【正文】 黑龍江工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)液壓叉車提升機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文第 1章 緒 論叉車是應(yīng)用十分廣泛的流動(dòng)式裝卸搬運(yùn)機(jī)械，是物料搬運(yùn)機(jī)械(國(guó)外稱為工業(yè)車輛或地面運(yùn)輸車輛)的一種，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。叉車又名鏟車、萬(wàn)能裝卸車或自動(dòng)裝卸車。它是由在無(wú)軌底盤上加裝專用裝卸工作裝置構(gòu)成的。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)，所以它廣泛用于車站、港口碼頭、機(jī)場(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)以及工礦企業(yè)等部門，用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化裝卸、堆垛和短距離運(yùn)輸，是物流系統(tǒng)不可缺少的機(jī)械設(shè)備。而叉車中進(jìn)行裝卸作業(yè)的直接工作的裝置是叉車起重系統(tǒng)，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(guó)國(guó)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。據(jù)國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)研究預(yù)測(cè)，在今后幾年我國(guó)叉車年需求量將超過15萬(wàn)臺(tái)。叉車產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)潛力巨大，發(fā)展前景廣闊。 　　我國(guó)叉車工業(yè)起步于20世紀(jì)50年代末，當(dāng)時(shí)主要仿制前蘇聯(lián)產(chǎn)品。從70年代后期到80年代中期，全行業(yè)先后組織了2次聯(lián)合設(shè)計(jì)，各叉車生產(chǎn)廠紛紛引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，如北京叉車總廠引進(jìn)日本三菱1～5t內(nèi)燃平衡重叉車技術(shù)，大連叉車總廠引進(jìn)日本三菱10～40t內(nèi)燃平衡重叉車和集裝箱叉車技術(shù)，～，杭州叉車總廠引進(jìn)西德Oamp。K公司靜壓傳動(dòng)叉車、越野叉車和電動(dòng)叉車技術(shù)，合肥叉車總廠、寶雞叉車公司引進(jìn)日本TCM株式會(huì)社1～10t叉車技術(shù)，湖南叉車公司引進(jìn)英國(guó)普勒班機(jī)械公司內(nèi)燃防爆裝置技術(shù)。自90年代開始，一些骨干企業(yè)在消化吸收引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上積極對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行更新和系列化，因此目前國(guó)產(chǎn)叉車的技術(shù)水平參差不齊。其中，電動(dòng)叉車因受基礎(chǔ)技術(shù)落后的制約，整體水平與世界先進(jìn)水平差距很大，每年仍要進(jìn)口價(jià)值近2億美元的叉車產(chǎn)品。中國(guó)叉車能否逐鹿國(guó)際市場(chǎng)，并在與世界強(qiáng)手的競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地，將依賴于叉車整體技術(shù)水平的提高，特別是電動(dòng)叉車技術(shù)的飛速發(fā)展?！?guó)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。世界上著名叉車的技術(shù)特點(diǎn)是：品種齊全，技術(shù)先進(jìn)，各具特色，尤其在提高作業(yè)效率、人機(jī)工程、節(jié)能、環(huán)保及安全性等方面的技術(shù)發(fā)展非?？?，追求各性化，最大限度地滿足客戶的需求。　　目前，國(guó)內(nèi)外電動(dòng)叉車大部分已經(jīng)采用寬視野門架，起升液壓缸由中間放置改為兩側(cè)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(cè)。CARER公司的R40/45系列電動(dòng)叉車的液壓缸位于門架外側(cè)，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(biāo)準(zhǔn)型、兩節(jié)型或三節(jié)型。國(guó)內(nèi)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(guó)外電動(dòng)叉車的起升高度一般在2~6m之間，由于倉(cāng)庫(kù)的立體化程度高，因此起升高度3m以上。與預(yù)測(cè)全球約有250家叉車生產(chǎn)企業(yè)，年生產(chǎn)量保持在50萬(wàn)臺(tái)左右。由于競(jìng)爭(zhēng)的加劇，同20世紀(jì)80年代比，世界叉車工業(yè)出現(xiàn)了銷售額增長(zhǎng)而利潤(rùn)減少的反?，F(xiàn)象。一方面，為降低成本，叉車巨頭紛紛在發(fā)展中國(guó)家建廠。例如，在中國(guó)建有廈門林德、安徽TCM、北京漢拿、湖南德士達(dá)、煙臺(tái)大宇重工、上海海斯特等。這些公司把具有世界20世紀(jì)90年代中期先進(jìn)的產(chǎn)品和技術(shù)帶到國(guó)內(nèi)，促進(jìn)了我國(guó)叉車技術(shù)的快速發(fā)展，同時(shí)對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)也造成了很大的沖擊。另一方面，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，物流技術(shù)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位與作用越來(lái)越明顯，叉車普及率越來(lái)越高，已從過去單一的港口碼頭進(jìn)入到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)。目前我國(guó)叉車的保有量約18萬(wàn)臺(tái)，實(shí)際年潛在需求量約10萬(wàn)臺(tái)，而實(shí)際年銷售量?jī)H3萬(wàn)臺(tái)左右，可見中國(guó)的叉車市場(chǎng)是巨大的。 　　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，環(huán)保型叉車將成為市場(chǎng)主流；其次，自動(dòng)倉(cāng)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(zhǎng)，高性能電動(dòng)叉車、前移式叉車、窄巷道叉車等各類倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)械迅速發(fā)展是未來(lái)叉車市場(chǎng)的又一特征；另外，全球經(jīng)濟(jì)一體化必將帶來(lái)全球工業(yè)的國(guó)際化，使得各國(guó)間及國(guó)內(nèi)貿(mào)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(mào)易的增加將推動(dòng)現(xiàn)代集裝箱搬運(yùn)與堆垛設(shè)備的高速發(fā)展?！? 根據(jù)美國(guó)工業(yè)車輛協(xié)會(huì)的分類法，叉車分(6和7)7大類，分別為電動(dòng)乘駕式叉車、電動(dòng)窄巷道叉車、電動(dòng)托盤搬運(yùn)車、內(nèi)燃平衡重式實(shí)心胎叉車、內(nèi)燃平衡重式充氣胎叉車、電動(dòng)與內(nèi)燃乘駕式拖車和越野叉車。1999年7月，美國(guó)《現(xiàn)代物料搬運(yùn)》雜志評(píng)出世界20強(qiáng)叉車公司，其中排在前10位的公司(產(chǎn)品種類)是：Linde(5和6)，Toyota(5和6)，Nacco/MHG(4和5)，Jungheinrich(4和5)，BT?。蒼dustries(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(chǎn)品品種和系列也非常齊全，如德國(guó)Linde公司有柴油、液化石油氣、電動(dòng)平衡重叉車，前移式叉車，堆垛車，揀選車，側(cè)面式叉車，電動(dòng)牽引車等近110種；而我國(guó)最大的叉車制造企業(yè)安徽叉車集團(tuán)生產(chǎn)1～16 t 15個(gè)級(jí)別80種機(jī)型400多個(gè)品種的叉車。各叉車公司皆以產(chǎn)品種類、系列的多樣化去充分適應(yīng)不同用戶、不同工作對(duì)象和不同工作環(huán)境的需要，并不斷推出新結(jié)構(gòu)、新車型，以多品種小批量滿足用戶的個(gè)性化要求。　 叉車分內(nèi)燃叉車和電動(dòng)叉車。內(nèi)燃叉車以發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，功率強(qiáng)勁，使用范圍廣，缺點(diǎn)是排氣和噪聲污染環(huán)境，有害人類健康。環(huán)保要求推動(dòng)了動(dòng)力技術(shù)的更新：～8t柴油叉車，將預(yù)熱燃燒室改為直噴式，省油17％～20％；80年代初Perkins發(fā)動(dòng)機(jī)推出扁唇式燃燒系柴油機(jī)，省油7％～8％；80年代中期德國(guó)Deute公司開發(fā)出F913Ｇ型叉車專用柴油機(jī)，省油60%，而瑞典推出柴油機(jī)蓄電池混合動(dòng)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(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁。 　　電動(dòng)叉車具有能量轉(zhuǎn)換效率高、無(wú)廢氣排放、噪聲小等突出優(yōu)點(diǎn)，是室內(nèi)物料搬運(yùn)的首選工具，但其受蓄電池容量限制，功率小，作業(yè)時(shí)間短。目前國(guó)內(nèi)外均在不斷改進(jìn)鉛酸蓄電池技術(shù)，通過提高材料純度等使其在復(fù)充電次數(shù)、容量和電效率方面有了很大提高。由于技術(shù)的進(jìn)步，電動(dòng)叉車現(xiàn)已突破只能用于小噸位作業(yè)的局限性。目前國(guó)際上電動(dòng)叉車的產(chǎn)量已占叉車總量的40%(國(guó)內(nèi)為10%～15％)，在德國(guó)、意大利等一些西歐國(guó)家電動(dòng)叉車比例高達(dá)65%。 　　未來(lái)叉車將廣泛采用電子燃燒噴射和共軌技術(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣催化、凈化技術(shù)的發(fā)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(dòng)力叉車將進(jìn)一步發(fā)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(jià)格方面的劣勢(shì)，批量進(jìn)入市場(chǎng)。目前全球汽車巨人正聯(lián)合致力于電動(dòng)汽車的研究，電動(dòng)汽車的動(dòng)力、傳動(dòng)、控制、安全等技術(shù)在叉車上的應(yīng)用，將會(huì)使電動(dòng)叉車整機(jī)性能有一個(gè)質(zhì)的變化。 　　微電子技術(shù)、傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，對(duì)提高叉車業(yè)整體水平，實(shí)現(xiàn)復(fù)合功能，以及保證整機(jī)及系統(tǒng)的安全性、控制性和自動(dòng)化水平的作用將更加明顯，使電子與機(jī)械、電子與液壓的結(jié)合更加密切。未來(lái)叉車的發(fā)展在于其電子技術(shù)的應(yīng)用水平?！　?shí)現(xiàn)以微處理器為核心的機(jī)電液一體化是未來(lái)叉車控制系統(tǒng)發(fā)展的主方向，即以微處理器為核心，控制由局部控制向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，使整車保持最佳工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)叉車的智能化作業(yè)。對(duì)于電動(dòng)車輛，傳統(tǒng)的電阻調(diào)速控制器已被淘汰，而新型MＯSFET晶體管因其門極驅(qū)動(dòng)電流小，并聯(lián)控制特性好且有軟、硬件自動(dòng)保護(hù)和硬件自診斷功能等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛采用。串勵(lì)和他勵(lì)控制器仍是市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品，交流控制技術(shù)則處于起步階段。隨著交流調(diào)速控制系統(tǒng)成本的降低與閉式交流電機(jī)技術(shù)的成熟，交流電機(jī)叉車將會(huì)因其功率大、維護(hù)性能好而取代直流電機(jī)叉車。采用電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與動(dòng)力轉(zhuǎn)向比可節(jié)能25%，它可根據(jù)叉車使用工況，適時(shí)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，是叉車節(jié)能降噪的有效措施。另外，MOSFET晶體管比電阻式調(diào)速可節(jié)能20%，釋放式再生制動(dòng)可節(jié)能5%～８％，采用液壓電機(jī)控制器和負(fù)載勢(shì)能回收技術(shù)可分別節(jié)能20%和5%。 第2章 液壓叉車提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)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(fù)責(zé)貨物的起升及相應(yīng)的裝卸、堆垛動(dòng)作，并對(duì)叉車的整機(jī)性能有極大的影響。最常見的叉車門架是由內(nèi)、外兩節(jié)組成。內(nèi)外門架各有兩根立柱，立柱是門架承載的主要構(gòu)件，又是叉架(或內(nèi)門架)作升降運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌。左右立柱之間連以橫梁，構(gòu)成形或各種封閉形狀的框架(圖21)。外門架的立柱多數(shù)為槽形截面，內(nèi)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(zhǎng)度遠(yuǎn)大于截面的高度和厚度，因此，它們屬于力學(xué)上的開口薄壁桿范疇。（a）內(nèi)門架 （b）外門架圖21 門架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1——立柱 2——橫梁叉車的內(nèi)、外門架里、外嵌套，用起升油缸使內(nèi)架可在外架內(nèi)移動(dòng)，成為可伸縮的構(gòu)造。這是它的構(gòu)造特點(diǎn)。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(diǎn)。內(nèi)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(nèi)，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(jī)在后，因此組成門架系統(tǒng)的多數(shù)構(gòu)件及起升油缸和鏈油輪組都會(huì)擋住司機(jī)的視線。在設(shè)計(jì)時(shí)，就要盡力去減小這些不利影響，為此必須注意兩點(diǎn)：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(jī)視野問題時(shí)，要保證在叉車無(wú)載行駛下，司機(jī)能看見貨叉叉尖，同時(shí)應(yīng)力求在貨叉由地面升起至頂端的整個(gè)過程中，司機(jī)都能很好地觀察貨叉上貨物的情況。門架系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)與安裝關(guān)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(cè)向滾輪為“車輪”，以內(nèi)門架為“活動(dòng)導(dǎo)軌”作升降運(yùn)動(dòng)；內(nèi)門架則受起升液壓缸的頂推，也以其縱、側(cè)向滾輪為“車輪”，以外門架2為“固定導(dǎo)軌”而升降；外門架的下鉸坐鉸接在驅(qū)動(dòng)橋殼或車架上，中部靠?jī)蓚€(gè)并列的傾斜液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)門架系統(tǒng)的前、后傾動(dòng)作。起升液壓缸分成兩個(gè)，下端以半球面支承在外門架后側(cè)，中部受外門架“扶持”，上端頂在一個(gè)浮動(dòng)橫梁上，自由提升結(jié)束后即與內(nèi)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(dāng)于固定在外門架上），中部繞過固定在浮動(dòng)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(shù)見下表：表21 特 性額定起重量Load Capacitykg1800載荷中心距Load centermm500尺 寸標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)門架額定起重時(shí)最大貨叉高度mm3000貨叉架ISO標(biāo)準(zhǔn)型Ⅱ級(jí)貨叉厚度Tmm40貨叉寬度Wmm120貨叉長(zhǎng)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(wú)載）km/h11起升速度（滿載）mm/s2201黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第3章 貨叉的設(shè)計(jì)計(jì)算貨叉的主要尺寸有貨叉水平段長(zhǎng)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(jié)構(gòu)和尺寸貨叉尺寸主要取決于起重量Q、載荷中心距c，根據(jù)選題，已知起重量Q=，