【正文】 因?yàn)椋簤合到y(tǒng)設(shè)計(jì)的最高壓力為 : maxP = 取，溢流閥的開啟系數(shù)為： n= 所以，溢流閥的開啟壓力為： P=n maxP 。 取，油道內(nèi)徑為： d=5mm 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 （手動(dòng)液壓堆高車機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)） 41 41 溢流閥力的計(jì)算 為使液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更緊湊、簡(jiǎn)潔，使液壓系統(tǒng)集中在一個(gè)模塊內(nèi)，把各液壓元件做成一體。把各油管路做在液壓缸的底座內(nèi)。 要求：油筒油面的最高高度不超過，油筒高度的 80% 因?yàn)橛吐泛烷y中對(duì)油量的損耗，所以，估算，液壓缸到達(dá)最高極限位置所需的油量為總油量的 90%。 所以，要按厚壁計(jì)算，為使設(shè)計(jì)更準(zhǔn)確一些，按第四強(qiáng)度理論計(jì)算得： ? ? rtrt ????? ??? 22 = 222 22222 22 ywwyww pDD DDpDD DD ?????? （其中， wD 為液壓缸外直徑） 取，安全系數(shù)為： n=5, 所以 ??? = b? /n=120 M aP 所以， ? ? ? ?? ?22222334ppPDDw ??????? 22222 2 0 2 2 038 ?? ????? ? 取，液壓缸外直徑為： wD =80mm 油箱的設(shè)計(jì) 伸縮臂套的材料 :選工程用鑄造鋼 ZG310570。初取液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力為： maxP =17MPa 因?yàn)椋?maxP =F/A=24DF? （ A 為液壓缸內(nèi)腔的有效面積， D 為液壓缸內(nèi)腔的直徑） 所以， D=max4PF? = 180004 ?? = 取液壓缸內(nèi)腔的直徑為 :D=40mm 所以 , 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力為 : maxP =F/A=24DF? 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 （手動(dòng)液壓堆高車機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)） 39 39 = 183764 ?? = 為使液壓缸結(jié)構(gòu)較 小，先把液壓缸按薄壁計(jì)算。 設(shè)計(jì)方案 為使液壓缸結(jié)構(gòu)緊湊，采用簡(jiǎn)單的液壓回路。 油泵輸出的壓力油進(jìn)入到工作裝置 后 ，通過 手動(dòng)壓力，推動(dòng)液壓缸升高，帶動(dòng)鏈條上升，從而實(shí)現(xiàn)貨叉的上升和下降。 堆高車的滾輪只受到徑向力的作用。因此即使在平行于中性軸的同一橫線上，各點(diǎn)處切應(yīng)力也不盡相同，但經(jīng)過分析表明，圓截面上最大彎曲切應(yīng)力仍發(fā)生在其中性軸上，并可近似認(rèn)為在中性軸上各點(diǎn)處的切應(yīng)力平行于剪力，且沿中性軸均 勻分布，于是得圓截面梁的最大彎曲切應(yīng)力為： ,maxmax szzFSId? ? 已知 3.max 12Z dS ?及 ? ?max??? 于是可得 ? ?43 sFR ??? 式中 R—— 圓形截面的半徑， mm； IZ—— 圓 形截面對(duì)中性軸的慣性矩， mm3； SZ,max—— 半圓截面對(duì)中性軸的靜矩， mm3； 該軸的材料選用 45 號(hào)鋼，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可以查到 [? ]=30～ 40MPa，取 [? ]=30 MPa。 軸的計(jì)算 滾輪軸在門架上升或下降時(shí)主要受切應(yīng)力，所以要根據(jù)軸的切應(yīng)力條件來計(jì)算。它們的構(gòu)造示于圖 61 上。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 （手動(dòng)液壓堆高車機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)） 32 32 第六章 滾輪組件的安裝及計(jì)算 內(nèi)門架與外門架滾輪的設(shè)計(jì) 導(dǎo)行滾輪分為縱向及側(cè)向兩組，各由四個(gè)滾輪組成。cmhhHEJMM0 0 3 342234222 0 0 4 9 8 7 3 63232251020000????????? ???????????????? ???? 由于 P1=P2 所以 集中力 P1P2和作用，在外門架端部引起和水平位移 f0p 為 0cm： 同理，由力 P1P2的作用引起的內(nèi)門架端部水平位移 f1p 為 0cm： 校核撓度 通過上面的計(jì)算，可以求出伸縮式門架在端部力偶和集 中力作用下端部產(chǎn)生的水平位移 f（撓度）。 ? ?0 1 0 1 10 0 01 1 10 0 0MPMPMPf f f H hf f ff f f?? ? ?? ? ? ? ???? ???????? ? 式中 0Mf 、 0M? —— 力偶 M 作用在外門架端部產(chǎn)生水平位移和轉(zhuǎn)角； 0Pf 、 0P? —— 集中力 P1P2作用在外門架端部產(chǎn)生水平位移和轉(zhuǎn)角； 1Mf 、 1Pf —— 由力偶 M 及集中力 P1P2作用 產(chǎn)生 的水平位移。 滑架通過滾輪傳給內(nèi)門架和力按下式計(jì)算，參看圖 58 圖 510 門架計(jì)算簡(jiǎn)圖 ? ? ? ? KglGQlhP 11021 ??????? KPP ?? 可以把力 P P2對(duì)門架的作用分解為一個(gè)力偶與一個(gè)集中力，內(nèi)門架端部力偶以 M1表示，外門架端部的力偶以 M0來表示，參看圖 53 及圖 57 來求其值。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 （手動(dòng)液壓堆高車機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)） 29 29 圖 59 門架剛度計(jì)算狀態(tài)簡(jiǎn)圖 其中 各已知參數(shù)分別為： 起重量 Q=1000Kg、起升高度 H=3000mm、載荷中心 C=500mm、前傾角 ??0?滑架重量 G1=86Kg、門架立柱慣性矩 J0=J1=J=。 門架剛度計(jì)算 門架剛度的計(jì)算狀態(tài) 所謂門架的剛度條件主要是指當(dāng)滿載的貨叉起升到最大高度，前傾至最大角度時(shí)，門架頂端的水平撓度應(yīng)小于許用值。 門架滾輪壓力 增量為： 2maxSaP H? （ 其中 S—— 鏈條拉力， Kg； a2—— 鏈條與軸中心距， cm； Hmax—— 最大起升高度， cm。知 H0=1866mm、 h0=520mm、h1=480mm。外門架立柱一般 在上中下三處或四處有橫梁連系，立住與橫梁的連接均可看成鉸支，它允許立柱的截面翹曲，但不允許截 面 轉(zhuǎn) 動(dòng) 。 外門架立柱在垂直門架平面內(nèi)的整體彎曲，不考慮門架前傾的影響 .，從門架下滾輪接觸點(diǎn)至立柱與傾斜油缸連接處的一整段內(nèi)，都承受最大彎矩 Mbmax的作用。 在外載荷作用下，外門架立柱產(chǎn)生的彎曲變形和約束扭轉(zhuǎn)變形與內(nèi)門架立柱相似。 圖 57 受力簡(jiǎn)圖 外門架強(qiáng)度計(jì)算 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 （手動(dòng)液壓堆高車機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)） 27 27 外門架是由左右立柱和多根橫梁組成的外形封閉的復(fù)雜剛架結(jié)構(gòu)。在截 面 B 上的這個(gè)附加彎矩?cái)?shù)值極小，可以略去不計(jì)。 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(xiǎn)截面是與叉架下滾輪相接觸的截面 B,如圖 55。又介于內(nèi)外門架的應(yīng)力情況較復(fù)雜，計(jì)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(jiǎn)化計(jì)算法進(jìn)行計(jì)算。 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(jì)算。 取 ? ? 270 /Kg mm? ? 代入公式得 5 MP?? ????接觸? 由 ? ? M P aMP k ???? ?? 接觸 符合要求。 Pnp—— 導(dǎo)軌和滾輪的當(dāng)量曲率 半徑，圓柱形滾輪對(duì)平面導(dǎo)軌時(shí)， Pnp=R=43mm。 所以得到 3 50 50 ????mm 由于 10，知此翼緣厚度設(shè)計(jì)合理。此外，在滾輪和翼緣的接觸處有較大的表面接觸應(yīng)力，且各項(xiàng)應(yīng)力的數(shù)值均較大。 K1=， K2=,K= 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 （手動(dòng)液壓堆高車機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)） 23 23 圖 53 門架載荷作用圖 其中 Q=1000Kg、 1 260a mm? 0 665a mm? 、 G1=86Kg、 h2=356mm、 代入數(shù)據(jù)得 5 0 62 6 0866 6 51 0 0 03 5 62)a(h2 110221KGQaKPP?????????）（ 知 h1=420mm， h2=356mm 外門架滾輪壓力為： KghPPP 2 7 64 2 03 5 5 0 6h1 2143 ????? 圖 54 門架滾輪壓力計(jì)算圖 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 （手動(dòng)液壓堆高車機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)） 24 24 門架強(qiáng)度驗(yàn)算 圖 55 圖 56 根據(jù)《叉車構(gòu)造與設(shè)計(jì)》表 67與 68 取 H=， h=， B=41mm， b=，d=， B1=， h1=13mm， d1= , 0 3 1 7, 6 4 3 3121 mmWmmS x ?? 。抗 5 MPE ?? 拉、抗壓 ? ? a230 MP?? ，抗剪 ?? 160?? MPa，屈服點(diǎn)MPa350s ?? 。為了最大可能的降低整車結(jié)構(gòu)高度，必須使內(nèi)外門架的高度相同。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。起升鏈滑輪組包含兩套對(duì)稱布置的起升鏈和動(dòng)，滑輪座固定在內(nèi)架上梁。左右立柱異型槽 鋼，其開口相對(duì)。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。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 （手動(dòng)液壓堆高車機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)） 21 21 第五章 液壓堆高車門架的設(shè)計(jì)計(jì)算 門架系統(tǒng)的構(gòu)造原理 圖 51 為門架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，內(nèi)門架 1 和外門架 2 都是由兩根柱和一個(gè)或兩個(gè)端梁焊成的框架。叉架采用材料 Q235 取 a160][ MP?? 。 該截面作用在框架平面內(nèi)的彎矩為 lPMx? 作用在垂直框架平面的彎矩為 flbacpFMy)2(l ???? 該截面的扭矩為 22QPFhMT?? 式中 Q—— 起重量； l—— 懸臂長(zhǎng)度； C—— 載荷中心距； a—— 貨叉厚度； b—— 橫梁截面厚度； h—— 橫梁截面計(jì)算高度； f—— 框架上、下橫梁作用力 F 間的距離； F—— 縱向 載荷，2hPmF? ， m=c+a+ 取 l=350mm， C=500mm， a=30mm， b=33mm， h=43mm， f=354mm， h2=383。在框平面內(nèi)受力 P 作用，構(gòu)成三次對(duì)稱超靜定框架，其彎矩圖如圖（ 24）所示，最大彎矩位于上橫梁懸臂根部。更具貨叉的形式和他在框架上的安裝方式，茶幾有兩種形式，及板式和滑桿式。其前部是 i一個(gè)焊接框架結(jié)構(gòu)，主要同于安裝懸掛貨叉及其他屬具；后部是兩列裝有導(dǎo)向滾輪的滾輪架，與前部框架焊接構(gòu)成一體。 根據(jù)叉架在門架系統(tǒng)中的相關(guān)位置，貨物的重量靠叉架傳給起重鏈條，貨物重量產(chǎn)生的力矩通過叉架傳遞給門架， 當(dāng)鏈條帶動(dòng)叉架升降時(shí)，叉架要可靠的沿著門架導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。 b M P an?? ??? 由于 ? ? MPcp ??? ?? 所以，貨叉與掛鉤滿足焊接強(qiáng)度條件。 代入數(shù)據(jù) , 得出 ? ? ? ? Nd zcaPF 0 4 1 6 4 439。F —— 掛鉤所受的水平力 , N； D—— 焊縫總長(zhǎng)度， cm； 39。39。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)