【文章內(nèi)容簡介】 圖，內(nèi)門架1和外門架2都是由兩根柱和一個或兩個端梁焊成的框架。內(nèi)架僅有一個上端梁，下部有一個很弱的橫系桿。外架有上端梁及下端梁，為不妨礙內(nèi)架，上端梁放在立柱頂端后翼緣后邊。中部由橫梁加強，其兩側(cè)伸出有聯(lián)接傾斜油缸的鉸軸。左右立柱異型槽鋼，其開口相對。叉架和內(nèi)架上的各滾輪組分別安放在內(nèi)架和外架立柱的槽內(nèi)，滾輪組構(gòu)成叉架，內(nèi)架和外架相互之間的活動聯(lián)系，起傳力和保證有正確動力的導(dǎo)向作用。起升鏈滑輪組包含兩套對稱布置的起升鏈和動，滑輪座固定在內(nèi)架上梁。起升油缸的上、下支座的支承分別固定在內(nèi)架上梁和外加下梁上，為保證安置在期間的起升油缸受純壓力，支座的支承表面常為球面。鏈的一端固定在外架的下梁或立柱上，另一端與叉架相連接。圖5 叉車門架結(jié)構(gòu)Fig 5 Forklift truck door frame structure1——內(nèi)門架 2——外門架 3——叉架 4——貨叉 5——貨物 6——導(dǎo)向滾輪 7——傾斜油缸 門架強度的計算狀態(tài)本設(shè)計選擇門架材料為16Mn，其剪切彈性模量為:G=105Kg/cm2，彈性模量為：E=106Kg/cm2?？估?、抗壓，抗剪，屈服點。叉車起升的貨物重量和叉架、貨叉自重都是通過叉架滾輪和門架滾輪以集中力的形式作用在門架上的。當(dāng)叉車滿載、貨叉起升到最大高度、門架前傾最大角度時，門架受力最大(圖6)。在與門架垂直的平面內(nèi)，取叉架為自由體，即可求出內(nèi)門架對又架滾輪的反壓力Pl、P2。 （4）式中 Q——額定起重量，Kg； G1——貨叉和叉架的自重，Kg； S——鏈條總拉力，Kg； ——門架最大前傾角，度； k——動力載荷系數(shù)，K=K1（動力系數(shù)）K2（貨物偏載系數(shù)）。圖6 門架載荷作用圖Fig 6 Door frame loading diagram其中Q=3000Kg、 、G1=250Kg、h2=370mm、、K=。代入式4得到 從以上計算中可以看出，鏈條拉力S對滾輪中心產(chǎn)生的力矩，有助于減小滾輪壓力，從而減小門架所受的載荷。在一般情況下，鏈條拉力產(chǎn)生的力矩(sa2)數(shù)值上可達貨物重量力矩的1/10～1/9。當(dāng)門架前傾最大角度時()，滾輪最大壓力比門架直立時約增加10%左右。由于鏈條拉力和門架前傾對滾輪壓力所起的、數(shù)值上近乎相等的減載和增載作用，為了使計算簡化，將其略去不計，按門架直立狀態(tài)進行計算。 計算滾輪壓力（圖7）門架直立時，由此內(nèi)門架滾輪壓力為 知h1=480mm，h2=370mm外門架滾輪壓力為： 圖7 門架滾輪壓力計算圖Fig 7 Door wheel pressure calculation c 門架立柱截面幾何性質(zhì)此叉車內(nèi)外門架立柱的截面尺寸相同，在計算開口薄壁桿件受彎扭綜合作用時，除了一般的截面幾何性質(zhì)以外(靜矩、慣性矩、抗彎模量等)，還要計算一些與截面翹曲有關(guān)的附加截面幾何特性。（1）立柱截面 （2）扇性坐標(biāo)(1) The column section (2) Tan coordinates(3)扇性靜矩(3) The fan static moment圖8 門架立柱截面幾何性質(zhì)Fig 8 Door frame column section geometric properties圖8（1）為門架立柱截面圖，（2）為扇性坐標(biāo)圖，（3）為扇性靜矩圖。此次設(shè)計起重量為3t，根據(jù)《機械課程設(shè)計簡明手冊》選擇槽鋼型號為16a，其相應(yīng)截面尺寸分別為：h=、t1=、t2=、b=,各參數(shù)值見表1。表1 門架立柱截面結(jié)構(gòu)尺寸及幾何特性Tap1 The door frame column section structure size and geometric features名稱符號單位量值截面面積Fcm2形心X0cm彎曲中心XAcm截面慣性矩Jxcm4Jycm4截面抗彎模量Wxcm3Wycm3純抗扭慣性矩JKcm4扇性慣性矩cm6約束扭轉(zhuǎn)特性kcm1靜矩Smaxcm4參數(shù)計算如下:截面面積： 形心位置：彎心位置： 線性截面慣性矩（截面慣性矩）： 線性抗彎截面模量（截面抗彎模量）： 純抗扭慣性矩:扇性慣性矩： 靜矩： 約束扭轉(zhuǎn)特性：%，大于15%，所以此門架平面內(nèi)載荷不必進行計算。 內(nèi)門架強度計算 門架立柱斷面翼緣厚度校核根據(jù)局部彎曲應(yīng)力計算公式： （7）得到： （8）式中：——材料屈服極限，16Mn鋼的=3500Kg/cm2；P——滾輪壓力，P=P1=P2=。所以得到 ，知此翼緣厚度設(shè)計合理。 門架立柱斷面腹板高度校核根據(jù)滾輪的接觸應(yīng)力來求腹板高度 （9）式中：P——滾輪壓力，；——滾輪踏面寬度，50mm；Enp——導(dǎo)軌和滾輪材質(zhì)的綜合當(dāng)量彈性模量，鋼制滾輪時，Enp=104Kg/mm2。 Pnp——導(dǎo)軌和滾輪的當(dāng)量曲率半徑，圓柱形滾輪對平面導(dǎo)軌時，Pnp=R=43mm。——與滾輪材質(zhì)和導(dǎo)軌表面硬度有關(guān)的許用接觸應(yīng)力，常用60~80Kg/mm2。取代入公式得由，知符合要求。由的等式經(jīng)轉(zhuǎn)換得：取滾輪的實際半徑為計算半徑的兩倍，即:R實際=2R，則R實際=2=（取70mm），則腹板高度為：由知，此尺寸設(shè)計合格。 門架立柱的彎矩校核把內(nèi)門架看作外伸懸臂梁，按一端鉸支、一端自由的單根薄壁桿來計算。在垂直于門架的平面內(nèi)，由于滾輪的集中作用，計算門架立柱中產(chǎn)生的最大彎矩。又介于內(nèi)外門架的應(yīng)力情況較復(fù)雜，計算工作量較大，現(xiàn)根據(jù)呂維鎮(zhèn)、張質(zhì)文老師介紹的簡化計算法進行計算。簡化計算的整體強度安全系數(shù)應(yīng)大于4，最危險截面在B點(圖9)。在整體彎曲和約束扭轉(zhuǎn)的共同作用下，內(nèi)門架立柱的危險截面是與叉架下滾輪相接觸的截面B,如圖9。叉車起重鏈條的一端固定在起升油缸缸筒上，鏈條拉力S對缸筒產(chǎn)生的力矩通過活塞桿在內(nèi)門架和上端產(chǎn)生推力，其方向垂直于門架平面，使內(nèi)門架彎曲。在截面B上的這個附加彎矩數(shù)值極小，可以略去不計。因此，截面B的計算彎矩仍可寫為：已知許用彎曲應(yīng)力為（取N值為4）：由可知整體安全。圖 9 門架立柱Fig 9 Door frame columns （