液壓叉車提升機機構設計畢業論文(已修改)

　

【正文】 黑龍江工程學院畢業設計液壓叉車提升機機構設計畢業論文第 1章 緒 論叉車是應用十分廣泛的流動式裝卸搬運機械，是物料搬運機械(國外稱為工業車輛或地面運輸車輛)的一種，是實現物流機械化作業，減輕工人搬運勞動強度，提高作業效率的主要工具。叉車又名鏟車、萬能裝卸車或自動裝卸車。它是由在無軌底盤上加裝專用裝卸工作裝置構成的。叉車具有通用性強、機動靈活、活動范圍大等特點，所以它廣泛用于車站、港口碼頭、機場、倉庫以及工礦企業等部門，用來實現機械化裝卸、堆垛和短距離運輸，是物流系統不可缺少的機械設備。而叉車中進行裝卸作業的直接工作的裝置是叉車起重系統，貨物的卸放、堆垛最終都是由其完成的，所以它是叉車最重要的組成部分。在我國國民經濟的發展中，各行各業對叉車的需求量逐年增加。據國家權威機構研究預測，在今后幾年我國叉車年需求量將超過15萬臺。叉車產業市場潛力巨大，發展前景廣闊。 　　我國叉車工業起步于20世紀50年代末，當時主要仿制前蘇聯產品。從70年代后期到80年代中期，全行業先后組織了2次聯合設計，各叉車生產廠紛紛引進國外先進技術，如北京叉車總廠引進日本三菱1～5t內燃平衡重叉車技術，大連叉車總廠引進日本三菱10～40t內燃平衡重叉車和集裝箱叉車技術，～，杭州叉車總廠引進西德Oamp。K公司靜壓傳動叉車、越野叉車和電動叉車技術，合肥叉車總廠、寶雞叉車公司引進日本TCM株式會社1～10t叉車技術，湖南叉車公司引進英國普勒班機械公司內燃防爆裝置技術。自90年代開始，一些骨干企業在消化吸收引進技術的基礎上積極對產品進行更新和系列化，因此目前國產叉車的技術水平參差不齊。其中，電動叉車因受基礎技術落后的制約，整體水平與世界先進水平差距很大，每年仍要進口價值近2億美元的叉車產品。中國叉車能否逐鹿國際市場，并在與世界強手的競爭中立于不敗之地，將依賴于叉車整體技術水平的提高，特別是電動叉車技術的飛速發展。　國際上生產叉車的廠家，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技術大規模應用于叉車的制造商，產品技術先進，質量可靠，其銷售額一直遙遙領先，位居世界頂尖水平。林德叉車總的特點，8噸以下的產品其動力形式有內燃機和電瓶驅動，傳動形式有靜壓傳動和電傳動。10噸以上的叉車則采用內燃機驅動和液力傳動。產品種類之繁多，技術水平之高超，令世界同行所贊嘆。豐田、納科、永恒力、小松、TCM、力至優等公司的產品技術基本處于同一水平，但各家有各家技術優勢和特色。世界上著名叉車的技術特點是：品種齊全，技術先進，各具特色，尤其在提高作業效率、人機工程、節能、環保及安全性等方面的技術發展非常快，追求各性化，最大限度地滿足客戶的需求。　　目前，國內外電動叉車大部分已經采用寬視野門架，起升液壓缸由中間放置改為兩側放置。液壓缸的放置位置有兩種：一種是液壓缸位于門架后面；另一種是液壓缸位于門架外測。CARER公司的R40/45系列電動叉車的液壓缸位于門架外側，R50/60/70系列叉車的液壓缸則位于門架后面。 　　門架一般分為標準型、兩節型或三節型。國內叉車的起升高度一般在2~5m之間，且以3m及3m以下的居多，而國外電動叉車的起升高度一般在2~6m之間，由于倉庫的立體化程度高，因此起升高度3m以上。與預測全球約有250家叉車生產企業，年生產量保持在50萬臺左右。由于競爭的加劇，同20世紀80年代比，世界叉車工業出現了銷售額增長而利潤減少的反常現象。一方面，為降低成本，叉車巨頭紛紛在發展中國家建廠。例如，在中國建有廈門林德、安徽TCM、北京漢拿、湖南德士達、煙臺大宇重工、上海海斯特等。這些公司把具有世界20世紀90年代中期先進的產品和技術帶到國內，促進了我國叉車技術的快速發展，同時對國內市場也造成了很大的沖擊。另一方面，隨著市場經濟的發展，物流技術在經濟發展中的地位與作用越來越明顯，叉車普及率越來越高，已從過去單一的港口碼頭進入到國民經濟的各行各業。目前我國叉車的保有量約18萬臺，實際年潛在需求量約10萬臺，而實際年銷售量僅3萬臺左右，可見中國的叉車市場是巨大的。 　　隨著人們對環境污染危害的深刻認識，環保已成為世界共同關注的焦點，因此，環保型叉車將成為市場主流；其次，自動倉儲系統、大型超市的紛紛建立，刺激了對室內搬運機械需求的增長，高性能電動叉車、前移式叉車、窄巷道叉車等各類倉儲機械迅速發展是未來叉車市場的又一特征；另外，全球經濟一體化必將帶來全球工業的國際化，使得各國間及國內貿易大幅上升。有資料表明全世界集裝箱吞吐量每年以30%左右的速度遞增。貿易的增加將推動現代集裝箱搬運與堆垛設備的高速發展。　 根據美國工業車輛協會的分類法，叉車分(6和7)7大類，分別為電動乘駕式叉車、電動窄巷道叉車、電動托盤搬運車、內燃平衡重式實心胎叉車、內燃平衡重式充氣胎叉車、電動與內燃乘駕式拖車和越野叉車。1999年7月，美國《現代物料搬運》雜志評出世界20強叉車公司，其中排在前10位的公司(產品種類)是：Linde(5和6)，Toyota(5和6)，Nacco/MHG(4和5)，Jungheinrich(4和5)，BT　Ｉndustries(4和5)，Mitsubshi / Caterpillar(4和5)，Crown(3)，Komatsu(4和5)，Nissan(4和5)，TCM(4和5)。另外產品品種和系列也非常齊全，如德國Linde公司有柴油、液化石油氣、電動平衡重叉車，前移式叉車，堆垛車，揀選車，側面式叉車，電動牽引車等近110種；而我國最大的叉車制造企業安徽叉車集團生產1～16 t 15個級別80種機型400多個品種的叉車。各叉車公司皆以產品種類、系列的多樣化去充分適應不同用戶、不同工作對象和不同工作環境的需要，并不斷推出新結構、新車型，以多品種小批量滿足用戶的個性化要求。　 叉車分內燃叉車和電動叉車。內燃叉車以發動機為動力，功率強勁，使用范圍廣，缺點是排氣和噪聲污染環境，有害人類健康。環保要求推動了動力技術的更新：～8t柴油叉車，將預熱燃燒室改為直噴式，省油17％～20％；80年代初Perkins發動機推出扁唇式燃燒系柴油機，省油7％～8％；80年代中期德國Deute公司開發出F913Ｇ型叉車專用柴油機，省油60%，而瑞典推出柴油機蓄電池混合動力叉車；90年代液化石油氣(LPG)叉車、壓縮天然氣(CNG)叉車、丙烷叉車等低公害叉車面市，且發展勢頭強勁。 　　電動叉車具有能量轉換效率高、無廢氣排放、噪聲小等突出優點，是室內物料搬運的首選工具，但其受蓄電池容量限制，功率小，作業時間短。目前國內外均在不斷改進鉛酸蓄電池技術，通過提高材料純度等使其在復充電次數、容量和電效率方面有了很大提高。由于技術的進步，電動叉車現已突破只能用于小噸位作業的局限性。目前國際上電動叉車的產量已占叉車總量的40%(國內為10%～15％)，在德國、意大利等一些西歐國家電動叉車比例高達65%。 　　未來叉車將廣泛采用電子燃燒噴射和共軌技術。發動機尾氣催化、凈化技術的發展將有效降低有害氣體和微粒的排放。LPG、CNG等燃料叉車及混合動力叉車將進一步發展。新型蓄電池燃料電池在各大公司的共同努力下，將克服價格方面的劣勢，批量進入市場。目前全球汽車巨人正聯合致力于電動汽車的研究，電動汽車的動力、傳動、控制、安全等技術在叉車上的應用，將會使電動叉車整機性能有一個質的變化。 　　微電子技術、傳感技術、信息處理技術的發展和應用，對提高叉車業整體水平，實現復合功能，以及保證整機及系統的安全性、控制性和自動化水平的作用將更加明顯，使電子與機械、電子與液壓的結合更加密切。未來叉車的發展在于其電子技術的應用水平。　　實現以微處理器為核心的機電液一體化是未來叉車控制系統發展的主方向，即以微處理器為核心，控制由局部控制向網絡化方向發展，使整車保持最佳工作狀態，實現叉車的智能化作業。對于電動車輛，傳統的電阻調速控制器已被淘汰，而新型MＯSFET晶體管因其門極驅動電流小，并聯控制特性好且有軟、硬件自動保護和硬件自診斷功能等優點，得到廣泛采用。串勵和他勵控制器仍是市場的主導產品，交流控制技術則處于起步階段。隨著交流調速控制系統成本的降低與閉式交流電機技術的成熟，交流電機叉車將會因其功率大、維護性能好而取代直流電機叉車。采用電子轉向系統與動力轉向比可節能25%，它可根據叉車使用工況，適時控制電機轉速，是叉車節能降噪的有效措施。另外，MOSFET晶體管比電阻式調速可節能20%，釋放式再生制動可節能5%～８％，采用液壓電機控制器和負載勢能回收技術可分別節能20%和5%。 第2章 液壓叉車提升機構設計總述 門架是叉車工作裝置的重要組成部分，是叉車最富有特色的部件。它負責貨物的起升及相應的裝卸、堆垛動作，并對叉車的整機性能有極大的影響。最常見的叉車門架是由內、外兩節組成。內外門架各有兩根立柱，立柱是門架承載的主要構件，又是叉架(或內門架)作升降運動的導軌。左右立柱之間連以橫梁，構成形或各種封閉形狀的框架(圖21)。外門架的立柱多數為槽形截面，內門架立柱的截面型式較多，有槽形、工字形和其他異形形狀。立柱截面的周邊都不封閉，桿件的長度遠大于截面的高度和厚度，因此，它們屬于力學上的開口薄壁桿范疇。（a）內門架 （b）外門架圖21 門架結構簡圖1——立柱 2——橫梁叉車的內、外門架里、外嵌套，用起升油缸使內架可在外架內移動，成為可伸縮的構造。這是它的構造特點。加工要求，門架布置在車的前方，在前軸前邊，這是它在布置或位置上的特點。內架、外架和叉架都是用型鋼焊成的平面框架，它們與起升油缸和鏈滑輪組和重量占了工作裝置總重的絕大部分，且集中在位于前軸外邊的門架平面內，因而是影響叉車抵抗向前翻倒的能力的不利因素。由于門架在前，司機在后，因此組成門架系統的多數構件及起升油缸和鏈油輪組都會擋住司機的視線。在設計時，就要盡力去減小這些不利影響，為此必須注意兩點：一是在保證工作裝置能正常工作的前提下，要盡可能地將它布置得靠近前軸；二是在考慮司機視野問題時，要保證在叉車無載行駛下，司機能看見貨叉叉尖，同時應力求在貨叉由地面升起至頂端的整個過程中，司機都能很好地觀察貨叉上貨物的情況。門架系統的運動與安裝關系（圖22）是：貨叉掛在叉架橫梁上；叉架受起升鏈條的牽引，并以其縱、側向滾輪為“車輪”，以內門架為“活動導軌”作升降運動；內門架則受起升液壓缸的頂推，也以其縱、側向滾輪為“車輪”，以外門架2為“固定導軌”而升降；外門架的下鉸坐鉸接在驅動橋殼或車架上，中部靠兩個并列的傾斜液壓缸來實現整個門架系統的前、后傾動作。起升液壓缸分成兩個，下端以半球面支承在外門架后側，中部受外門架“扶持”，上端頂在一個浮動橫梁上，自由提升結束后即與內門架上橫梁重疊。起升鏈條的一端固定在起升液壓缸筒上（相當于固定在外門架上），中部繞過固定在浮動橫梁上的鏈輪后，另一端掛住叉架。圖22 門架示意圖 門架部分參數見下表：表21 特 性額定起重量Load Capacitykg1800載荷中心距Load centermm500尺 寸標準二級門架額定起重時最大貨叉高度mm3000貨叉架ISO標準型Ⅱ級貨叉厚度Tmm40貨叉寬度Wmm120貨叉長度Lmm1000貨叉間距范圍最小～最大MIN～MAXmm200～920門架前后傾角前傾/后傾 F/Rdeg6176。/10176。速 度最大行駛速度（無載）km/h11起升速度（滿載）mm/s2201黑龍江工程學院本科生畢業設計第3章 貨叉的設計計算貨叉的主要尺寸有貨叉水平段長度；貨叉垂直段高度；貨叉斷面尺寸(為貨叉厚度，為貨叉寬度等)（圖31）。5圖31 貨叉的結構和尺寸貨叉尺寸主要取決于起重量Q、載荷中心距c，根據選題，已知起重量Q=，