流電機(jī)熱量多、效率低下、維護(hù)屢次的缺點(diǎn)。另外，快速充電技術(shù)的發(fā)展日趨成熟，充電電流可達(dá)到傳統(tǒng)充電電流的 4倍以上，充電時(shí)間更短，效率更高。趨勢(shì)二：電子化、智能化高可靠性、性能優(yōu)越的產(chǎn)品以及裝備先進(jìn)電子技術(shù)的機(jī)電一體化叉車市場(chǎng)前景看6好。以倉儲(chǔ)發(fā)展為依托，發(fā)展新品種，特別是前移式叉車和堆垛車產(chǎn)品。計(jì)算機(jī)技術(shù)在電動(dòng)叉車上逐步得到推廣應(yīng)用，和納入消息化控制。無人駕駛叉車將適用于有毒或特殊環(huán)境的需要，具有較大發(fā)展空間。趨勢(shì)三：專業(yè)化、多品種主動(dòng)倉儲(chǔ)系統(tǒng)、大型超市的紛紛建立，刺激了對(duì)室內(nèi)搬運(yùn)機(jī)械需求的增長。高性能電動(dòng)叉車、前移式叉車、窄巷道叉車等各類倉儲(chǔ)叉車迅速發(fā)展。為了盡可能地用機(jī)器作業(yè)替代人力勞動(dòng)，提高生產(chǎn)效率，順應(yīng)城市狹窄施工場(chǎng)所以及在貨棧、碼頭、倉庫、艙位、農(nóng)舍、建筑物層內(nèi)和地下工程作業(yè)環(huán)境的使用要求，小型及微型叉車有了用武之地，和得到了較快的發(fā)展。目前，市場(chǎng)上還出現(xiàn)了一種鉸接式叉車，它主要用于窄巷道內(nèi)物料的搬運(yùn)。另一方面，叉車通用性也在提高，這樣可使用戶在不增加投資的前提下，充分發(fā)揮設(shè)備本身的效能，能完成更多的工作。趨勢(shì)四：安全性、舒服性隨著國際化進(jìn)程的加快，產(chǎn)品的安全性已經(jīng)成為我國企業(yè)邁向國際市場(chǎng)的一道門檻。叉車方、尖外表正被流線圓弧形外觀所取代，改善了司機(jī)的視野，提高操作安全性。如豐田 7 系列叉車裝有主動(dòng)穩(wěn)定系統(tǒng)(SAS)，SAS 采用一系列電子傳感器對(duì)叉車負(fù)荷、運(yùn)行速度、轉(zhuǎn)向角等參數(shù)進(jìn)行丈量，當(dāng)測(cè)得有潛在危險(xiǎn)時(shí)，SAS 即開始工作，以提高叉車橫向穩(wěn)定性，從而達(dá)到安全作業(yè)的目的。新型叉車將愈加注重人類功效學(xué)，提高操縱舒服性。研究表明，駕駛室內(nèi)壁的精巧布置，有利于提高生產(chǎn)率。如果所有的控制都能按人機(jī)工程學(xué)進(jìn)行布置，司機(jī)操縱就愈加舒服，更能集中精力工作。趨勢(shì)五：系列化、大型化系列化是叉車發(fā)展的重要趨勢(shì)。國外著名大公司逐步實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)品系列化，形成了從微型到特大型不同規(guī)格的產(chǎn)品。與此同時(shí)，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期明顯縮短。大型叉車產(chǎn)品特點(diǎn)是科技含量高、研制與生產(chǎn)周期較長、投資大、市場(chǎng)容量有限、市場(chǎng)合作主要集中在少數(shù)幾家公司，因而我國必須加大研發(fā)力度才不會(huì)受制于人。1.3.2 需求方面目前，安徽叉車集團(tuán)公司已開發(fā)出具有自主學(xué)問產(chǎn)權(quán)的順應(yīng)當(dāng)代國際市場(chǎng)需求的7高科技、高附加值的 H2000 系列新型叉車，和按照國際標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)了優(yōu)良的服務(wù)體系。80 年代前期，世界各國主要生產(chǎn)和使用上的以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的內(nèi)燃叉車，隨著石油的短缺和人們對(duì)環(huán)保意識(shí)的提高，電動(dòng)叉車的使用日益受到人們的重視。在先進(jìn)的資本主義工業(yè)化國家的叉車市場(chǎng)，電動(dòng)叉車的地位越來越顯著。據(jù)有關(guān)報(bào)道，日本在 1987年以前推出的叉車中，內(nèi)燃叉車占 80%以上，而 1988、1989 兩年中下降到不足 65%；相反，電動(dòng)叉車所占的比例卻從不足 10%增長到 30%。目前小噸位電動(dòng)叉車在歐美市場(chǎng)占有率竟達(dá) 60%左右，而且還有繼續(xù)增長的趨勢(shì)，大有替代內(nèi)燃叉車的趨勢(shì)。1.需求總量逐年增加 叉車年需求量將在今后幾年達(dá)到 8 萬臺(tái)左右；中檔叉車產(chǎn)品銷售量將猛增，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。2.電動(dòng)叉車需求將迅速增加 電動(dòng)叉車的迅速發(fā)展主要得益于科技的進(jìn)步，產(chǎn)品外觀大都采用流線型設(shè)計(jì)，造型等價(jià)美觀；主要生產(chǎn)廠家實(shí)現(xiàn)了規(guī)模生產(chǎn)和零部件專業(yè)化生產(chǎn)及裝配流水線作業(yè)，加工精度、自動(dòng)化程度都提高了；在新材料、新工藝方面最重要的體現(xiàn)是晶體管控制器（SCR 和 MOS 管）的應(yīng)用，它的出現(xiàn)使電動(dòng)叉車的使用性能得到很大的提高。從總體上說，電動(dòng)叉車耐用性、可靠性和適用性都得到顯著提高，完全可以和內(nèi)燃叉車相抗衡。3.物流熱和港口加大叉車需求 隨著國內(nèi)從政府到企業(yè)對(duì)物流的重視，物流業(yè)的逐步升溫，對(duì)叉車市場(chǎng)的需求也有較大的刺激作用。物流配送現(xiàn)代化對(duì)叉車的需求量較大，尤其是企業(yè)對(duì)物流作業(yè)效率越來越重視，以及中國港口物料搬運(yùn)的集裝運(yùn)輸?shù)难杆侔l(fā)展，必將進(jìn)一步刺激叉車市場(chǎng)的需求。4.叉車科技含量愈來愈高 高安全性、高可靠性和使用性能好的高水平產(chǎn)品，裝備先進(jìn)的電子技術(shù)的機(jī)電一體化的大型叉車，以及向通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的方向發(fā)展的變形產(chǎn)品等都是有發(fā)展前景的產(chǎn)品。1.4 本課題的設(shè)計(jì)目的與主要研究內(nèi)容1.4.1 課題設(shè)計(jì)目的叉車具有通用性強(qiáng)、機(jī)動(dòng)靈活、活動(dòng)范圍大等特點(diǎn)，在我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中，各行各業(yè)對(duì)叉車的需求量逐年增加，市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮?，叉車行業(yè)具有廣闊的發(fā)展機(jī)遇和良好的投產(chǎn)前景。手動(dòng)裝卸叉車是目前廣泛采用物料升降裝卸的工具，因此比機(jī)動(dòng)叉車具有靈活性大、使用輕便、成本低廉的優(yōu)越性，所以市場(chǎng)廣闊。但隨著市場(chǎng)的發(fā)展，人們希望降8低勞動(dòng)強(qiáng)度，增加設(shè)備自動(dòng)化程度，于是我們?cè)谑謩?dòng)裝卸叉車的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)開發(fā)電動(dòng)裝卸叉車，實(shí)現(xiàn)減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)效率、滿足市場(chǎng)的需求為目的。我所設(shè)計(jì)的電動(dòng)叉車為載重兩噸的單級(jí)電動(dòng)叉車，此車在手動(dòng)裝卸叉車的基礎(chǔ)上安裝電機(jī)、電瓶以及控制面板、控制按鈕等設(shè)備，以降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)效率等目的。1.4.2 課題研究內(nèi)容叉車是物料搬運(yùn)作業(yè)的重要設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)物流機(jī)械化作業(yè)、減輕工人搬運(yùn)勞動(dòng)強(qiáng)度、提高作業(yè)效率的主要工具。隨著我國經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，各種各樣的大小企業(yè)如雨后春筍般拔地而起，而現(xiàn)在人們的工作一直朝著效率邁進(jìn)，在這些工業(yè)作業(yè)中少不了裝卸、搬運(yùn)、碼垛作業(yè)，還有現(xiàn)在的高消費(fèi)催生了物流這一行業(yè)，這正少不了叉車的協(xié)助。電動(dòng)叉車具有能量轉(zhuǎn)換效率高、噪聲小、無尾氣排放、控制方便等優(yōu)點(diǎn)，在車間、倉庫、食品、制藥、微電子及儀器儀表等對(duì)環(huán)境要求較高的場(chǎng)合得到了廣泛的應(yīng)用，成為室內(nèi)物料搬運(yùn)的首選工具。隨著人們對(duì)環(huán)境污染危害的深刻認(rèn)識(shí)，環(huán)保已成為世界共同關(guān)注的焦點(diǎn)。因此，噪聲小、無廢氣排放的蓄電池叉車將成為市場(chǎng)的主流。另外，自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)和大型超市的紛紛建立，也刺激了對(duì)室內(nèi)物料搬運(yùn)機(jī)械——電動(dòng)叉車的需求。目前，國際上電動(dòng)叉車的產(chǎn)量已占叉車總產(chǎn)量的 40%以上，在歐美等發(fā)達(dá)國家，電動(dòng)叉車所占的比例達(dá)到 60%；在中國，電動(dòng)叉車所占的比例為 20%左右。電動(dòng)叉車現(xiàn)已突破原來只能用于小噸位作業(yè)的局限，逐步由室內(nèi)走向室外，市場(chǎng)需求逐年上升。由于上述這些電動(dòng)叉車的許多優(yōu)點(diǎn)，從而使電動(dòng)叉車有著廣闊的發(fā)展前景。92 總體設(shè)計(jì)方案2.1 方案比較和設(shè)計(jì)選型在選擇設(shè)計(jì)方案時(shí)我考慮了兩種叉車方案，一種是單級(jí)式電動(dòng)叉車，另一種是雙極式電動(dòng)叉車，這兩種叉車的作用和功能基本上都是一樣的，都具有靈活性大、使用輕便、勞動(dòng)強(qiáng)度低、設(shè)備自動(dòng)化程度較高等特點(diǎn)。但是雙極電動(dòng)叉車與單級(jí)電動(dòng)叉車相比，有很多優(yōu)點(diǎn)，也有一些缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：由于雙極電動(dòng)叉車采用雙極叉車起升，在單向鏈條的作用下能達(dá)到雙倍的起升高度，一般能達(dá)到 2.5-3 米。在車間、倉儲(chǔ)時(shí)能將貨物堆放到一定高度，節(jié)省存儲(chǔ)空間，節(jié)約倉儲(chǔ)開支等。缺點(diǎn)：與單級(jí)叉車相比，由于其高度而使得其結(jié)構(gòu)復(fù)雜一些，自身重量要大，靈活性不如單級(jí)裝卸叉車。綜合兩種叉車的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)，我選擇單極電動(dòng)叉車，因?yàn)閮煞N叉車起升原理是一樣的，其結(jié)構(gòu)也很相似，只要熟悉了單極電動(dòng)叉車的原理，雙級(jí)電動(dòng)叉車也就知道了，而在日常生活中，使用雙極叉車的并不比單級(jí)的多。單級(jí)叉車在工廠、車間、倉庫、車站、碼頭等地的貨物裝卸、搬運(yùn)、碼垛作業(yè)中都很常用，而雙極叉車一般只用于要求一定高度的搬碼垛等，所以我選擇單極電動(dòng)叉車。2.2 設(shè)計(jì)思路本課題的目的在于實(shí)踐環(huán)節(jié)中，主要是針對(duì)應(yīng)用方面的設(shè)計(jì)和實(shí)用零件的選用等。在設(shè)計(jì)過程中沒有太深?yuàn)W的研究內(nèi)容，也沒有太難的設(shè)計(jì)計(jì)算，主要在于對(duì)實(shí)用型設(shè)10備的校核、實(shí)用零件的計(jì)算選用等，比如如何選用電機(jī)、鏈條等，還有如何設(shè)計(jì)選用滾輪、油缸，在選用油缸過程中，需要查很多手冊(cè)查找參數(shù)，比如油缸內(nèi)徑、軸桿徑、原始長度等。這樣就不會(huì)產(chǎn)生學(xué)到的知識(shí)用不上的情況，能夠?qū)W以致用，不但完成好了學(xué)習(xí)任務(wù)，而且還學(xué)到了一門技術(shù)，為以后就業(yè)打下更扎實(shí)的基礎(chǔ)。2.3 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案在正式設(shè)計(jì)前我根據(jù)課題制定了兩套設(shè)計(jì)方案，主要是針對(duì)設(shè)計(jì)單級(jí)還是雙級(jí)的問題，以及在載重問題的選擇。在指導(dǎo)老師的建議下，我選擇了單級(jí)電動(dòng)叉車，因?yàn)檫@種型號(hào)的叉車在生活中應(yīng)用比較廣，大眾化。整體設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)部分：機(jī)械結(jié)構(gòu)、機(jī)械傳動(dòng)、動(dòng)力裝置、電器設(shè)備。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括各個(gè)裝備的由來、結(jié)構(gòu)、校核、用途等。2.4 設(shè)計(jì)進(jìn)程安排根據(jù)上述設(shè)計(jì)的方案，本項(xiàng)目的主要設(shè)計(jì)工作分為以下四個(gè)階段：2.4.1 調(diào)研階段包括調(diào)查國內(nèi)外電動(dòng)叉車的發(fā)展情況，調(diào)研國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)、研究分析現(xiàn)有叉車的結(jié)構(gòu)性能，并進(jìn)行設(shè)計(jì)方案論證等，在此階段我主要對(duì)我所要進(jìn)行研究的單級(jí)電動(dòng)叉車進(jìn)行分析研究，初步明確了設(shè)計(jì)思路，并初步定下了設(shè)計(jì)方案。2.4.2 各個(gè)模塊的研究分析階段本設(shè)計(jì)課題主要包括五個(gè)方面的內(nèi)容：叉車車體的整體設(shè)計(jì)與選材，電機(jī)的設(shè)計(jì)選擇，油泵的設(shè)計(jì)計(jì)算，鏈條的選用和叉車的整體布置。此階段是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)定型階段，只有對(duì)初始方案的不斷修正，不斷改進(jìn)，才能在設(shè)計(jì)階段事半功倍，不致最后反工。在此階段，我通過不斷的對(duì)比單級(jí)叉車和雙極叉車的各種優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)行比較和改進(jìn)。以及在電機(jī)的選用上，分析比較了在這種場(chǎng)合中使用交流電機(jī)還是直流電機(jī)，使用交流電機(jī)就不用在叉車上安裝電瓶?？墒堑媒?jīng)常充電，還得購買電瓶，可是使用交流電的話，這會(huì)給使用帶來很大的不便，那樣要移動(dòng)多少距離就得要多長的電線，而且還有安全危險(xiǎn)。在傳動(dòng)方面，比較了各種傳動(dòng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)，最后選用了鏈傳動(dòng)，因?yàn)樵诓孳嚪矫?，要求安全系?shù)比較高，不容出現(xiàn)一次事故。而且對(duì)鏈條的選用做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算選用。2.4.3 設(shè)計(jì)階段在該階段，主要工作就是對(duì)已經(jīng)確定下來的各個(gè)模塊進(jìn)行適用性分析，主要考慮11各個(gè)模塊的力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)性能，進(jìn)行剛度和強(qiáng)度校核，并確定各個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)的具體尺寸和具體裝配方法，繪制出機(jī)械結(jié)構(gòu)零件圖、機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖、油泵結(jié)構(gòu)圖、液壓原理圖及電氣控制圖等，這是我們畢業(yè)設(shè)計(jì)中最重要的一部分內(nèi)容。2.4.4 總結(jié)階段在設(shè)計(jì)的最后，要對(duì)自己所作的材料進(jìn)行整理，對(duì)自己所做過的研究進(jìn)行分析，完成畢業(yè)論文說明書的撰寫，修改整理機(jī)械設(shè)計(jì)圖和電氣控制圖，對(duì)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析及適用性分析。2.5 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)主要包括車架、龍門架、貨叉三部分。這是叉車的支撐體，相當(dāng)于人的軀體、手和腳。下面分別介紹三部分的結(jié)構(gòu)和材料構(gòu)成。車架：車架是叉車的支撐體，主要有壁厚為 10 的 10 號(hào)圓槽鋼焊接而成，地下安裝有四個(gè)車輪，前輪為 100mm，后輪為 280mm。在距離地面 1000mm 處有一 U 型扶手，用來推動(dòng)叉車時(shí)方便扶手。龍門架：龍門架的作用是用來支撐貨叉，工作時(shí)龍門架與貨叉的后背相靠，上部用一根長軸將兩貨叉固定在龍門架上。龍門架主要是由鋼板產(chǎn)、拼焊而成。其俯視結(jié)構(gòu)圖如圖 2-1 所示：圖 2-1 龍門架俯視圖12貨叉：貨叉是托起貨物的構(gòu)件，其結(jié)構(gòu)如圖 2-2 所示，其材料為鍛造鋼。圖 2-2 貨叉及叉套a) 眼環(huán)式貨叉 b) 鉤鉗式貨叉 c) 叉套 2.5.2 傳動(dòng)方面?zhèn)鲃?dòng)件主要有鏈條、油泵兩部分。鏈條采用并聯(lián)式的兩根鏈條并排吊著龍門架，另一端固定在叉車車架上，當(dāng)有本處于原始長度時(shí)，油泵支撐在鏈條中間，鏈條與油泵桿之間用滾輪傳動(dòng)，如圖 2-3 所示：圖 2-3 傳動(dòng)示意圖2.5.3 動(dòng)力方面動(dòng)力件主要是指泵站。這是叉車的心臟，為叉車提供動(dòng)力。由于叉車的運(yùn)動(dòng)特性，要求叉車的電源為移動(dòng)式的，泵站就必須選用低壓直流電機(jī)。在設(shè)計(jì)中電源我選用 12V13的低壓直流電源，泵站用型號(hào)為 MEN1 的 12V 低壓直流電機(jī)。2.5.4 電路和控制元件在動(dòng)力方面已經(jīng)講到了電源用 12V 的低壓直流電源，在工作過程中，為了方便操作，就需要安裝必要的按鈕表盤。圖 2-4 是電動(dòng)叉車的接線圖：圖 2-4 接線示意圖由上面的接線圖可知，在叉車的電器控制設(shè)備需要：電量顯示表、充電器、12V 蓄電池、12V1.6KW 直流電機(jī)、急停開關(guān)、上升和下降按鈕。3 參數(shù)及校核計(jì)算3.1 叉車最大起升高度、起重量的確定隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，集裝箱運(yùn)輸?shù)娜找娣泵傲Ⅲw倉儲(chǔ)的廣泛應(yīng)用，貨物的高層堆垛需要高起升的提升機(jī)械，叉車為了滿足不斷變化的社會(huì)需求，經(jīng)常要配置高起升門架，但由于起升高度的增加對(duì)叉車的穩(wěn)定性和起升油缸穩(wěn)定性帶來影響。所以，確定最大起升高度起重量應(yīng)從叉車縱向堆垛穩(wěn)定、橫向堆垛穩(wěn)定及起升缸的壓力桿穩(wěn)定三方面性能來綜合考慮。143.1.1 縱向堆垛穩(wěn)定性為了能使叉車在最高起升高度安全可靠地堆放貨物，必須有一個(gè)合理的合成重心，建議在平坦場(chǎng)地、滿載起升至最大高度、車架垂直時(shí)、合成重心的高度與到起傾翻軸線的水平距離之比為 7.5:1，縱向傾翻軸線為叉車前輪的接地線。如圖 3-1 所示：圖 3-1 叉車縱向堆垛穩(wěn)定性分析圖（3-1）·GxQal???gyh（3-2）式中 l —叉車合成重心距前橋中心線的水平距離，cmG—叉車自重，Kgx—叉車自身重心距前橋中心線的水平距離，cmQ —起升高度的起重量， Kga—貨物重心距前橋中心線的水平距離，cmgh—叉車合成重心距地面的垂直距離，cmy—叉車自身重心距地面的垂直距離，cmL —貨物重心距地面的垂直距離，cm由式（3-1）、（3-2）得：15·17.5lGxQahgyh???（3-3）152（3-4） 縱向堆垛穩(wěn)定性計(jì)算中取 30kgG?， 0mx﹣ ， 40a??， 75ym?， 20h， 1280lm?，則： ??15323169kgQ???3.1.2 橫向堆垛穩(wěn)定性跟縱向堆垛穩(wěn)定性一樣，橫向堆垛穩(wěn)定性也必須有一個(gè)合理的合成重心，建議在平坦場(chǎng)地、滿載起升至最大高度、車架后傾至最大角度時(shí)，合成重心到傾翻基準(zhǔn)平面垂直方向的距離與其到傾翻軸線水平方向的距離之比為 6:1。對(duì)于叉車，橫向傾翻軸線根據(jù)其傾翻階段分別有兩條，即初始的前橋外側(cè)車輪的接地面積中心與后橋鉸軸中心的連線，到后階段的由于后橋擋塊的作用，轉(zhuǎn)變?yōu)榍皹蛲鈧?cè)車輪的接地面積中心與后橋同側(cè)車輪接地面積中心的連線。對(duì)于叉車計(jì)算來說，特別是對(duì)滿載叉車，建議采用前階段的傾翻軸線為計(jì)算對(duì)象較為合理，且偏于安全。如圖 3-2 所示：圖 3-2 叉車橫向堆垛穩(wěn)定性分析圖1tanmL???式中 ?—橫向傾翻軸線與叉車縱軸的夾角，（ ）m—叉車前輪距的一半，cm L—叉車軸距，cm則16????1sinφsin(ta)meLllL???（3-5）式中 —叉車合成重心至橫向傾翻軸線的水平距離，cml—叉車合成重心至前橋中心線的水平距離，cmr?—前輪靜力半徑， r? 0.95 r，cm?—叉車后傾最大角，（ ）1—后輪半徑，cm為簡化算式，設(shè)：cos()sinvahr?????? （3-6）incor???? （3-7）則 2 1216si6sin6siGLxLGyLrxQrvv???????????（3-8）1m350190m,5,90m,????，0.95,47.m???3tan6.4???（3-9）4cos(27)sin624.3v??? （3-10） 5i0.5co750.6??????2 1216n6issiGLxLGyLrxQrvv??????????（3-11）2 23019si.4319n.432.9301i6sin6.468kg? ? ?? ???????3.1.3 起升缸壓桿穩(wěn)定性隨著起升高度的增加，起升缸長度的增加，其本身的壓桿穩(wěn)定性問題越來越突出。因此，確定起重量時(shí)必須對(duì)其加以考慮，如圖 3-3 所示：17圖 3-3 叉車起升缸壓桿穩(wěn)定性分析圖（1）首先，需算出起升缸的臨界穩(wěn)定力。由于門架起升缸的穩(wěn)定性主要受縱向彎曲控制，建議按等截面桿、用歐拉公式計(jì)算：2()kgEIPl????（3-12）式中 —k起 升 油 缸 臨 界 穩(wěn) 定 力 ，E活 塞 桿 彈 性 模 量 ， 632.10/kgcm? I活 塞 桿 截 面 的 慣 性 矩 ?—長度折算系數(shù)，可根據(jù)門架油缸支承狀況，取 ?=1gl—活塞桿計(jì)算長度，cm（2）計(jì)算作用在活塞桿上的總載荷，其包括四個(gè)方面：鏈條活動(dòng)分支的拉力、鏈條固定分支的拉力、內(nèi)門架重量及門架處于垂直位置時(shí)內(nèi)外門架 間滾輪的摩擦阻力，則作用在一支活塞桿上的總載荷 P 為：????11·· ·2ppkqk kWGPQlGQb???????????（3-13）式中 g起 重 量 ，—cmql貨 物 重 心 至 油 缸 重 心 的 距 離 ，kgk貨 叉 架 （ 包 括 貨 叉 ） 重 量 ，l貨 叉 架 重 心 至 油 缸 的 中 心 距 離 ，0.8.1kW貨 叉 架 滾 輪 與 內(nèi) 門 架 之 間 的 摩 擦 系 數(shù) ， 可 取 ～ ?鏈 傳 動(dòng) 效 率 cmkb貨 叉 架 滾 輪 中 心 距 ，—0.8.1p內(nèi) 門 架 滾 輪 與 外 門 架 之 間 的 摩 擦 系 數(shù) ， 可 取 ～18—cmpb內(nèi) 門 架 滾 輪 中 心 距 ， kgG內(nèi) 門 架 重 量 ，（3）當(dāng)油缸負(fù)載力超過穩(wěn)定臨界力 時(shí)，已不能維持原有軸線狀態(tài)下的平衡而喪失穩(wěn)定。所以，液壓缸的穩(wěn)定條件為： kPn?（3-14）式中 n—穩(wěn)定性安全系數(shù)，一般取 2～4， n此處以取 3 來計(jì)算起重量 Q:????2π·11·· ·3() 2ppkqk kq WGEIQlCQlb????????????? 2·· 2·112ppkk kqqqkpll lb???????（3-15）將從上述 3 個(gè)方面所求的結(jié)果進(jìn)行比較，應(yīng)去其中最小值作為所要計(jì)算的叉車做大起升高度起重量。 45cmql?, 10kCg, klcm?, 0.1kW, 5kbcm?,0.9?， .pW, 8PG, 6l22.744Id??（3-16）262.10.7501.950.10.958[]3() 2Q???? ???????????1946.7kg綜合上述計(jì)算，橫向堆垛穩(wěn)定裕度較大，縱向堆垛最不穩(wěn)定，這就要求車架的結(jié)構(gòu)性能要絕對(duì)的好，油缸壓桿穩(wěn)定也較為薄弱，所以最大起升高度的起重量應(yīng)確定為1696kg。由于機(jī)械校核可以有一定的活動(dòng)量，因?yàn)樵谟?jì)算時(shí)所給的安全系數(shù)一般比事實(shí)上要大很多，所以該車承載兩噸是符合要求的。3.2 各結(jié)構(gòu)的校核設(shè)計(jì)計(jì)算193.2.1 車架體的受力校核計(jì)算如圖 3-4 所示，車架體的受力可以簡化為兩固定簡支梁的受力分析：圖 3-4 車架受力分析圖上圖中 a=330mm,b=850mm,l=1180mm由材料力學(xué)知識(shí)可算得：A 點(diǎn)的支反力為： 19608514.6AFbRNl???B 點(diǎn)的支反力為：3.BaAC 段的剪力為： 148.6ACQBC 段的剪力為： 5BR??梁的最大彎矩為：9035469maxFbMNml???則可畫出受力的彎矩剪力圖 3-5、3-6：A C BM=4659N·m圖 3-5 車架受力彎矩圖20圖 3-6 車架受力剪力圖由上圖可知，在整個(gè)受力過程中，C 點(diǎn)的受力最大，因此只要校核 C 點(diǎn)的受力情況，下面計(jì)算一下 C 點(diǎn)的最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力：圖 3-7 為 C 點(diǎn)的拉壓受力情況圖：圖 3-7 車架截面拉壓受力圖查閱《材料力學(xué)》附錄可得： 1.52myc?， 4.81523.nycm??，425.6yIcm?，且由上面算得 469axMN?，則：3C· 8y·.07.6mtax MPaI????n· 5.215.6cmx ??對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的和專用的機(jī)械零部件，其許用應(yīng)力與安全系數(shù)常常有比較成熟的推薦值。但對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)的或特殊的，或?qū)ζ潴w積或尺寸無嚴(yán)格限制的機(jī)械零部件，其許用應(yīng)力 與安全系數(shù) S 常需要設(shè)計(jì)者自己選取。工作應(yīng)力 與許用應(yīng)力 的一般關(guān)系為21cp?? （3-17）工作應(yīng)力 WK?? （3-18）許用應(yīng)力 /pcmaxS? （3-19）查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) P1-113 中的表 1-1-89 可知在汽車燈機(jī)械行業(yè)中帶載平穩(wěn)起動(dòng)時(shí)的載荷系數(shù) 的值為 1.2～1.5。此時(shí)取 1.5c??， .968.53MPa?? 安全系數(shù) S 應(yīng)當(dāng)綜合載荷確定的準(zhǔn)確程度、材料性能數(shù)據(jù)的可靠性、所用的合理性、加工裝配精度以及所設(shè)計(jì)的零部件的重要性等來確定。在這用部分系數(shù)法來進(jìn)行計(jì)算，它對(duì)安全系數(shù)有影響的因素分別用一個(gè)分系數(shù) 、 ……表示，這部分系數(shù)的乘積為安全系數(shù)：123·S?… （3-20）1: .S零 部 件 的 重 要 程 度 ， 取 為2： 材 料 的 可 靠 性 ， 取 為3 1.3： 材 料 的 可 靠 性 ， 取 為則安全系數(shù)為 231.·.3176S???已知車架的材料為 Q235 號(hào)鋼，則可知： ??25MPa?由上式可知 /.9.pc且已知 89.53?則 cp? （3-21）比較上式可知車架材料強(qiáng)度符合要求。224 電動(dòng)傳動(dòng)4.1 電動(dòng)機(jī)功率大小的選定4.1.1 選擇直流電動(dòng)機(jī)的原因直流電動(dòng)機(jī)是將直流電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，還可以作其他特殊的用途。直流電動(dòng)機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)良的調(diào)速特性，調(diào)速平滑、方便，調(diào)速范圍廣。過載能力大，能承受頻繁的沖擊負(fù)載?？蓪?shí)現(xiàn)頻繁的無級(jí)快帶起動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)。能滿足生產(chǎn)過程自動(dòng)化系統(tǒng)各種不同的特殊要求等特點(diǎn)。其制造成本和維護(hù)工作量一般來說雖比交流電動(dòng)機(jī)大，但交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能至今好不能與直流電動(dòng)機(jī)的相比，因而直流電動(dòng)機(jī)在需要廣調(diào)速的場(chǎng)合要求有特殊運(yùn)行性能的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，一直占有突出的地位，被廣泛應(yīng)用于冶金礦山、交通運(yùn)輸、紡織印染等工業(yè)。直流發(fā)電機(jī)能提供無脈動(dòng)的電力，其輸出電壓便于精準(zhǔn)的調(diào)節(jié)和控制，它的主要用途之一是作為某些重要的直流電動(dòng)機(jī)的電源，使其獲得較好的換向性能。 它還能滿足直流和同步電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的不同要求，并可用于電化工業(yè)中作為電解、電鍍的低壓大電流直流電源。隨著可控硅整流電源的廣泛應(yīng)用和日益完善，及其在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的顯著優(yōu)點(diǎn)，一方面在許多領(lǐng)域中取代了直流發(fā)電機(jī)，另一方面卻進(jìn)一步擴(kuò)大了直流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用范圍。但直流發(fā)電機(jī)在某些領(lǐng)域中如真空冶煉工業(yè)和無交流電網(wǎng)且又需要直流電源的場(chǎng)合等，仍由一定的重要性。4.1.2 電機(jī)功率的選用本課題設(shè)計(jì)的電動(dòng)叉車為載重兩噸的單級(jí)叉車，由于使用兩根鏈條并聯(lián)使用，則每根鏈條上所受的拉力為一噸，根據(jù)受力平衡可算得油缸的受力為 F=39200N,液壓缸所做的功為：W=FS(J) （4-1）功率為： ()WFSNvtt??（4-2）由于 F=pA,QvA,代入上式得：23QNFvpA?（4-3）根據(jù)泵站與液壓缸之間的功率傳遞關(guān)系可得：泵站功率為： 612p??（4-4）液壓缸總功率由以下效率組成：機(jī)械效率 m：由活塞及活塞桿密封處的摩擦阻力所造成的摩擦損失，在額定壓力下，通?？扇?0.95?:容積效率 v?：由各密封件泄露所造成，如前述，通常取活塞密封為彈性材料 1v??作用力效率 ：當(dāng)排油直接回油箱時(shí) 1v??液壓缸的總效率 ： 0.9.tmvt??選取泵站電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為：v=1500r/min，排量為 q=2.2cc/r，則泵站的流量可算得為:3·1502L/inQvq???3./s??壓力強(qiáng)度為： 3624.981.57060FPPaS???（ ）由以上公式可計(jì)算得泵站的功率為：65' 1.57.1.2762209pQNKW?????查閱主流電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)表，我選用型號(hào)為 MC2-V1B-F3-PG-MEN-T05-F1(/F2)的直流電壓電動(dòng)機(jī)。其主要參數(shù)如下所示：直流電動(dòng)叉車用泵站：型 號(hào)：MC2-V1B-F3-PG-MEN-T05-F1(/F2)4.1.3 蓄電池的有關(guān)說明在電動(dòng)叉車中，前面已經(jīng)提到，由于其運(yùn)動(dòng)特性，所以在選擇直流的同時(shí)，還要選擇電壓低的電機(jī)，在這我選用 12V 的電瓶作為電源。在這一并提一下蓄電池的使用與維護(hù)。24蓄電池的正確使用：配用硅整流發(fā)電機(jī)的叉車，蓄電池必須負(fù)極搭鐵，絕對(duì)不能弄錯(cuò)，否則會(huì)燒壞硅整流發(fā)電機(jī)的二極管而損壞發(fā)電機(jī)。蓄電池隔板有木板、塑料隔板和玻璃纖維隔板等，它安裝在正負(fù)極板之間，防止正負(fù)極板相碰而產(chǎn)生短路。電解液密度對(duì)蓄電池工作影響很大，當(dāng)密度增大時(shí)，電解液的冰點(diǎn)降低，解凍危險(xiǎn)減小，但密度多大，電解液粘度增大、滲透困難，且還會(huì)使木隔板加速炭化，極板硫化，縮短其壽命。使用時(shí)，可根據(jù)不同條件來選擇不同密度電解液。蓄電池的維護(hù)：叉車蓄電池是一種可逆性的直流電源，可以反復(fù)充電、放電，所以成為二次電池。充電過程中是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來，放電過程則是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋Ｐ铍姵刈詈媒?jīng)常處于充足電狀態(tài)，凡使用過的每月最好補(bǔ)充一次，存放期不宜過長，避免長期擱置。蓄電池的充電狀態(tài)可根據(jù)電解液密度和端電壓來判斷，用高率放電計(jì)測(cè)量蓄電池在大電流（接近起動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流）放電時(shí)的端電壓，可準(zhǔn)確判斷蓄電池的放電程度。一般技術(shù)良好的蓄電池，用高率放電計(jì)測(cè)量時(shí)，單格電壓應(yīng)在 1.5V 以上，并在 5 秒鐘內(nèi)保持平穩(wěn)，否則表示該單格電池放電過多或有故障，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)充或更換。常見儲(chǔ)存蓄電池早期損壞多發(fā)生在冬夏兩季。冬季氣溫低，蓄電池中電解液擴(kuò)散或流動(dòng)遲緩，因而其效率降低，顯得電力不足。若起動(dòng)困難而連續(xù)使用，蓄電池快速放電，由此導(dǎo)致電壓下降、容量降低、極板損壞。夏天氣候干燥，電解液蒸發(fā)，而且消耗過快，如果加之發(fā)電機(jī)端電壓調(diào)的過高，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)過充電。過充電電流越大、時(shí)間越長，電解液消耗量越大，液面高度下降越快，液面過低，使極板上部暴露在空氣中而產(chǎn)生氧化。因此需要做到勤檢查、勤調(diào)整、勤維護(hù)，才能保持蓄電池的良好技術(shù)狀況。在叉車使用中，對(duì)蓄電池的要求較高，必須定期強(qiáng)制維護(hù)，檢修時(shí)必須嚴(yán)格遵守工藝規(guī)范；使用時(shí)應(yīng)注意放電電流不能過大，以免極板彎曲活性物質(zhì)脫落，使容量降低，電壓下降而產(chǎn)生早期損壞。發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)器應(yīng)按規(guī)定調(diào)整，不能隨意將電壓調(diào)高，以免隔板受到腐蝕，縮短其使用壽命。4.2 傳動(dòng)鏈的選用4.2.1 鏈條介紹及型號(hào)的選擇鏈條是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備傳動(dòng)的重要元素，它具有以下優(yōu)點(diǎn)所以才被廣泛使用。1）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)靈活，工作安全可靠。 252）鏈條鏈輪間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在給定的彎曲半徑范圍內(nèi)，不會(huì)產(chǎn)生彎矩和扭轉(zhuǎn)變形3）結(jié)構(gòu)簡單，輕巧，節(jié)省傳動(dòng)空間，易拆裝，易維修。4）造型新型，外形美觀。套筒滾子鏈由外鏈板 1、內(nèi)鏈板 2、銷軸 3、套筒 4 和滾子 5 等組成。其結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，其規(guī)格、基本參數(shù)和尺寸見《簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，套筒滾子鏈分 A、B 兩個(gè)系列，A 系列用于高速和重要傳動(dòng)，B 系列用于一般傳動(dòng)。鏈傳動(dòng)一般適用于傳遞功率小于 100KW，傳動(dòng)比 I≤7，鏈速 v≤15m/s。圖 4-1 為鏈條示意圖：圖 4-1 鏈條示意圖設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)時(shí)的原始數(shù)據(jù)，一般式傳動(dòng)的用途，工作情況原動(dòng)機(jī)類型，傳遞的功率和鏈輪轉(zhuǎn)速以下及傳動(dòng)的空間尺寸要求等。按傳動(dòng)失效形式不同，設(shè)計(jì)計(jì)算分為v＞0.6m/s 的中、高速鏈傳動(dòng)。按功率曲線計(jì)算和 v＜0.6m/s 的低速鏈傳動(dòng)按靜強(qiáng)度計(jì)算。對(duì) v＜0.6m/s 的低速鏈傳動(dòng)，鏈條的主要失效形式為過載時(shí)拉斷破壞。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)已知條件，初選鏈條型號(hào)，然后按抗拉靜力強(qiáng)度條件計(jì)算安全系數(shù)148AQsKF??:（4-6）在這根據(jù)鏈條設(shè)計(jì)的條件初定鏈條型號(hào)為 16A,基本參數(shù)和尺寸如圖 4-3 和表 4-1所示：26圖 4-3 鏈條結(jié)構(gòu)尺寸示意圖表 4-1 選用鏈條的結(jié)構(gòu)尺寸4.2.2 鏈條的受力驗(yàn)證鏈條所受最大負(fù)重為 2 噸，因而初步選用型號(hào)為 16A 的鏈條，其結(jié)構(gòu)師采用并聯(lián)的方式并行兩根相同的鏈條，每根鏈條上的受力為 1 噸。按抗拉靜強(qiáng)度條件安全系數(shù)1AQsKF??（4-7）式中：Q-極限拉伸載荷，由上表得 Q=56.7KN根據(jù)《簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P187，由表 9-3 差得鏈條傳動(dòng)在一般工程機(jī)械中為中等沖擊，工作情況系數(shù) .3A?????21~51.~5t vFR（4-8）在 2 噸電動(dòng)叉車中，m 約為 1 噸， 取 0.6m/s，R 取 30mm，則：