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附錄A
Tray selection and with the shelves, forklift match?
First, the selected tray Size:?
When used plastic pallets, according to the requirements of the project, the selected size will be different.?
1. First, consider the specifications and packaging of goods placed in the plastic tray method.?For example: the European standard turnover box size is 600 * 400mm, 1200 * 1000mm pallet in place a layer of 5 in 1200 * 800mm layer placed on the tray 4, the general stacking 5 layers.?
2. Consider the pallet loading tools (such as containers, trucks, etc.).?For example: If you are working round-trip or one-time use, you need to give priority to the width of 2300mm of integrated container shipping, for 1200 * 1000mm pallet, length 1200mm and width 1000mm to use a combination of place, must be selected to enter the fork 4.?The tray on the 1200 * 800mm, 800mm width direction with two side by side.?The pallet of 1100 * 1100mm width by 1100mm, placed 2, 2, or 4 to enter the fork into the fork can be.?
3. If used in the warehouse shelves, shelves to consider the size of width and depth, usually select the shelves each placed two trays of each cargo space, and allow access to the space of about 200mm.?In depth direction as far as possible to give large size, this does not produce plastic pallets carrying capacity of the stringent requirements in order to save procurement costs.?
4. If the use of automated warehouse shelves, in addition to meet the above requirements, but also take into account the slip coefficient of the tray, the tray bottom with transmission equipment and chain, into the fork height, carrying capacity on the shelves, permanent deformation,?length of surface deflection, the position of bar coding and RFID chips placed on other factors.?
5. Use plastic trays should also consider the size of generality, the size of the domestic common international standard for the 1210, 1208 European standard and T11 Japanese standard tray.?
Second, the choice of single and double-sided:?
1. Single use plastic pallets only one side, the surface grid of two peace-plate, the bottom of Sichuan fonts, font, or nine square field pad feet, according to carrying capacity and the use of different occasions into shelf series,?standard series and ultra-light series of three standards.?
2. Sided plastic tray that the same structure on both sides of the tray, the surface grid plate of peace are two sides to exchange used, based on carrying capacity and the use of different occasions, the shelves are divided into two series and standard series standards.?
3. Use double-sided tray or trays should be based on the appropriate storage, loading and unloading equipment and state (such as the library type, rack type, stacking or placing the state, etc.) to determine.?
4. For the small footprint of the ASRS or high shelves, or electric stacker forklift to move vertically oriented occasion, single-sided double-sided shelf series shelf series of trays and trays can be chosen.?
5. If the three-dimensional library or load up on the shelves of 1T, but there is no ceiling shelves, the proposed shelf tray with built-in pipe.?Steel structure steel tray built an effective solution to the product on the shelf load the greater the greater the weight, the old problem of high cost, more importantly, about the use of square steel tube wall thickness of 2mm rigid, reaching the shelves?(ASRS) are horizontal and vertical deflection ≤ 10mm stringent requirements, while reducing the permanent deformation and reduce costs.?
6. For the area, mainly the large and the level of the occasion, if the manual handling hydraulic pallet truck is suitable for use single-sided tray.?For stacking of goods to the bottom of the tray above and below the cargo coincide, the swastika with the end of double-sided tray or tray-type side is better.?If using self-moving motorized pallet trucks are suitable for articles not connected with the bottom of the nine feet single tray.?
Third, the load requirements?
1. Dynamic load refers to the use of electric forklift or a manual hydraulic pallet truck can lift the maximum weight allowed.?General shelf tray to load-bearing 1.5T-2T, the standard load-bearing pallet can 1T, lightweight tray dynamic load 0.5T.?
2. Static load refers to the stacking, the bottom of the plastic tray can bear maximum weight.?General shelf tray to load-bearing 6T-8T, the standard load-bearing pallet can 4T, lightweight tray static 1T.?
3. Shelf load refers to the plastic tray packaging on the shelves when the maximum allowable weight.?Must pay attention to dynamic load, static load, load library shelf load and establish the difference between carrying capacity and shelves of different structures, closely related to ambient temperature and storage period.?General heavy trays on a shelf in load-bearing beams 0.7T-1T, standard tray loading 0.4T-0.6T.?
4. Shelf load permanent deformation of the plastic tray and deflection have certain requirements, national standards for the maximum deflection 30mm, but this was partial width.?We recommend using the deflection on the shelf no more than 20mm of plastic pallets.?If the automatic warehouse, the requirements of the degree of deflection even more stringent, generally require less than 10mm.?Cheng Machinery silver mesh)
附錄B
電動(dòng)平衡叉車是以直流電源（電瓶）為動(dòng)力的裝卸及搬運(yùn)車輛。據(jù)國(guó)外資料統(tǒng)計(jì)，日本1992年電動(dòng)叉車產(chǎn)量就已經(jīng)超過了叉車總量的1/3。在德國(guó)、意大利等一些西歐國(guó)家，電動(dòng)叉車所占的比例達(dá)到50%左右。電動(dòng)叉車的迅速發(fā)展主要得益于各生產(chǎn)廠家的不斷進(jìn)步。產(chǎn)品外形大多采用了流線型設(shè)計(jì)，造型更加美觀。主要生產(chǎn)廠家實(shí)現(xiàn)了規(guī)模生產(chǎn)和零部件專業(yè)化生產(chǎn)和裝配流水線作業(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）應(yīng)用。它的出現(xiàn)使電動(dòng)叉車的使用性能得到很大的提高，從總體上說，電動(dòng)叉車的耐用性、可靠性和適用性都得到顯著提高，完全可以與內(nèi)燃機(jī)叉車相抗衡。
?? 本文主要評(píng)述市場(chǎng)上銷量較大的四支點(diǎn)電動(dòng)平衡叉車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及發(fā)展。
車體是叉車的主體結(jié)構(gòu)，一般都是由5mm以上鋼板制成，其特點(diǎn)是無(wú)大梁，車體強(qiáng)度高，可承受重載。
?? 就電瓶在叉車車體上的放置位置而言，有兩種不同的制造技術(shù)。即電瓶安置于前后橋之間或后橋之上。
?? 這兩種技術(shù)代表了叉車設(shè)計(jì)的兩種最優(yōu)選擇，且各有優(yōu)缺點(diǎn)，穩(wěn)定性好，但是車體內(nèi)的可利用空間較小，因此限制了電瓶的容量，這對(duì)于載重量不超過3t的叉車并不突出，但對(duì)于那些運(yùn)動(dòng)情況復(fù)雜，8h工作時(shí)間內(nèi)電瓶容量要求高的大噸位叉車就變得嚴(yán)重了。
?? 采用大容量電瓶，以延長(zhǎng)電動(dòng)叉車的持續(xù)工作時(shí)間，從而擴(kuò)大電動(dòng)叉車的使用范圍，這是各叉車制造商共同追求的目標(biāo)。
?? 例如，STILL公司的R60/40系統(tǒng)叉車，由于采用了第一種技術(shù)，其最大的電瓶容量為80V，870A.h;69.6kW.h,而CARER公司的R40叉車由于采用第二種技術(shù)，電瓶容量達(dá)到960A.h;76.8kW.h（高出了10.35%）。在LINDE公司采用第一種技術(shù)的E40系列叉車上可安裝電瓶的最大容量為735A.h,58.8kW.h。同樣規(guī)格的CARER公司叉車，由于采用了第二種技術(shù)，可安裝電瓶的最大容量增加30.6%。
?? 第二種情況，當(dāng)電瓶布置在叉車后橋上時(shí)，叉車的重心提高了，整機(jī)穩(wěn)定性受到影響，由于叉車的高度增加，司機(jī)的座位提高，因而司機(jī)在操作時(shí)視野更開闊，特別是搬運(yùn)體積大的貨物時(shí)就更適用了。當(dāng)電瓶安置在后橋上，電機(jī)和液壓泵的維修更方便，因?yàn)椴鹱唠娖亢湍_踏板后，電機(jī)和液壓泵便一目了然。
?? 目前，國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的電動(dòng)叉車，大多采用的是第二種技術(shù)，而國(guó)外企業(yè)則兩種情況都有。
?? 2 門架
?? 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，如撫順叉車廠和TOYOTA的電動(dòng)叉車；另一種是液壓缸位于門架外測(cè)，如南京華瑞電動(dòng)叉車和BALKANCAR叉車。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，電動(dòng)叉車的需求量比國(guó)內(nèi)高得多。
?? 3 駕駛室
?? 由于多數(shù)電動(dòng)叉車用于室內(nèi)搬運(yùn)，因此一般沒有封閉的駕駛室，只安裝起防護(hù)作用的護(hù)頂架。世界上比較先進(jìn)的電動(dòng)叉車，如：LINDE的E20新型叉車駕駛室，按先進(jìn)的人機(jī)工程學(xué)原理開發(fā)研制，采用舒適的液壓減振懸掛式座椅，能夠根據(jù)駕駛員的身高和體重進(jìn)行調(diào)整。雙踏板加速系統(tǒng)在叉車改變行駛方向時(shí)無(wú)需轉(zhuǎn)向，方向盤立柱的傾角可根據(jù)駕駛員的要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。中心液壓操縱桿集門架的升降和前后于一體。所以這些新設(shè)計(jì)都大大地減輕了駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
?? 4 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
?? 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)叉車的關(guān)鍵部件之一。各種叉車在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上存在很大的差別，有單電機(jī)布置形式上也存在差別，如國(guó)內(nèi)撫順產(chǎn)的叉車，其電機(jī)軸與驅(qū)動(dòng)橋?yàn)槎∽中徒Y(jié)構(gòu)，而國(guó)外TOYOTA和BALKANCAR叉車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸與驅(qū)動(dòng)橋卻是布置的，結(jié)構(gòu)緊湊。LINDE的E20電動(dòng)叉車和CARER的P50叉車的前輪驅(qū)動(dòng)是由兩個(gè)獨(dú)立的電機(jī)來完成的，電機(jī)與驅(qū)動(dòng)軸平行放置，結(jié)構(gòu)緊湊。由于是雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)，加速和爬坡性能好，牽引力大，采用了電子整速系統(tǒng)，替代原來的機(jī)械差速系統(tǒng)，使用性得到了很大的提高。
?? 5 液壓系統(tǒng)
?? 電動(dòng)叉車一般都采用單獨(dú)的電機(jī)，帶動(dòng)齒輪泵，從而為其門架工作系統(tǒng)的提升和傾斜提供液壓動(dòng)力。目前國(guó)產(chǎn)叉車，由于沒有實(shí)現(xiàn)液壓電機(jī)的調(diào)速，液壓電機(jī)在啟動(dòng)后，只能高速轉(zhuǎn)動(dòng)，不會(huì)隨著功能和壓力的改變而自動(dòng)調(diào)節(jié)，多余的流量只能通過溢流閥流回油箱，造成能量浪費(fèi)。國(guó)外新型叉車，如LINDE的E20電動(dòng)叉車，采用了先進(jìn)的液壓脈沖控制技術(shù)，液壓泵脈沖控制器能夠根據(jù)液壓回路的反應(yīng)，自動(dòng)平衡電機(jī)速度與用油量，從而節(jié)約電能，這種控制的優(yōu)點(diǎn)是電源利用率高，無(wú)電壓峰值，液壓系統(tǒng)的噪聲低，液壓元件的磨損也低，從而大大地提高了整車的可靠性和使用壽命。
?? 6 制動(dòng)系統(tǒng)
?? 一般的電動(dòng)叉車主要采用機(jī)械式停車制動(dòng)和液壓式行車制動(dòng)。停車采用手制動(dòng)，行車采用腳制動(dòng)。
?? NISSAN公司BX系列電動(dòng)叉車制動(dòng)系統(tǒng)裝有一個(gè)主導(dǎo)真空增壓器，可保證任何時(shí)候都有足夠的主動(dòng)壓力，既增加了制動(dòng)的安全性，又減輕了駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
?? CARER電動(dòng)叉車采用液壓制動(dòng)系統(tǒng)。膨脹型制動(dòng)有外部控制，并采用動(dòng)力輔助制動(dòng)（與動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動(dòng)力形式相同）。
?? SCR 和MOS管的使用，使電瓶叉車的制動(dòng)能量再生成為可能。能量再生過程也就是一個(gè)電子制動(dòng)過程，電子制動(dòng)在以下三種情況下產(chǎn)生：
?? （1）松開加速器控制踏板時(shí)。
?? （2）踏下反向的加速器踏板時(shí)。
?? （3）踏下液壓制動(dòng)踏板的第一級(jí)時(shí)。
?? 對(duì)于LINDE的E20和CARER的P50電動(dòng)叉車，當(dāng)初次或者輕輕踏下制動(dòng)器時(shí)，牽引電機(jī)將變成一臺(tái)發(fā)電機(jī)，將電能補(bǔ)送回電瓶，而不象一般叉車制動(dòng)時(shí)將能量白白地浪費(fèi)掉。只有在進(jìn)一步制動(dòng)時(shí)，液壓制動(dòng)才真正起作用。這種制動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是延長(zhǎng)了每次充電后的工作時(shí)間，減少了制動(dòng)系及傳動(dòng)元件的磨損，也減少了維修的停工時(shí)間，因而降低了使用成本。
?? 7 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
?? 平衡叉車都采用后輪轉(zhuǎn)向，且工作范圍小，轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)頻繁。如果采用機(jī)械轉(zhuǎn)向，則駕駛員的工作強(qiáng)度會(huì)很高。如果采用液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向，則勞動(dòng)強(qiáng)度會(huì)大大降低。因此，現(xiàn)在市場(chǎng)上銷售的叉車基本上實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力轉(zhuǎn)向。國(guó)內(nèi)電瓶叉車的液壓轉(zhuǎn)向一般是轉(zhuǎn)向電機(jī)在叉車工作過程中不停地滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，因此造成了不必要的能量浪費(fèi)，以及電機(jī)和液壓減的磨損。但是，LINDE 和NISSAN等公司的電瓶叉車，其動(dòng)力轉(zhuǎn)向則更進(jìn)了一步，即通過方向盤不動(dòng)時(shí)，則轉(zhuǎn)向電機(jī)不工作。此功能不但節(jié)約能量，還延長(zhǎng)了再次充電后的可工作時(shí)間，縮短了轉(zhuǎn)向電機(jī)的空轉(zhuǎn)時(shí)間，因此也減少了電機(jī)和液壓泵的磨損。
?? 日本小松公司的電瓶叉車采用EPS速度傳感器動(dòng)力轉(zhuǎn)向。該系統(tǒng)是“負(fù)荷感應(yīng)型”轉(zhuǎn)向，帶有一個(gè)伺服制動(dòng)和動(dòng)力液壓轉(zhuǎn)向型優(yōu)先配給閥。動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使用提升電機(jī)的動(dòng)力，能自動(dòng)選擇轉(zhuǎn)向所需的最佳力。
?? 8 電控及其自我診斷和液晶顯示系統(tǒng)
?? 電氣控制是顯示電動(dòng)叉車技術(shù)水平的一個(gè)重要因素。因此，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電瓶叉車的電控也日趨完善。電動(dòng)機(jī)控制器的發(fā)展主要經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：
?? （1）電池直接啟動(dòng)，僅靠復(fù)雜的調(diào)整或電池的放電控制。
?? （2）電阻器啟動(dòng)?？刂颇芰繐p失大，只可有限地分解速度。
?? （3）晶閘管控制器（也叫可控硅控制器）控制。
?? 晶體管控制使可靠性大大提高。
?? （4）雙極晶體管控制。與晶閘管相比，使用更加簡(jiǎn)單，但是電路的可靠性要求比較高。
?? （5）MOS場(chǎng)效應(yīng)管（即金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管）控制。門極驅(qū)動(dòng)電流小，并聯(lián)控制特性好，正向電壓降較小，開關(guān)損失降低，MOS場(chǎng)效應(yīng)管比雙極晶體管的控制特性更好。由于減少了元器件，并采用全封閉裝置，可靠性大大提高。通常SCR（可控硅）控制器的插座電壓為1~1.5V，而MOS場(chǎng)效應(yīng)管控制器的插座電壓0.25V。MOS管場(chǎng)效應(yīng)管的工作效率更高，允許的最高速度更大，操作噪聲更小，保護(hù)措施更強(qiáng)，所以的用戶電源都有防短路保護(hù)裝置，并且具有獨(dú)特的三項(xiàng)安全保護(hù)措施，即軟件自動(dòng)保護(hù)措施，硬件自動(dòng)保護(hù)和硬件自我診斷保護(hù)。
?? 晶體管斬波器在叉車上的成功應(yīng)用，除了實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速和再生性制動(dòng)外，還增加了自我故障診斷和液晶數(shù)字顯示功能。
?? 日本小松公司電動(dòng)叉車裝有液晶顯示控制器，用各種符號(hào)作代表，具有可讀性。指示器對(duì)可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤向駕駛員發(fā)出警報(bào)，包括松開和鎖定停車制動(dòng)器，安全空擋聯(lián)鎖裝置和電瓶的過量放電，顯示出各種數(shù)據(jù)包括電瓶放電量，電解液量，工作時(shí)間和行駛速度等，可以隨時(shí)向駕駛員報(bào)告可能出現(xiàn)的故障，大大方便了叉車的維護(hù)與保養(yǎng)。同時(shí)，可以向駕駛員提供行駛速度和叉車載重量等參數(shù)，也為駕駛員的科學(xué)操作提供了依據(jù)，從而延長(zhǎng)叉車的使用壽命。
8
哈工大華德學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)
姓名： 陳 剛 學(xué)號(hào)： 1089311227 專業(yè)： 車輛工程
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 電動(dòng)叉車設(shè)計(jì)
工作起止日期： 2010 年 10 月 11 日起 2010 年 12 月 31 日止
指導(dǎo)教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)行情況，完成質(zhì)量及評(píng)分意見：
指導(dǎo)教師簽字： 指導(dǎo)教師職稱：
評(píng)閱人評(píng)閱意見：
評(píng)閱教師簽字： 評(píng)閱教師職稱：
答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)：
根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的材料和學(xué)生的答辯情況，答辯委員會(huì)作出如下評(píng)定：
學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯成績(jī)?cè)u(píng)定為：
對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的特殊評(píng)語(yǔ)：
答辯委員會(huì)主任（簽字） 職稱：
答辯委員會(huì)副主任（簽字）： 職稱：
答辯委員會(huì)委員（簽字）：
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
學(xué)生姓名
陳 剛
系部
汽車工程系
專業(yè)、班級(jí)
車輛工程0893112
指導(dǎo)教師姓名
李長(zhǎng)威
職稱
講師
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
電動(dòng)叉車設(shè)計(jì)
一、設(shè)計(jì)（論文）目的、意義
現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，離不開物流的輸送，在車間在物流公司，叉車成為了主要的運(yùn)輸工具，因此對(duì)叉車的研究和設(shè)計(jì)對(duì)現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)和工作有實(shí)際的意義、同時(shí)通過對(duì)叉車設(shè)計(jì)和研究鍛煉學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
二、論文基本內(nèi)容
主要研究?jī)?nèi)容
1.對(duì)現(xiàn)有電動(dòng)叉車國(guó)內(nèi)外的情況進(jìn)行調(diào)研；
2.研究電動(dòng)叉車的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)；
3.根據(jù)調(diào)研制定自己的叉車設(shè)計(jì)方案；
4.根據(jù)制定方案對(duì)命題進(jìn)行研究和計(jì)算，完成叉車的個(gè)設(shè)計(jì)和計(jì)算；
5.完成裝配圖和零件圖
6.撰寫說明書12000字以上
提交結(jié)果
（1）計(jì)算說明部分 ：提交設(shè)計(jì)說明書1份（一萬(wàn)字以上）
（2）圖紙部分：折合A0圖紙兩張
四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排
1. 2011年10月9 日與指導(dǎo)教師見面并下達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書。
2. 2011年10月21日開題，指導(dǎo)教師進(jìn)行開題檢查。
3. 2011年11月18日草圖、論文草稿，指導(dǎo)教師中期自檢。
4. 2011年11月25日完成草圖，系中期檢查。
5. 2011年12月9日完成正式圖、論文草稿，并經(jīng)指導(dǎo)老師結(jié)題檢查。
6. 2011年12月19 日上交論文、圖紙、畢業(yè)設(shè)計(jì)材料。
7． 2011年12月29日答辯。
五、主要參考資料
[1] 肖永清、王本剛.叉車維護(hù)與養(yǎng)護(hù)實(shí)例.化學(xué)工業(yè)出版社 2005，（08）
[2] 陶新良. 電動(dòng)叉車和電動(dòng)牽引車的構(gòu)造與維修. 中國(guó)物資出版社2006
[3] 陸植. 叉車設(shè)計(jì). 高等教育出版社 1986
[4] 孫桓、陳作模、葛文杰. 機(jī)械原理. 高等教育出版社.2005（12）
[5] 王黎欽、陳鐵鳴.機(jī)械設(shè)計(jì).哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2008.（08）
[6] 劉延俊. 液壓與氣壓傳動(dòng).高等教育出版社.2007.（05）
[7] 王耀武. 物流裝卸機(jī)械.北京：人民交通出版社.2003
[8] 周線興. 裝卸搬運(yùn)車輛.北京：人民交通出版社.2001
[9] 肖永清.內(nèi)燃叉車安全駕駛與維修技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1993
[10] 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京機(jī)械工業(yè)出版社.2002
[11] 安永東.汽車液壓、液力與氣壓傳動(dòng)學(xué)習(xí)指導(dǎo).化學(xué)工業(yè)出版社.2008
[12] 叉車設(shè)計(jì).西南交大編.
[13] 張志文.叉車的門架計(jì)算.《起重運(yùn)輸機(jī)械》
[14] Tanxue Run. Mechanical parts. Beijing: China Petrochemical Press .1994
[15] Sun Zhili. Practical mechanical reliability design theory and methods. Beijing: Science Press.2003
六、備注
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
教研室主任簽字：
年 月 日
哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)
題 目 電動(dòng)叉車設(shè)計(jì)
專 業(yè) 車輛工程
學(xué) 號(hào) 1089311227
學(xué) 生 陳 剛
指導(dǎo)教師 李長(zhǎng)威
答辯日期 2011.12.30
哈工大華德學(xué)院
哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
摘要
隨隨著現(xiàn)代社會(huì)文明的發(fā)展，叉車的使用越來越普遍，它已從過去的港口碼頭進(jìn)入了整個(gè)社會(huì)。本文主要介紹叉車整車的結(jié)構(gòu)、組成和性能分析，并對(duì)叉車工作裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，以額定負(fù)載為二噸小軸距彈性輪胎系列叉車的研制過程為基本參數(shù)，對(duì)叉車門架系統(tǒng)及各部件的構(gòu)造和規(guī)格要求分析，使貨物提升高度達(dá)到三米并使駕駛員的視野寬闊，做到人性化、安全化和美化外觀的目的。最后介紹了并進(jìn)行設(shè)計(jì)技術(shù)的具體實(shí)施過程，分析總結(jié)了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用效果。從而達(dá)到設(shè)計(jì)方案與實(shí)際相結(jié)合的目的。
關(guān)鍵詞 叉車；工作裝置；門架系統(tǒng)；額定負(fù)載
abstract
With the development of modern civilization, the use of forklift trucks and more common, it's port from the past into the whole community. This paper describes forklift vehicle structure, composition and performance analysis, and design research forklift attachment to the rated load for two tons of small wheelbase flexible development process of the tire forklift series as the basic parameters of the system and the forklift mast parts of the structure and specifications, the goods and to enhance the height of the driver's field of vision of three meters wide, so humane, secure and beautify the appearance of the purpose. Finally, the design and implementation of specific technology, analyzes and summarizes the effect of the application of design experiments. So as to achieve the combination of design and practical purpose.
Keywords forklift; working device; door frame system; rated load
目錄
摘要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1課題的背景 1
1.2 叉車技術(shù)的發(fā)展回顧及現(xiàn)狀 2
1.2.1 我國(guó)叉車現(xiàn)狀及形式分析 2
1.2.2 國(guó)外叉車技術(shù)的發(fā)展情況 3
1.3 未來叉車的發(fā)展趨勢(shì) 4
1.3.1 技術(shù)方面 4
1.3.2需求方面 6
1.4 本課題的設(shè)計(jì)目的與主要研究?jī)?nèi)容 7
1.4.1課題設(shè)計(jì)目的 7
1.4.2課題研究?jī)?nèi)容 7
第2章 總體設(shè)計(jì)方案 9
2.1 方案比較和設(shè)計(jì)選型 9
2.2 設(shè)計(jì)思路 9
2.3 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案 9
2.4 設(shè)計(jì)進(jìn)程安排 10
2.4.1調(diào)研階段 10
2.4.2各個(gè)模塊的研究分析階段 10
2.4.3設(shè)計(jì)階段 10
2.4.4總結(jié)階段 11
2.5總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11
2.5.1機(jī)械結(jié)構(gòu) 11
2.5.2傳動(dòng)方面 12
2.5.3動(dòng)力方面 12
2.5.4電路和控制元件 13
第3章 參數(shù)及校核計(jì)算 14
3.1 叉車最大起升高度起重量的確定 14
3.1.1縱向堆垛穩(wěn)定性 14
3.1.2橫向堆垛穩(wěn)定性 15
3.2 各結(jié)構(gòu)的校核設(shè)計(jì)計(jì)算 19
3.2.1車假體的受力校核計(jì)算 19
第4章 電動(dòng)傳動(dòng) 23
4.1 電動(dòng)機(jī)功率大小的選定 23
4.1.1選擇直流電動(dòng)機(jī)的原因 23
4.1.2電機(jī)功率的選用 23
4.1.3蓄電池的有關(guān)說明 25
4.2傳動(dòng)鏈的選用 26
4.2.1鏈條介紹及型號(hào)的選擇 26
4.2.2鏈條的受力驗(yàn)證 27
第5章 叉車總體布置 28
5.1總體設(shè)計(jì)的概述 28
5.2重心與整機(jī)性能的關(guān)系 29
5.3總體設(shè)計(jì)中涉及的整機(jī)特性 32
結(jié)論 37
致謝 39
參考文獻(xiàn) 40
附錄 41
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36
第1章 緒論
1.1課題的背景
現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，離不開物流的輸送，在車間在物流公司，叉車成為了主要的運(yùn)輸工具，因此對(duì)叉車的研究和設(shè)計(jì)對(duì)現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)和工作有實(shí)際的意義、同時(shí)通過對(duì)叉車設(shè)計(jì)和研究鍛煉學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
電動(dòng)叉車是以電力直流或交流為動(dòng)力實(shí)施裝卸、起重、搬運(yùn)、堆垛作業(yè)的車輛。八十年以來, 由于電動(dòng)叉車具有易操作、作業(yè)靈活、安全、動(dòng)力利用率高、噪聲小, 對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn), 更適合于工礦企業(yè)作搬運(yùn)機(jī)械使用, 因而倍受人們重視, 得到了迅速發(fā)展。
電動(dòng)叉車由于其操縱控制簡(jiǎn)便、靈活外，操縱人員的操縱強(qiáng)度相對(duì)內(nèi)燃叉車而言要輕很多，其電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、加速控制系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)以及剎車系統(tǒng)都由電信號(hào)來控制，大大降低了操縱人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，這樣一來對(duì)于提高其工作效率以及工作的準(zhǔn)確性有非常大的幫助。且相對(duì)于內(nèi)燃叉車，電動(dòng)叉車的低噪音、無(wú)尾氣排放的優(yōu)勢(shì)也已得到許多用戶的認(rèn)可。
目前，市場(chǎng)上的叉車可以分為手動(dòng)叉車、內(nèi)燃叉車以及電動(dòng)叉車。集電子技術(shù)和機(jī)械制造技術(shù)于一體的電動(dòng)叉車，與內(nèi)燃叉車和手動(dòng)叉車相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。除了眾所周知的能量轉(zhuǎn)換效率高、噪聲小、無(wú)廢氣排放、控制方便等特點(diǎn)外，電動(dòng)叉車的使用和維護(hù)成本相對(duì)于內(nèi)燃叉車而言也具有很大的優(yōu)勢(shì)。就使用成本而言，電能的消耗成本比柴油或者液化石油氣的消耗成本低很多；操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度相對(duì)于內(nèi)燃叉車也大大降低。就維護(hù)成本而言，電動(dòng)叉車的維護(hù)保養(yǎng)周期比內(nèi)燃叉車長(zhǎng)兩到三倍、維護(hù)保養(yǎng)范圍更小、維護(hù)保養(yǎng)范圍更短、更換配件所需時(shí)間更短。另外，由于電動(dòng)叉車采用蓄電池供電技術(shù)，在電動(dòng)叉車的供電過程中，可以采用一定的方法對(duì)能量進(jìn)行回收，這將進(jìn)一步減少電動(dòng)叉車的使用成本。這些優(yōu)勢(shì)對(duì)于電動(dòng)叉車進(jìn)一步擴(kuò)大市場(chǎng)份額具有積極意義。
另外，隨著微電子、電動(dòng)機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)以及控制技術(shù)的快速發(fā)展，電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù)得到了很大提高，電動(dòng)叉車的使用效率和可靠性等技術(shù)指標(biāo)取得了突破性的進(jìn)展，這使得研發(fā)新一代的電動(dòng)叉車驅(qū)動(dòng)控制器成為必然。
1.2 叉車技術(shù)的發(fā)展回顧及現(xiàn)狀
1.2.1 我國(guó)叉車現(xiàn)狀及形式分析
根據(jù)中國(guó)工業(yè)協(xié)會(huì)工業(yè)車輛分會(huì)的數(shù)據(jù)分析顯示，我國(guó)2006年已達(dá)到22，874輛，與2005年相比較增長(zhǎng)了近38%。該數(shù)據(jù)已表明，電動(dòng)叉車將越來越受用戶的青睞，但是總體上來看電動(dòng)叉車的市場(chǎng)比例僅為21%。由此可見，電動(dòng)叉車的市場(chǎng)空間還很大。
我國(guó)電動(dòng)工業(yè)車輛雖然起步于一九五二年，但發(fā)展速度遠(yuǎn)落后于內(nèi)燃叉車，當(dāng)時(shí)的歸口管理和三電（蓄電池、電機(jī)、電控）的落后，制約了電動(dòng)工業(yè)車輛的發(fā)展。改革開放以來，由于生產(chǎn)過程的不斷自動(dòng)化，對(duì)物料搬運(yùn)不斷提出新的要求，叉車從主要用于露天作業(yè)場(chǎng)合，逐漸向倉(cāng)庫(kù)、車間及生產(chǎn)線上擴(kuò)展。在進(jìn)入室內(nèi)和半室內(nèi)作業(yè)較露天情況復(fù)雜，除無(wú)污染和低噪音需求外，還有通道的寬窄，較小的轉(zhuǎn)彎半徑，門限、貨架的高度、進(jìn)入電梯、地面樓板的承載重量、低溫、防爆和個(gè)別場(chǎng)合人員不能進(jìn)入等約束條件，這些都是內(nèi)燃叉車難以實(shí)現(xiàn)的，而以蓄電池---電機(jī)為主的電動(dòng)工業(yè)車輛就比較容易滿足這些復(fù)雜的條件，隨著電動(dòng)、蓄電池及充電裝置質(zhì)量的提高，電控技術(shù)的飛快發(fā)展，工業(yè)車輛行業(yè)整體技術(shù)水平的進(jìn)步，使電動(dòng)工業(yè)車輛的舒適性和可靠性大大提高，作業(yè)效率明顯提高，而維修費(fèi)用大大降低。
近幾年，我國(guó)電動(dòng)叉車行業(yè)發(fā)展快速，銷售收入不斷增長(zhǎng)，市場(chǎng)規(guī)模也隨之不斷擴(kuò)大。2003年，行業(yè)銷售收入超過100億元，增長(zhǎng)率達(dá)到了47.15%，為近七年銷售收入增長(zhǎng)之最；2006年，行業(yè)銷售收入達(dá)到了188.01億元，相比2000年，市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大了3.09倍。
從產(chǎn)業(yè)周期的角度來看，在全球范圍內(nèi)，電動(dòng)叉車產(chǎn)品和電動(dòng)叉車產(chǎn)業(yè)都處于成熟期。從國(guó)內(nèi)情況看，電動(dòng)叉車產(chǎn)品和電動(dòng)叉車行業(yè)尚處于發(fā)展期，產(chǎn)品技術(shù)仍需發(fā)展完善；產(chǎn)品使用范圍和使用量尚未得到足夠拓展；市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下的產(chǎn)業(yè)調(diào)整仍處于自然階段；用戶使用意識(shí)和企業(yè)研發(fā)意識(shí)、能力還比較落后。因此，規(guī)范企業(yè)行為，提高行業(yè)質(zhì)量水平，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動(dòng)行業(yè)發(fā)展壯大，從質(zhì)量監(jiān)督角度來說，任重道遠(yuǎn)。
市場(chǎng)需求開始明顯增長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速壯大。進(jìn)入1990年代以來，國(guó)內(nèi)每年包括進(jìn)口叉車大約需要2.5萬(wàn)臺(tái)，99年以后需求量連年增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2003年將突破5萬(wàn)臺(tái)。其中：國(guó)內(nèi)企業(yè)銷量將達(dá)到33000臺(tái)以上，銷售收入將達(dá)到31億元以上；獨(dú)、合資企業(yè)產(chǎn)品銷量將達(dá)到10000臺(tái)以上，銷售額將突破12億；進(jìn)口量8000臺(tái)左右，金額12億人民幣左右。合計(jì)銷量將達(dá)51000臺(tái)以上，銷售收入將達(dá)55億元以上。顯然，在輪式工程機(jī)械中，從銷售收入看，叉車在我國(guó)工程機(jī)械行業(yè)的地位僅次于裝載機(jī)和汽車起重機(jī)，處于第三位，并在近期將超過汽車起重機(jī)，而從銷售臺(tái)數(shù)看，它不久將超過裝載機(jī)而名列第一。
行業(yè)格局出現(xiàn)分化，并向良性方向發(fā)展。行業(yè)發(fā)展進(jìn)入90年代后期以來，開始出現(xiàn)明顯的分化，少數(shù)企業(yè)蒸蒸日上，而絕大多數(shù)企業(yè)則每況日下。在狀況不佳的企業(yè)中，少數(shù)企業(yè)是由于自身的個(gè)別原因，而多數(shù)企業(yè)則是由整個(gè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的低下所致，另外一個(gè)重要原因就是眾多國(guó)際強(qiáng)勢(shì)制造商以獨(dú)、合資的形式落戶中國(guó)而給行業(yè)帶來強(qiáng)烈沖擊。到目前為止，原有的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)均仍在全部咬牙堅(jiān)持。從經(jīng)濟(jì)角度講，多數(shù)企業(yè)已喪失了存在價(jià)值；從社會(huì)角度講，這些企業(yè)更類似于社會(huì)救助機(jī)構(gòu)，這幾乎是他們存在的全部意義。中國(guó)叉車行業(yè)（國(guó)內(nèi)企業(yè)）的整體現(xiàn)狀隱約讓人們感到一絲苦澀，同時(shí)也讓人們感到欣慰、看到了希望：行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者已基本形成，行業(yè)結(jié)構(gòu)正在朝健康的方向發(fā)展，規(guī)模效益已在個(gè)別企業(yè)明顯體現(xiàn)出來，行業(yè)整體贏利能力已完全恢復(fù)。
1.2.2 國(guó)外叉車技術(shù)的發(fā)展情況
國(guó)外叉車發(fā)展較早，從美國(guó)克拉克公司于1932年向市場(chǎng)提供第一臺(tái)叉車起，至今已有70年歷史。進(jìn)入90年代以來，全世界大約有250多家叉車生產(chǎn)企業(yè)，主要的國(guó)家有德國(guó)、日本、美國(guó)、保加利亞和瑞典。亞洲主要有日本、韓國(guó)和中國(guó)。
1990年世界叉車產(chǎn)量達(dá)到55.8萬(wàn)臺(tái)，創(chuàng)歷史最高紀(jì)錄。其中德國(guó)19萬(wàn)臺(tái)、保加利亞5.8萬(wàn)臺(tái)、美國(guó)3.4萬(wàn)臺(tái)、瑞典1.1萬(wàn)臺(tái)、波蘭8000臺(tái)、捷克7000臺(tái);在亞洲日本16萬(wàn)臺(tái)、韓國(guó)2.7萬(wàn)臺(tái)、中國(guó)1.6萬(wàn)臺(tái)。從1990—2001年全球叉車的年總規(guī)模在55—60萬(wàn)臺(tái)。
世界叉車市場(chǎng)上電動(dòng)叉車呈上升趨勢(shì)，內(nèi)燃叉車略有下降，這與全球重視環(huán)保的因素有關(guān)。目前，國(guó)外對(duì)內(nèi)燃叉車正在推行環(huán)保治理，如采用歐I、歐II標(biāo)準(zhǔn)。近幾年日本叉車市場(chǎng)上電動(dòng)叉車、汽油叉車、柴油叉車的銷售量大約各占三分之一，歐洲國(guó)家電動(dòng)叉車所占比例達(dá)到50%左右。由于競(jìng)爭(zhēng)的加劇，同80年代相比，90年代以來世界叉車工業(yè)出現(xiàn)了銷售額增長(zhǎng)、盈利減少的反常現(xiàn)象，為了改變這種狀況，叉車巨頭紛紛在發(fā)展中國(guó)家建廠，以便降低成本，維持盈利。
國(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。
1.3 未來叉車的發(fā)展趨勢(shì)
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，物流設(shè)備在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位和作用越來越明顯，叉車普及率越來高，叉車制造業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)也越來越激烈。企業(yè)只有不斷地進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新及探索，適時(shí)的將新產(chǎn)品推向市場(chǎng)，接受市場(chǎng)的考驗(yàn)，并不斷地進(jìn)行改進(jìn)，才能發(fā)展壯大并在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。未來叉車的發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)在：
1.3.1 技術(shù)方面
更加注重人類功效學(xué)，一提高操縱舒適性。
研究表明，駕駛室內(nèi)壁的精巧布置有利于提高生產(chǎn)率，如果所有的控制都按照人機(jī)工程學(xué)進(jìn)行布置，司機(jī)操縱就更加舒適，更能集中精力工作。
在2000年漢諾威物流展覽會(huì)上，國(guó)際上各大公司競(jìng)相展示其未來型概念叉車。這些叉車雖然只是樣機(jī)模型，還未用于商業(yè)生產(chǎn)，但卻為未來叉車的設(shè)計(jì)指明了方向。
德國(guó)JUNGHEIRICH集團(tuán)展示的概念叉車，駕駛室可旋轉(zhuǎn)180°，可避免司機(jī)運(yùn)載較為龐大的貨物及倒車時(shí)扭轉(zhuǎn)身體而導(dǎo)致背部和頸部疲勞。駕駛室內(nèi)各種控制手柄皆布置在座椅扶手上，很容易操控，大大增加了司機(jī)作業(yè)的舒適程度。MANUELAYDT’S公司的概念叉車，門架位于駕駛室后面，行駛時(shí)司機(jī)可相對(duì)于所搬的貨物轉(zhuǎn)動(dòng)180°，一獲得最佳視野。FLERRIANCO
-ENEN’S公司的剪叉式叉車，司機(jī)始終與貨物保持在一個(gè)水平線上，這樣在堆放或取回貨物時(shí)，始終保持良好的視野。STILL公司的RXX概念叉車，采用航天升降液壓缸，取消了型鋼門架，給司機(jī)提供了良好的前方視野，可避免司機(jī)工作時(shí)因扭轉(zhuǎn)身體而產(chǎn)生的疲勞現(xiàn)象，提高了作業(yè)舒適性，安全性也得到了改善。MERFORD公司設(shè)計(jì)的司機(jī)座椅懸吊于天花板上，安全可調(diào)，大大提高了司機(jī)的作業(yè)舒適度。
1.綠色環(huán)保成為叉車工業(yè)追求的目標(biāo)
叉車分內(nèi)燃叉車和電動(dòng)叉車。內(nèi)燃叉車一發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，其功率強(qiáng)勁、適用范圍廣；缺點(diǎn)排放和噪聲污染較大，對(duì)人類健康危害較大。隨著人類環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，環(huán)保法制的出臺(tái)，排放少、噪聲小的叉車必然受到歡迎。電動(dòng)叉車以其零排放、噪聲小必將成為首選；天然氣、液化石油氣等燃料叉車也將會(huì)得到更近一步的發(fā)展。
有資料表明：目前國(guó)際電瓶叉車的產(chǎn)量已占叉車總量的40%（國(guó)內(nèi)則為10%~15%），在德國(guó)、意大利等西歐國(guó)家電瓶叉車的則高達(dá)65%，且有不斷上升的趨勢(shì)。
美國(guó)ALABAMA能源公司對(duì)選用電瓶叉車的客戶采取激勵(lì)措施，他們根據(jù)可維護(hù)使用電瓶叉車的新舊程度提供數(shù)量不等得補(bǔ)貼，極大的促進(jìn)了電瓶叉車的使用。
2.更強(qiáng)調(diào)叉車的安全性
隨著國(guó)際化程度的進(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)的一道門檻。
豐田7系列叉車堪稱安全叉車的典范。該叉車轉(zhuǎn)向迅速。效率高，穩(wěn)定性好，比普通叉車舒適，特別是該車裝有主動(dòng)穩(wěn)定系統(tǒng)（SAS），可顯著降低叉車作業(yè)中諸如翻車等危險(xiǎn)。SAS采用一系列電子傳感器對(duì)叉車負(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即開始工作，以提高叉車橫向穩(wěn)定性，從而達(dá)到安全作業(yè)的目的。
叉車造型隨著汽車工業(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。
3.采用交流電機(jī)、變頻調(diào)速是電瓶叉車的飛躍
近年來交流電機(jī)已引起叉車界極大的興趣。交流電機(jī)運(yùn)用于叉車具有以下顯著特點(diǎn)：
（1） 叉車運(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)叉車節(jié)能30%以上。
（3） 全封閉電機(jī)、軸承及多盤制動(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）已在歐洲開始使用。在高電壓下工作時(shí)實(shí)際工作的電流卻很小，是叉車在工作中發(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，車載充電機(jī)將更多的運(yùn)用于叉車，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。
4.維修性將得到充分體現(xiàn)
未來叉車的維修性、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)的未來概念型叉車，整車裝備一種集成運(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)；也可通過互聯(lián)網(wǎng)與JUNGHEIRICH用戶服務(wù)部溝通，對(duì)車輛損壞情況進(jìn)行遠(yuǎn)距離的故障爭(zhēng)端和維修指導(dǎo)。
5.產(chǎn)品品種向?qū)I(yè)化、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、前移式叉車、窄巷道叉車等各類倉(cāng)儲(chǔ)叉車迅速發(fā)展。近期又出現(xiàn)了一種鉸鏈?zhǔn)讲孳嚕饕糜谡锏纼?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)的未來型叉車，是一種利用前移式橋設(shè)計(jì)的新型叉車。這種前移式橋柔性的連接到門架上，起升載荷時(shí)前橋向前推，軸距增大，提高了車輛的穩(wěn)定性，前橋和門架的連接點(diǎn)較傳統(tǒng)的高些，這就在相同的門架傾斜角時(shí)軸距更大，橋荷分布更均勻，行駛特性更佳。
1.3.2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，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)家的叉車市場(chǎng)，電動(dòng)叉車的地位越來越顯著。據(jù)有關(guān)報(bào)道，日本在1987年以前推出的叉車中，內(nèi)燃叉車占80%以上，而1988、1989兩年中下降到不足65%；相反，電動(dòng)叉車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)燃叉車的趨勢(shì)。
1.需求總量逐年增加 叉車年需求量將在今后幾年達(dá)到8萬(wàn)臺(tái)左右；中檔叉車產(chǎn)品銷售量將猛增，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。
2.電動(dòng)叉車需求將迅速增加 電動(dòng)叉車的迅速發(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)叉車的使用性能得到很大的提高。從總體上說，電動(dòng)叉車耐用性、可靠性和適用性都得到顯著提高，完全可以和內(nèi)燃叉車相抗衡。
3.物流熱和港口加大叉車需求 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)叉車的需求量較大，尤其是企業(yè)對(duì)物流作業(yè)效率越來越重視，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)一步刺激叉車市場(chǎng)的需求。
4.叉車科技含量愈來愈高 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，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。
1.4 本課題的設(shè)計(jì)目的與主要研究?jī)?nèi)容
1.4.1課題設(shè)計(jì)目的
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)，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，市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮?，叉車行業(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)谑謩?dòng)裝卸叉車的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)開發(fā)電動(dòng)裝卸叉車，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)叉車為載重兩噸的單級(jí)電動(dòng)叉車，此車在手動(dòng)裝卸叉車的基礎(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。
1.4.2課題研究?jī)?nèi)容
叉車是物料搬運(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)，這正少不了叉車的協(xié)助。
電動(dòng)叉車具有能量轉(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)叉車的需求。目前，國(guó)際上電動(dòng)叉車的產(chǎn)量已占叉車總產(chǎn)量的40%以上，在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，電動(dòng)叉車所占的比例達(dá)到60%；在中國(guó)，電動(dòng)叉車所占的比例為20%左右。電動(dòng)叉車現(xiàn)已突破原來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)叉車的許多優(yōu)點(diǎn)，從而使電動(dòng)叉車有著廣闊的發(fā)展前景。
第2章 總體設(shè)計(jì)方案
2.1 方案比較和設(shè)計(jì)選型
在選擇設(shè)計(jì)方案時(shí)我考慮了兩種叉車方案，一種是單級(jí)式電動(dòng)叉車，另一種是雙極式電動(dòng)叉車，這兩種叉車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)叉車與單級(jí)電動(dòng)叉車相比，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)叉車采用雙極叉車起升，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2.5~3米。在車間、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)開支等。缺點(diǎn)：與單級(jí)叉車相比，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。
綜合兩種叉車的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)，我選擇單極電動(dòng)叉車，因?yàn)閮煞N叉車起升原理是一樣的，其結(jié)構(gòu)也很相似，只要熟悉了單極電動(dòng)叉車的原理，雙級(jí)電動(dòng)叉車也就知道了，而在日常生活中，使用雙極叉車的并不比單級(jí)的多。單級(jí)叉車在工廠、車間、倉(cāng)庫(kù)、車站、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。
2.2 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)過程中沒有太深?yuàn)W的研究?jī)?nèi)容，也沒有太難的設(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)到了一門技術(shù)，為以后就業(yè)打下更扎實(shí)的基礎(chǔ)。
2.3 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)還是雙極的問題，以及在載重問題的選擇。在指導(dǎo)老師的建議下，我現(xiàn)則了單級(jí)電動(dòng)叉車，因?yàn)檫@種型號(hào)的叉車在生活中應(yīng)用比較廣，大眾化。
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、結(jié)構(gòu)、校核、用途等。
2.4 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：
2.4.1調(diào)研階段
包括調(diào)查國(guó)內(nèi)外電動(dòng)叉車的發(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。
2.4.2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：叉車車體的整體設(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，我通過不斷的對(duì)比單級(jí)叉車和雙極叉車的各種優(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)就不用在叉車上安裝電瓶?？墒堑媒?jīng)常充電，還得購(gòu)買電瓶，可是使用交流電的話，這會(huì)給使用帶來很大的不便，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)樵诓孳嚪矫?，要求安全系?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。
2.4.3設(shè)計(jì)階段
在該階段，主要工作就是對(duì)已經(jīng)確定下來的各個(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。
2.4.4總結(jié)階段
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)自己所做過的研究進(jìn)行分析，完成畢業(yè)論文說明書的撰寫，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。
2.5總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.5.1機(jī)械結(jié)構(gòu)
結(jié)構(gòu)主要包括車架、龍門架、貨叉三部分。這是叉車的支撐體，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。
車架：車架是叉車的支撐體，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)車輪，前輪為100mm，后輪為280mm。在距離地面1000mm處有一U型扶手，用來推動(dòng)叉車時(shí)方便扶手。
龍門架：龍門架的作用是用來支撐貨叉，工作時(shí)龍門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架上。龍門架主要是由鋼板產(chǎn)、拼焊而成。其俯視結(jié)構(gòu)圖如圖2-1所示：
圖 2-1 龍門架俯視圖
貨叉：貨叉是托起貨物的構(gòu)件，其結(jié)構(gòu)如圖2-2所示，其材料為鍛造鋼。
圖2-2 貨叉及叉套
a) 眼環(huán)式貨叉 b) 鉤鉗式貨叉 c) 叉套
2.5.2傳動(dòng)方面
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架，另一端固定在叉車車架上，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2-3所示：
圖2-3 傳動(dòng)示意圖
2.5.3動(dòng)力方面
動(dòng)力件主要是指泵站。這是叉車的心臟，為叉車提供動(dòng)力。由于叉車的運(yùn)動(dòng)特性，要求叉車的電源為移動(dòng)式的，泵站就必須選用低壓直流電機(jī)。在設(shè)計(jì)中電源我選用12V的低壓直流電源，泵站用型號(hào)為MEN1的12V低壓直流電機(jī)。
2.5.4電路和控制元件
在動(dòng)力方面已經(jīng)講到了電源用12V的低壓直流電源，在工作過程中，為了方便操作，就需要安裝必要的按鈕表盤。圖2-4是電動(dòng)叉車的接線圖：
圖2-4 接線示意圖
由上面的接線圖可知，在叉車的電器控制設(shè)備需要：電量顯示表、充電器、12V蓄電池、12V1.6KW直流電機(jī)、急停開關(guān)、上升和下降按鈕。
第3章 參數(shù)及校核計(jì)算
3.1 叉車最大起升高度起重量的確定
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，集裝箱運(yùn)輸?shù)娜找娣泵傲Ⅲw倉(cāng)儲(chǔ)的廣泛應(yīng)用，貨物的高層堆垛需要高起升的提升機(jī)械，叉車為了滿足不斷變化的社會(huì)需求，經(jīng)常要配置高起升門架，但由于起升高度的增加對(duì)叉車的穩(wěn)定性和起升油缸穩(wěn)定性帶來影響。所以，確定最大起升高度起重量應(yīng)從叉車縱向堆垛穩(wěn)定、橫向堆垛穩(wěn)定及起升缸的壓力桿穩(wěn)定三方面性能來綜合考慮。
3.1.1縱向堆垛穩(wěn)定性
為了能使叉車在最高起升高度安全可靠地堆放貨物，必須有一個(gè)合理的合成重心，建議在平坦場(chǎng)地、滿載起升至最大高度、車架垂直時(shí)、合成重心的高度與到起傾翻軸線的水平距離之比為7.5:1，縱向傾翻軸線為叉車前輪的接地線。如圖3-1所示：
圖3-1 叉車縱向堆垛穩(wěn)定性分析圖
（3-1）
（3-2）
式中 —叉車合成重心距前橋中心線的水平距離，cm
—叉車自重，Kg
—叉車自身重心距前橋中心線的水平距離，cm
—起升高度的起重量，Kg
—貨物重心距前橋中心線的水平距離，cm
—叉車合成重心距地面的垂直距離，cm
—叉車自身重心距地面的垂直距離，cm
—貨物重心距地面的垂直距離，cm
由式（3-1）、（3-2）得：
（3-3）
（3-4）
縱向堆垛穩(wěn)定性計(jì)算中取，，，，，，則：
3.1.2橫向堆垛穩(wěn)定性
跟縱向堆垛穩(wěn)定性一樣，橫向堆垛穩(wěn)定性也必須有一個(gè)合理的合成重心，建議在平坦場(chǎng)地、滿載起升至最大高度、車架后傾至最大角度時(shí)，合成重心到傾翻基準(zhǔn)平面垂直方向的距離與其到傾翻軸線水平方向的距離之比為6:1。對(duì)于叉車，橫向傾翻軸線根據(jù)其傾翻階段分別有兩條，即初始的前橋外側(cè)車輪的接地面積中心與后橋鉸軸中心的連線，到后階段的由于后橋擋塊的作用，轉(zhuǎn)變?yōu)榍皹蛲鈧?cè)車輪的接地面積中心與后橋同側(cè)車輪接地面積中心的連線。對(duì)于叉車計(jì)算來說，特別是對(duì)滿載叉車，建議采用前階段的傾翻軸線為計(jì)算對(duì)象較為合理，且偏于安全。如圖3-2所示：
圖3-2 叉車橫向堆垛穩(wěn)定性分析圖
式中 —橫向傾翻軸線與叉車縱軸的夾角，（）
—叉車前輪距的一半，cm
—叉車軸距，cm
則
（3-5）
式中 —叉車合成重心至橫向傾翻軸線的水平距離，cm
—叉車合成重心至前橋中心線的水平距離，cm
—前輪靜力半徑， 0.95 r，cm
—叉車后傾最大角，（）
—后輪半徑，cm
為簡(jiǎn)化算式，設(shè)：
（3-6）
（3-7）
則
（3-8）
（3-9）
（3-10）
（3-11）
3.1.3起升缸壓桿穩(wěn)定性
隨著起升高度的增加，起升缸長(zhǎng)度的增加，其本身的壓桿穩(wěn)定性問題越來越突出。因此，確定起重量時(shí)必須對(duì)其加以考慮，如圖3-3所示：
圖3-3 叉車起升缸壓桿穩(wěn)定性分析圖
（1）首先，需算出起升缸的臨界穩(wěn)定力。由于門架起升缸的穩(wěn)定性主要受縱向彎曲控制，建議按等截面桿、用歐拉公式計(jì)算：
（3-12）
式中
，
—長(zhǎng)度折算系數(shù)，可根據(jù)門架油缸支承狀況，取=1
—活塞桿計(jì)算長(zhǎng)度，cm
（2）計(jì)算作用在活塞桿上的總載荷，其包括四個(gè)方面：鏈條活動(dòng)分支的拉力、鏈條固定分支的拉力、內(nèi)門架重量及門架處于垂直位置時(shí)內(nèi)外門架 間滾輪的摩擦阻力，則作用在一支活塞桿上的總載荷P為：
（3-13）
式中
（3）當(dāng)油缸負(fù)載力超過穩(wěn)定臨界力時(shí)，已不能維持原有軸線狀態(tài)下的平衡而喪失穩(wěn)定。所以，液壓缸的穩(wěn)定條件為：
（3-14）
式中 —穩(wěn)定性安全系數(shù)，一般取2～4，此處以取3來計(jì)算起重量Q:
（3-15）
將從上述3個(gè)方面所求的結(jié)果進(jìn)行比較，應(yīng)去其中最小值作為所要計(jì)算的叉車做大起升高度起重量。
,,,,,
,,
（3-16）
綜合上述計(jì)算，橫向堆垛穩(wěn)定裕度較大，縱向堆垛最不穩(wěn)定，這就要求車架的結(jié)構(gòu)性能要絕對(duì)的好，油缸壓桿穩(wěn)定也較為薄弱，所以最大起升高度的起重量應(yīng)確定為1696kg。由于機(jī)械校核可以有一定的活動(dòng)量，因?yàn)樵谟?jì)算時(shí)所給的安全系數(shù)一般比事實(shí)上要大很多，所以該車承載兩噸是符合要求的。
3.2 各結(jié)構(gòu)的校核設(shè)計(jì)計(jì)算
3.2.1車假體的受力校核計(jì)算
如圖3-4所示，車架體的受力可以簡(jiǎn)化為兩固定簡(jiǎn)支梁的受力分析：
圖3-4 車架受力分析圖
上圖中a=330mm,b=850mm,l=1180mm
由材料力學(xué)知識(shí)可算得：
A點(diǎn)的支反力為：
B點(diǎn)的支反力為：
AC段的剪力為：
BC段的剪力為：
梁的最大彎矩為：
則可畫出受力的彎矩剪力圖3-5、3-6：
A C B
M=4659N·m
圖3-5 車架受力彎矩圖
圖3-6 車架受力剪力圖
由上圖可知，在整個(gè)受力過程中，C點(diǎn)的受力最大，因此只要校核C點(diǎn)的受力情況，下面計(jì)算一下C點(diǎn)的最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力：
圖3-7為C點(diǎn)的拉壓受力情況圖：
圖3-7 車架截面拉壓受力圖
查閱《材料力學(xué)》附錄可得：，，
，且由上面算得，則：
對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的和專用的機(jī)械零部件，其許用應(yīng)力與安全系數(shù)常常有比較成熟的推薦值。但對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)的或特殊的，或?qū)ζ潴w積或尺寸無(wú)嚴(yán)格限制的機(jī)械零部件，其許用應(yīng)力與安全系數(shù)S常需要設(shè)計(jì)者自己選取。
工作應(yīng)力與許用應(yīng)力的一半關(guān)系為
（3-17）
工作應(yīng)力 （3-18）
許用應(yīng)力 （3-19）
查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)P1-113中的表1-1-89可知在汽車燈機(jī)械行業(yè)中帶載平穩(wěn)起動(dòng)時(shí)的載荷系數(shù)的值為1.2～1.5。此時(shí)取，
安全系數(shù)S應(yīng)當(dāng)綜合載荷確定的準(zhǔn)確程度、材料性能數(shù)據(jù)的可靠性、所用的合理性、加工裝配精度以及所設(shè)計(jì)的零部件的重要性等來確定。在這用部分系數(shù)法來進(jìn)行計(jì)算，它對(duì)安全系數(shù)有影響的因素分別用一個(gè)分系數(shù)、……表示，這部分系數(shù)的乘積極為安全系數(shù)：
… （3-20）
則安全系數(shù)為
已知車架的材料為Q235號(hào)鋼，則可知：
由上式可知
且已知
則 （3-21）
比較上式可知車架材料強(qiáng)度符合要求。
第4章 電動(dòng)傳動(dòng)
4.1 電動(dòng)機(jī)功率大小的選定
4.1.1選擇直流電動(dòng)機(jī)的原因
直流電動(dòng)機(jī)是將直流電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，還可以作其他特殊的用途。
直流電動(dòng)機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1） 優(yōu)良的調(diào)速特性，調(diào)速平滑、方便，調(diào)速范圍廣。
（2） 過載能力大，能承受頻繁的沖擊負(fù)載。
（3） 可實(shí)現(xiàn)頻繁的無(wú)級(jí)快帶起動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)。
（4） 能滿足生產(chǎn)過程自動(dòng)化系統(tǒng)各種不同的特殊要求等特點(diǎn)。其制造成本和維護(hù)工作量一般來說雖比交流電動(dòng)機(jī)大，但交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能至今好不能與直流電動(dòng)機(jī)的相比，因而直流電動(dòng)機(jī)在需要廣調(diào)速的場(chǎng)合要求有特殊運(yùn)行性能的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，一直占有突出的地位，被廣泛應(yīng)用于冶金礦山、交通運(yùn)輸、紡織印染等工業(yè)。
直流發(fā)電機(jī)能提供無(wú)脈動(dòng)的電力，其輸出電壓便于精準(zhǔn)的調(diào)節(jié)和控制，它的主要用途之一是作為某些重要的直流電動(dòng)機(jī)的電源，使其獲得較好的換向性能。它還能滿足直流和同步電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的不同要求，并可用于電化工業(yè)中作為電解、電鍍的低壓大電流直流電源。隨著可控硅整流電源的廣泛應(yīng)用和日益完善，及其在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的顯著優(yōu)點(diǎn)，一方面在許多領(lǐng)域中取代了直流發(fā)電機(jī)，另一方面卻進(jìn)一步擴(kuò)大了直流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用范圍。但直流發(fā)電機(jī)在某些領(lǐng)域中如真空冶煉工業(yè)和無(wú)交流電網(wǎng)且又需要直流電源的場(chǎng)合等，仍由一定的重要性。
4.1.2電機(jī)功率的選用
本課題設(shè)計(jì)的電動(dòng)叉車為載重兩噸的單級(jí)叉車，由于使用兩根鏈條并聯(lián)使用，則每根鏈條上所受的拉力為一噸，根據(jù)
受力平衡可算得油缸的受力為F=39200N,
液壓缸所做的功為：W=FS(J) （4-1）
功率為： （4-2）
由于F=pA, ,代入上式得：
（4-3）
根據(jù)泵站與液壓缸之間的功率傳遞關(guān)系可得：
泵站功率為： （4-4）
液壓缸總功率由以下效率組成：
（1） 機(jī)械效率，由活塞及活塞桿密封處的摩擦阻力所造成的摩擦損失，在額定壓力下，通?？扇?
（2） 容積效率，由各密封件泄露所造成，如前述，通常取活塞密封為彈性材料時(shí)
（3） 作用力效率，當(dāng)排油直接回油箱時(shí)
（4） 液壓缸的總效率
選取泵站電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為：v=1500r/m，，排量為q=2.2cc/r，
則泵站的流量可算得為:
壓力強(qiáng)度為：
由以上公式可計(jì)算得泵站的功率為：
查閱主流電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)表，我選用型號(hào)為MC2-V1B-F3-PG-MEN-T05
-F1(/F2)的直流電壓電動(dòng)機(jī)。其主要參數(shù)如下所示：
直流電動(dòng)叉車用泵站：
型 號(hào)：MC2-V1B-F3-PG-MEN-T05-F1(/F2)
技術(shù)參數(shù)：
電 機(jī)：12V 1.6KW DC
壓力范圍：50200bar
排 量：2.2cc/r
下降截流閥：3L/min
電磁閥電壓：12V DC
油 箱：5L
4.1.3蓄電池的有關(guān)說明
在電動(dòng)叉車中，前面已經(jīng)提到，由于其運(yùn)動(dòng)特性，所以在選擇直流的同時(shí)，還要選擇電壓低的電機(jī)，在這我選用12V的電瓶作為電源。在這一并題一下蓄電池的使用與維護(hù)。
蓄電池的正確使用：配用硅整流發(fā)電機(jī)的叉車，蓄電池必須負(fù)極搭鐵，絕對(duì)不能弄錯(cuò)，否則會(huì)燒壞硅整流發(fā)電機(jī)的二極管而損壞發(fā)電機(jī)。蓄電池隔板有木板、塑料隔板和玻璃纖維隔板等，它安裝在正負(fù)極板之間，防止正負(fù)極板相碰而產(chǎn)生短路。電解液密度對(duì)蓄電池工作影響很大，當(dāng)密度增大時(shí)，電解液的冰點(diǎn)降低，解凍危險(xiǎn)減小，但密度多大，電解液粘度增大、滲透困難，且還會(huì)使木隔板加速炭化，極板硫化，縮短其壽命。使用時(shí)，可根據(jù)不同條件來選擇不同密度電解液。
蓄電池的維護(hù)：叉車蓄電池是一種可逆性的直流電源，可以反復(fù)充電、放電，所以成為二次電池。充電過程中實(shí)將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能=儲(chǔ)存起來，放電過程則是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋Ｐ铍姵刈詈媒?jīng)常處于充足電狀態(tài)，凡使用過的每月最好補(bǔ)充一次，存放期不宜過長(zhǎng)，避免長(zhǎng)期擱置。蓄電池的充電狀態(tài)可根據(jù)電解液密度和端電壓來判斷，用高率放電計(jì)測(cè)量蓄電池在大電流（接近起動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流）放電時(shí)的端電壓，可準(zhǔn)確判斷蓄電池的放電程度。一般技術(shù)良好的蓄電池，用高率放電計(jì)測(cè)量時(shí)，單格電壓應(yīng)在1.5V以上，并在5秒鐘內(nèi)保持平穩(wěn)，否則表示該單格電池放電過多或有故障，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)充或更換。
常見儲(chǔ)存蓄電池早期損壞多發(fā)生在冬夏兩季。冬季氣溫低，蓄電池中電解液擴(kuò)散或流動(dòng)遲緩，因而其效率降低，顯得電力不足。若起動(dòng)困難而連續(xù)使用，蓄電池快速放電，由此導(dǎo)致電壓下降、容量降低、極板損壞。夏天氣候干燥，電解液蒸發(fā)，而且消耗過快，如果加之發(fā)電機(jī)端電壓調(diào)的過高，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)過充電。過充電電流越大、時(shí)間越長(zhǎng)，電解液消耗量越大，液面高度下降越快，液面過低，使極板上部暴露在空氣中而產(chǎn)生氧化。因此需要做到勤檢查、勤調(diào)整、勤維護(hù)，才能保持蓄電池的良好技術(shù)狀況。
在叉車使用中，對(duì)蓄電池的要求較高，必須定期強(qiáng)制維護(hù)，檢修時(shí)必須嚴(yán)格遵守工藝規(guī)范；使用時(shí)應(yīng)注意放電電流不能過大，以免極板彎曲活性物質(zhì)脫落，使容量降低，電壓下降而產(chǎn)生早期損壞。發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)器應(yīng)按規(guī)定調(diào)整，不能隨意將電壓調(diào)高，以免隔板受到腐蝕，縮短其使用壽命。
4.2傳動(dòng)鏈的選用
4.2.1鏈條介紹及型號(hào)的選擇
鏈條式現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備傳動(dòng)的重要元素，它具有以下優(yōu)點(diǎn)所以才被廣泛使
1）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)靈活，工作安全可靠。
2）鏈條鏈輪間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在給定的彎曲半徑范圍內(nèi)，不會(huì)產(chǎn)生彎矩和扭轉(zhuǎn)變形。
3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輕巧，節(jié)省傳動(dòng)空間，易拆裝，易維修。
4）造型新型，外形美觀。
套筒滾子鏈由外鏈板1、內(nèi)鏈板2、銷軸3、套筒4和滾子5等組成。其結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，其規(guī)格、基本參數(shù)和尺寸見《簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，套筒滾子鏈分A、B兩個(gè)系列，A系列用于高速和重要傳動(dòng)，B系列用于一般傳動(dòng)。鏈傳動(dòng)一般適用于傳遞功率小于100KW，傳動(dòng)比I≤7，鏈速v≤15m/s。圖4-1為鏈條示意圖：
圖4-1 鏈條示意圖
設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)時(shí)的原始數(shù)據(jù)，一般式傳動(dòng)的用途，工作情況原動(dòng)機(jī)類型，傳遞的功率和鏈輪轉(zhuǎn)速以下及傳動(dòng)的空間尺寸要求等。按傳動(dòng)失效形式不同，設(shè)計(jì)計(jì)算分為v＞0.6m/s的中、高速鏈傳動(dòng)。按功率曲線計(jì)算和v＜0.6m/s的低速鏈傳動(dòng)按靜強(qiáng)度計(jì)算。
對(duì)v＜0.6m/s 的低速鏈傳動(dòng)，鏈條的主要失效形式為過載時(shí)拉斷破壞。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)已知條件，初選鏈條型號(hào)，然后按抗拉靜力強(qiáng)度條件計(jì)算安全系數(shù)
（4-6）
在這根據(jù)鏈條設(shè)計(jì)的條件初定鏈條型號(hào)為16A,基本參數(shù)和尺寸如圖4-3和表4-1所示：
圖4-3 鏈條結(jié)構(gòu)尺寸示意圖
表4-1 選用鏈條的結(jié)構(gòu)尺寸
4.2.2鏈條的受力驗(yàn)證
鏈條所受最大負(fù)重為2噸，因而初步選用型號(hào)為16A的鏈條，其結(jié)構(gòu)師采用并聯(lián)的方式并行兩根相同的鏈條，每根鏈條上的受力為1噸。
按抗拉靜強(qiáng)度條件安全系數(shù)
（4-7）
式中：Q-極限拉伸載荷，由上表得Q=56.7KN
根據(jù)《簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P187，由表9-3差得鏈條傳動(dòng)在一般工程機(jī)械中為中等沖擊，工作情況系數(shù)
（4-8）
在2噸電動(dòng)叉車中，m約為1噸，取0.6m/s，R取30mm，則：
S=4.5512＞4且S＜8，所以選擇16A型號(hào)的鏈條合適。
第5章 叉車總體布置
5.1總體設(shè)計(jì)的概述
方案設(shè)計(jì)的任務(wù)，是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求及調(diào)查的結(jié)果來確定整機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，主要的整機(jī)性能和外形尺寸，以及主要的配套件（如發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓件、輪胎等）并進(jìn)行初步計(jì)算，最后要論證其可行性。
技術(shù)設(shè)計(jì)的任務(wù)，是按方案設(shè)計(jì)所給的性能參數(shù)和控制尺寸及各配套件，對(duì)各主要系統(tǒng)及總成繪制更詳細(xì)的構(gòu)造圖，并作進(jìn)一步的工藝探討與設(shè)計(jì)計(jì)算。實(shí)際上也是進(jìn)一步論證總的方案是否完全可行。在一些情況下，就現(xiàn)在又條件確實(shí)無(wú)法達(dá)到方案所定的要求是，可以靠了靠其修改原方案給定的結(jié)構(gòu)形式與參數(shù)，但必須經(jīng)過一定手續(xù)。經(jīng)審查通過的技術(shù)設(shè)計(jì)，包括其構(gòu)造與參數(shù)和主要尺寸，就是施工圖設(shè)計(jì)的依據(jù)。
施工圖設(shè)計(jì)的任務(wù)，是根據(jù)方案設(shè)計(jì)和技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)定的各項(xiàng)要求來完成設(shè)計(jì)任務(wù)。
包括設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)的零部件的圖紙，選用標(biāo)準(zhǔn)的零部件和配套件以及計(jì)算說明書與有關(guān)文件。
5.2重心與整機(jī)性能的關(guān)系
所謂整機(jī)設(shè)計(jì)，一般地說就是方案設(shè)計(jì)中的幾個(gè)主要問題，如牽引特性，制動(dòng)特性，穩(wěn)定性、通過性、舒適性等。
重心位置對(duì)叉車的主要性能:牽引特性、制動(dòng)特性及穩(wěn)定性等都有重大影響，而且在設(shè)計(jì)之初，計(jì)算中和試驗(yàn)都必須使用。
叉車的自重及其位置對(duì)于一些舊有車型的改進(jìn)設(shè)計(jì)來說，可以方便地取得，而且比較準(zhǔn)確可靠，但對(duì)一臺(tái)新車設(shè)計(jì)就缺少這些資料，為此不得不根據(jù)與之相近的其它車型的資料來估計(jì)，但更多的是借助于公式計(jì)算。
（5-1）
=
=17800N
式中
上式是一句承載叉車后橋負(fù)擔(dān)總重力的10%而導(dǎo)得的。作為估計(jì)我們可認(rèn)為是在靜立狀態(tài)。如圖5-1所示，不難根據(jù)力矩平衡條件導(dǎo)得
圖5-1 預(yù)定重心位置
上述自重重量及重心位置是估計(jì)用的。在設(shè)計(jì)進(jìn)行到一定階段。有了各總成或部件的細(xì)致構(gòu)造，取得其計(jì)算重量，可進(jìn)行各種整機(jī)性能校核。這時(shí)不能再用估計(jì)值，而應(yīng)使用其計(jì)算值。計(jì)算方法如下，以靜立情況為例，如圖5-2所示
圖5-2 重心位置確定
其自重重力G為
（5-2）
式中 ~—各部件或總成的重力
n—被劃分成的部件或總成總數(shù)
重心的水平位置，即距前軸的距離