【正文】 道堆高車等各類倉儲機械迅速發(fā)展是未來堆高車市場的又一特征；另外，全球經(jīng)濟一體化必將帶來全球工業(yè)的國際化，使得各國間及國內(nèi)貿(mào)易大幅上升。貿(mào)易的增加將推動現(xiàn)代集裝箱搬運與堆垛設(shè)備的高速發(fā)展。它負責(zé)貨物的起升及相應(yīng)的裝卸動作，并對叉車的整機性能有極大的影響。內(nèi)外門架 是格子分別在左、右兩根立柱，通過上下不同數(shù)量的橫梁連接而成的門式框架。立柱截面有槽形鋼、工字鋼和其他異形狀，材料多為低合金 16Mn鋼。構(gòu)成框架結(jié)構(gòu)，然后嵌套在一起，依靠裝在內(nèi)、外架上的滾輪，使內(nèi)門架沿外門架立柱滾動。這是它的構(gòu)造特點。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。 門架系統(tǒng)的運動與安裝關(guān)系 門架系統(tǒng)的運動與安裝關(guān)系（圖 22）是：貨叉掛在叉架上；叉架受鏈條的牽引，并以其縱、側(cè)向滾輪為“車輪”，以內(nèi)門架為“活動導(dǎo)軌”作升降運動；內(nèi)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 （手動液壓堆高車機構(gòu)設(shè)計） 10 10 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)動橋殼或車架上，中部靠兩個并列的傾斜液壓缸來實現(xiàn)整個門架系統(tǒng)的前、后傾動作。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橫梁上的鏈輪后，另一端掛住叉架。 3—— 叉架， 4—— 貨叉， 5—— 縱向滾輪， 6—— 側(cè)向滾輪， 7—— 起升液壓缸， 8—— 鏈條， 9—— 鏈輪， 10—— 浮動橫梁， 11—— 內(nèi)門架上橫梁。 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， 取 起重量 Q=1 噸， 按 GB/T 51832021 與 GB/T 51842021 選 出貨叉的基本參數(shù)和尺寸為 貨叉長度： l=1000mm； 貨叉垂直高度： h=520mm； 貨叉 厚度和寬度：厚 30 寬 80mm； 貨叉兩鉸支點中心距： h1=383； 貨叉外伸距： e=76mm 據(jù)《機械設(shè)計手冊》選擇材料為 40cr 鋼， 調(diào)質(zhì)處理后 鋼屈服強度 MPaS 785?? 。按照這種簡化，貨叉可看作一次超靜定剛架（圖 32）。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 （手動液壓堆高車機構(gòu)設(shè)計） 13 13 圖 32 超靜定剛架計算簡圖 圖 33 靜定剛架計算簡圖 這兩種計算簡圖，在集中載荷 P 力作用下，貨叉的危險截面均在支座 A 以下的垂直段，其應(yīng)力狀態(tài)相同，強度相等。由于靜定剛架水平段的變形量大于靜定剛架水平段的變形量。 貨叉的強度驗算 （ a） (b) (c) (d) 圖 34 貨叉強度驗算計算簡圖 從貨叉所受的集中載荷 P力作用的內(nèi)力圖 (圖 34)來看 , 水平段受彎矩和剪力 , 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 （手動液壓堆高車機構(gòu)設(shè)計） 14 14 垂直段受彎矩和拉力 , 危險截面支座 A以下垂直段的最大正應(yīng)力為 6/2ma xw ba PCWM ??? abPFP ?? /1? 1max ??? ?? w ≤ ][? 式中 maxM —— 最大彎矩； P—— 貨叉的計算載荷； C—— 載荷中心距； W—— 抗彎截面模量， 6/a2bW? ； a,b—— 貨叉截面的高和寬； F—— 在面面積， F=ab。 根據(jù)文獻《堆高車構(gòu)造與設(shè)計》 Q/2， n≥ 3在此去 。 （式 42） 式中 Q—— 起重量， Q=1t=9800N 由此得出 NQP 4 90 029 80 02 ??? 將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式 31 MP *30*30 6*500*4900w ??? *3049001 MPabPFP ???? MP an S ][ ??? ?? 因為 a x MPw ????? ??? ][ MP?? 所以貨叉滿足強度條件。計算貨叉的擾度一般采用圖乘法。為了計算方便，可將彎矩圖分成獨立規(guī)則的圖形，逐個相乘后在疊加，然后在除以貨叉的抗彎度 EI，就得到所求的擾度。M 彎矩圖 圖 35 貨叉叉尖撓度計算圖 由此可得叉尖的撓度 ]26)3(c[f decllEIP c lE ???? ≤ [f] 式中 I—— 貨叉的截面慣性矩， 貨叉作為等截面看待 12/3baI ? ； E —— 貨叉的彈性模量，； P1—— 貨叉的額定截荷， [f]—— 叉尖允許擾度，一般取 l/50. 代人數(shù)據(jù) , 得出 ]2**6)50100*3(21[12 8*3*10*100*50*4900f311 ?????E 叉尖的許用撓度為 mmlf 25010050][ ??? 由于 mmfmmfE 2][ ??? ,所以貨叉滿足剛度條件 貨叉與掛鉤焊接強度驗算 掛鉤尺寸根據(jù) ISO232877 標(biāo)準規(guī)定， z=， M=31mm， s=47mm，K=H=5mm， b=100mm， G=33mm（圖 36）。根據(jù)起重機焊接強度的計算 規(guī)范 , 由拉伸應(yīng)力 1? 和剪切應(yīng)力 1? 所組成的復(fù)合應(yīng)力 , 按等效應(yīng)力 cp? 來進行計算 , 其計算公式為 222211 39。44cp FPH D H D? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 式中 39。P —— 所受垂直力， N。 ????????? ? ? ? mmHGD 2 4 6523321 0 0222b2 ?????????? 則 7 6 4 0 4 1 94 222121cp ??????? ????????? ???? ??? 貨叉與掛鉤焊接的焊 條選用 TB132, 焊條的抗拉強度 490b MPa? ? ,焊條的許用應(yīng)力 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 （手動液壓堆高車機構(gòu)設(shè)計） 17 17 ? ? 490 1 6 3 . 3 3339。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 （手動液壓堆高車機構(gòu)設(shè)計） 18 18 第四章叉架的設(shè)計計算 叉架的計算 叉架又名滑架，它的總用是安裝貨叉或者其他工作屬具，并帶動貨物一起升降。由此，決定了叉架在構(gòu)造上是一個垂直運動的承載小車，一般由兩部分構(gòu)成。有鏈條牽引，眼門架導(dǎo)軌垂直升降。本次設(shè)計采用板式叉架，如圖 41 圖 41 叉架簡圖 圖 42 叉架受力圖 如圖 42 所示， 在垂直框架平面內(nèi)作用的力 F，對于上、下橫梁可簡化成雙懸臂對稱簡支梁（圖 42），只是力 F 作用在梁的上下邊緣上，是梁在受彎曲的同時，大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 （手動液壓堆高車機構(gòu)設(shè)計） 19 19 還受到扭矩。 由此可見，開口框架上橫梁懸臂根部是危險截面。 根據(jù)h/b= 查表的α = 代入數(shù)據(jù)得 mmNMNMmmNMTyx?????? 5 0 3 2 3 6 4 7 5 9 11 4 7 0 0 0 0 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 （手動液壓堆高車機構(gòu)設(shè)計） 20 20 圖 43叉架上橫梁截面計算圖 上橫梁截面由于被定為槽所削弱，為安全和 計算方便將截面（圖 43）作為矩形截面進行計算，注意驗算 A、 B兩點應(yīng)力。 A點的應(yīng)力為 6/6/ 22 hb Flbh PlWMWM yyXXA ?????≤ ][? 截面中 B 點的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力最大，其值為 hbMT2max a?? ≤ ][? B點為雙向應(yīng)力狀態(tài)，按第四強度理論： 2ma xy3)( ?? ?? WM yB ≤ ][? 代入數(shù)據(jù) MPA ?? MPaMPaB x???? 最后得 M P aMPM P aMPM P aM P aBA160][112][160][m a x??????????????? 所以叉架滿足要求。內(nèi)架僅有一個上端梁，下部有一個很弱的橫系桿。中部由橫梁加強，其兩側(cè)伸出有聯(lián)接傾斜油缸的鉸軸。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。 圖 51 堆高車 門架結(jié)構(gòu) 1—— 內(nèi)門架 2—— 叉架 3—— 內(nèi)門架 4—— 貨叉 5—— 貨物 6—— 導(dǎo)向 滑輪 門架幾何高度設(shè)計 二級門架的橫向尺寸又布置來定，立柱的截面尺寸由強度來定，高度尺寸要滿足起升高度的要求。大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 （手動液壓堆高車機構(gòu)設(shè)計） 22 22 其結(jié)構(gòu)簡圖如下圖 52 圖 52 內(nèi)外門架的高度為 H2=H1 ? ? dLH ??? 2m 計算滾輪壓力 本設(shè)計選擇門架材料為 Q345，其剪切彈性模量為 :G=，彈性模量為：E=10。 )a(h2 110221 GQaKPP ??? 式中 Q—— 額定起重量， Kg； G1—— 貨叉和叉架的自重， Kg； k—— 動力載荷系數(shù)， K=K1（動力系數(shù)） K 2（貨物偏載系數(shù)）。3122 , mmWmmS x ?? 門架立柱斷面 翼緣厚度校核 立柱翼緣在滾輪壓力作用下，產(chǎn)生局部彎曲，存在局部彎曲應(yīng)力。經(jīng)有關(guān)文獻精確分析和實驗研究，在已知如圖 55所示的尺寸時，對于滾輪這樣分布壓力作用大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 （手動液壓堆高車機構(gòu)設(shè)計） 25 25 下的翼緣局部彎曲應(yīng)力，可按下列公式計算： 根據(jù)局部彎曲應(yīng)力計算公式： ? ?23 .0 6 P= s??? ?局 部 得到： ? ?s? ?? 式中： ? ?s? —— 材料屈服極限， Q345 鋼的 ? ?s? =350MPa； P—— 滾輪壓力， P=P1=P2=。 門架立柱斷面腹板高度校核 根據(jù)滾輪的接觸應(yīng)力 ?接 觸 來 求腹板高度 ? ?PE0 .4 1 8 np knplP????接 觸 （式 55） 式中： P—— 滾輪壓力， ； l —— 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= 5MP? 104Kg/mm2。 ? ?k? —— 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 60~80MPa。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 （手動液壓堆高車機構(gòu)設(shè)計） 26 26 由 ?接 觸 的等式經(jīng)轉(zhuǎn)換得： ? ? mml EPR k np 2 42 ?? ??????? ? 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 46mm），則腹板高度為： mm1 1 421