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正文內(nèi)容

車(chē)輛工程畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-電動(dòng)叉車(chē)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2024-10-08 15:24 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 程度的進(jìn)一步加快,工業(yè)企業(yè)除了不斷改進(jìn)產(chǎn)品的質(zhì)量、提高產(chǎn)品的舒適性等性能外,對(duì)產(chǎn)品的安全性也越來(lái)越重視。產(chǎn)品的安全性已經(jīng)成為企業(yè)邁向國(guó)際市場(chǎng)的一道門(mén)檻。 豐田 7 系列叉車(chē)堪稱安全叉車(chē)的典范。該叉車(chē)轉(zhuǎn) 向迅速。效率高,穩(wěn)定性好,比普通叉車(chē)舒適,特別是該車(chē)裝有主動(dòng)穩(wěn)定系統(tǒng)( SAS),可顯著降低叉車(chē)作業(yè)中諸如翻車(chē)等危險(xiǎn)。 SAS 采用一系列電子傳感器對(duì)叉車(chē)負(fù)荷、運(yùn)行速度、轉(zhuǎn)向角等參量進(jìn)行測(cè)量,當(dāng)測(cè)得潛在危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí), SAS 即開(kāi)始工作,以提高叉車(chē)橫向穩(wěn)定性,從而達(dá)到安全作業(yè)的目的。 叉車(chē)造型隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展,方、尖外表正被流線圓弧形外觀所取代,這也有利于改善司機(jī)的視野,提高操作安全性。 、變頻調(diào)速是電瓶叉車(chē)的飛躍 近年來(lái)交流電機(jī)已引起叉車(chē)界極大的興趣。交流電機(jī)運(yùn)用于叉車(chē)具有以下顯著特點(diǎn): ( 1) 叉車(chē) 運(yùn)行速度高,工作裝置起升速度大。 ( 2) 由于它采用高效控制器及具有再生制動(dòng)功能,因此,比傳統(tǒng)叉車(chē)節(jié)能 30%以上。 ( 3) 全封閉電機(jī)、軸承及多盤(pán)制動(dòng)器免維護(hù)(無(wú)接觸器或碳刷)。 交流電機(jī)的電壓有有利于高的發(fā)展趨勢(shì),高電壓( 72~80V)已在歐洲開(kāi)始使 ___________________________________________________________________________________________ 6 用。在高電壓下工作時(shí)實(shí)際工作的電流卻很小,是叉車(chē)在工作中發(fā)熱更少、效率更高,完全克服了直流電機(jī)產(chǎn)生熱量多、效率低下、維護(hù)頻繁的缺點(diǎn)。另外快速充電技術(shù)的發(fā)展日趨成熟,車(chē)載充電機(jī)將更多的運(yùn)用于叉車(chē),使充電更方便,充電電流可以達(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。 未來(lái)叉車(chē)的維修性、可操作性將更 加容易 ,顯示、故障診斷系統(tǒng)將更加完善。如 JUNGHEIRICH 集團(tuán)公司生產(chǎn)的未來(lái)概念型叉車(chē),整車(chē)裝備一種集成運(yùn)行記錄器,承擔(dān)著 “ 黑匣子 ” 的功能,可記錄車(chē)輛作業(yè)中的所有數(shù)據(jù):行駛里程及起升、下降和停機(jī)的次數(shù)。一旦整機(jī)發(fā)生故障,儀表板上的電腦可通過(guò)無(wú)線通訊器連接到倉(cāng)儲(chǔ)管理計(jì)算機(jī)或作業(yè)管理器上,用雙向通訊頻道提供完整的數(shù)據(jù);也可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與 JUNGHEIRICH 用戶服務(wù)部溝通, 對(duì)車(chē)輛損壞情況 進(jìn)行遠(yuǎn)距離的故障爭(zhēng)端和維修指導(dǎo)。 、多品種方向發(fā)展 自打倉(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(chē)、前移式叉車(chē)、窄巷道叉車(chē)等各類(lèi)倉(cāng)儲(chǔ)叉車(chē)迅速發(fā)展。近期又出現(xiàn)了一種鉸鏈?zhǔn)讲孳?chē),它主要用于窄巷道內(nèi)物料的搬運(yùn),其生產(chǎn)效率高,能夠節(jié)省儲(chǔ)存空間、房屋費(fèi)用和工廠所需的設(shè)備數(shù)量等,因此有很好的發(fā)展前景。 德國(guó) JUNGHEIRICH 集團(tuán)的未來(lái)型叉車(chē),是一種利用前移式橋設(shè)計(jì)的新型叉車(chē)。這種前移式橋柔性的連接到門(mén)架上,起升載荷時(shí)前橋向前推,軸距增大,提高了車(chē)輛的穩(wěn)定性,前橋和門(mén)架的連接點(diǎn)較傳統(tǒng)的高些,這就在相同的門(mén)架傾斜角時(shí)軸距更大,橋荷分布 更均勻,行駛特性更佳。 需求方面 80 年代前期,世界各國(guó)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(chē),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(chē)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(guó)家的叉車(chē)市場(chǎng),電動(dòng)叉車(chē)的地位越來(lái)越顯著。據(jù)有關(guān)報(bào)道,日本在 1987 年以前推出的 叉車(chē)中,內(nèi)燃叉車(chē)占 80%以上,而 198 1989 兩年中下降到不足 65%;相反,電動(dòng)叉車(chē)所占的比例卻從不足 10%增長(zhǎng)到 30%。目前小噸位電動(dòng)叉車(chē)在歐美市場(chǎng)占有率竟達(dá) 60%左右,而且還有繼續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì),大有替代內(nèi)燃叉車(chē)的趨 勢(shì)。 叉車(chē)年需求量將在今后幾年達(dá)到 8 萬(wàn)臺(tái)左右;中 ___________________________________________________________________________________________ 7 檔叉車(chē)產(chǎn)品銷(xiāo)售量將猛增,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。 電動(dòng)叉車(chē)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(zhuān)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(chē)的使用性能得到很大的提高。從總體上說(shuō),電動(dòng)叉車(chē)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(chē)相抗衡。 隨著國(guó)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(chē)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(chē)的需求量較大,尤其 是企業(yè)對(duì)物流作業(yè)效率越來(lái)越重視,以及中國(guó)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(chē)市場(chǎng)的需求。 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(chē),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。 本課題的設(shè)計(jì)目的與主要研究?jī)?nèi)容 課題設(shè)計(jì)目的 叉車(chē)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(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中,各行各業(yè)對(duì)叉車(chē)的需求量逐年增加,市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮?,叉?chē)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(chē)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(chē)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,人們希望降低勞動(dòng)強(qiáng)度,增加設(shè)備自動(dòng)化程度,于是我們?cè)?手動(dòng)裝卸叉車(chē)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)電動(dòng)裝卸叉車(chē),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(chē)為載重兩噸的單級(jí)電 動(dòng)叉車(chē),此車(chē)在手動(dòng)裝卸叉車(chē)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。 叉車(chē)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 ___________________________________________________________________________________________ 8 運(yùn)勞動(dòng)強(qiáng)度、提高作業(yè)效率的主要工具。 隨著我國(guó)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(chē)的協(xié)助。 電動(dòng)叉車(chē)具有能量轉(zhuǎn)換效率高、噪聲小、無(wú)尾氣排放、控制方便等優(yōu)點(diǎn),在 車(chē)間、倉(cāng)庫(kù)、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(wú)廢氣排放的蓄電池叉車(chē)將成為市場(chǎng)的主流。另外,自動(dòng)化倉(cāng)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(chē)的需求。目前,國(guó)際上電動(dòng)叉車(chē)的產(chǎn)量已占叉車(chē)總產(chǎn)量的 40%以上,在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家,電動(dòng)叉車(chē)所占的比例達(dá)到 60%;在中國(guó),電動(dòng)叉車(chē)所占的比例為 20%左右。電動(dòng)叉車(chē)現(xiàn)已突破原來(lái)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(chē)的許多優(yōu)點(diǎn),從而使電動(dòng)叉車(chē)有著廣闊的發(fā)展前景。 ___________________________________________________________________________________________ 9 第 2 章 總體設(shè)計(jì)方案 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(chē)方案,一種是單級(jí)式電動(dòng) 叉車(chē),另一種是雙極式電動(dòng)叉車(chē),這兩種叉車(chē)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(chē)與單級(jí)電動(dòng)叉車(chē)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(chē)采用雙極叉車(chē)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 ~3 米。在車(chē)間、倉(cāng)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(cāng)儲(chǔ)開(kāi)支等。缺點(diǎn):與單級(jí)叉車(chē)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(chē)。 綜合兩種叉車(chē)的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn),我選擇單 極電動(dòng)叉車(chē),因?yàn)閮煞N叉車(chē)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(chē)的原理,雙 級(jí)電動(dòng)叉車(chē)也就知道了,而在日常生活中,使用雙極叉車(chē)的并不比單級(jí)的多。單級(jí)叉車(chē)在工廠、車(chē)間、倉(cāng)庫(kù)、車(chē)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(chē)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(chē)。 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(guò)程中沒(méi)有太深?yuàn)W的研究?jī)?nèi)容,也沒(méi)有太難的 設(shè)計(jì)計(jì)算,主要在于對(duì)實(shí)用型設(shè)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(guò)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(zhǎng)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(mén)技術(shù),為以后就業(yè)打下更扎實(shí)的基礎(chǔ)。 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)還是雙極的問(wèn)題,以及在載重問(wèn)題的選擇。在指導(dǎo)老師的建議下,我現(xiàn)則了單級(jí)電動(dòng)叉車(chē),因?yàn)檫@種型號(hào)的叉車(chē)在生活中應(yīng)用比較廣,大眾化。 ___________________________________________________________________________________________ 10 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(lái)、結(jié)構(gòu)、校核、用途等。 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: 調(diào)研階段 包括調(diào)查國(guó)內(nèi)外電動(dòng)叉車(chē)的發(fā)展情況,調(diào)研國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)、研究分析現(xiàn)有叉車(chē)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(chē)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。 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(chē)車(chē)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(chē)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(guò)不斷的對(duì)比單級(jí)叉車(chē)和雙極叉車(chē)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)好事直流電機(jī),使用交流電機(jī)就不用在叉車(chē)上安裝電瓶??墒堑媒?jīng)常充電,還得購(gòu)買(mǎi)電瓶,可是使用交流電的話,這會(huì)給使用帶來(lái)很大的不便,那樣要移動(dòng)多少距離就得要多長(zhǎng)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?chē)方面,要求安全系數(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。 在該階段,主要工作就是對(duì)已經(jīng)確定下來(lái)的各個(gè)模塊進(jìn)行適用性分析,主要考慮各個(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。 ___________________________________________________________________________________________ 11 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(guò)的研究進(jìn)行分析,完成畢業(yè)論文說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě),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。 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)主要包括車(chē)架、龍門(mén)架、貨叉三部分。這是叉車(chē)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(chē)架:車(chē)架是叉車(chē)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(chē)輪,前輪為 100mm,后輪為 280mm。在距離地面1000mm 處有一 U 型扶手,用來(lái)推動(dòng)叉車(chē)時(shí)方便扶手。 龍門(mén)架:龍門(mén)架的作用是用來(lái)支撐貨叉,工作時(shí)龍門(mén)架與貨叉的后背相靠,上部用一根長(zhǎng)軸將兩貨叉固定在龍門(mén)架上。龍門(mén)架主要是由鋼板產(chǎn)、拼焊而成。其俯視結(jié)構(gòu)圖如 圖 21 所示: 圖 21 龍門(mén)架俯視圖 貨叉:貨叉是托起貨物的構(gòu)件,其結(jié)構(gòu)如圖 22 所示,其材料為鍛造 ___________________________________________________________________________________________ 12 鋼。 圖 22 貨叉及叉套 a) 眼環(huán)式貨叉 b) 鉤鉗式貨叉 c) 叉套 傳動(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(mén)架,另一端固定在叉車(chē)車(chē)架上,當(dāng)有本處于 原始長(zhǎng)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 23
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