手動(dòng)液壓叉車設(shè)計(jì)說明書要點(diǎn)

1、課 程：專業(yè)綜合實(shí)踐 班 級(jí)： 機(jī)自3093 學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 指導(dǎo)老師：吳彥農(nóng)設(shè) 計(jì)： 王曉波 王彬 谷泓毅 日 期：2012.12.30 叉車設(shè)計(jì)摘要叉車是物流系統(tǒng)中最常用的裝卸、搬運(yùn)設(shè)備。本文介紹了世界范圍內(nèi)叉車的市場(chǎng)，叉車發(fā)展趨勢(shì)以及叉車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，了解液壓起重機(jī)械設(shè)計(jì)的主要參數(shù)：根據(jù)液壓起重機(jī)械的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)液壓手動(dòng)叉車參數(shù)有：起重量、跨距、幅度起重高度、各機(jī)構(gòu)的工作速度及起重機(jī)各機(jī)構(gòu)的工作類型。叉車的主要參數(shù)首先由使用單位根據(jù)生產(chǎn)需要提出，具體數(shù)字應(yīng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或工廠標(biāo)準(zhǔn)來確定，同時(shí)也要考慮到制造廠的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)條件。因此，在確定參數(shù)時(shí)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行調(diào)查研究，充分協(xié)商和慎重確定?，F(xiàn)代叉車技

2、術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)是充分考慮舒適性、安全可靠性和可維護(hù)性 ,產(chǎn)品專業(yè)化、系列多樣化,大量應(yīng)用新技術(shù),完善操控系統(tǒng),重視節(jié)能和環(huán)保 ,全面提升產(chǎn)品的性能和品質(zhì)。通過對(duì)國(guó)際國(guó)內(nèi)叉車造型設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀分析運(yùn)用工業(yè)設(shè)計(jì)的理論和方法，研究了叉車造型設(shè)計(jì)的要素及設(shè)計(jì)原則：造型要求簡(jiǎn)潔明快、線條流暢，以體現(xiàn)車身的力度感與堅(jiān)實(shí)穩(wěn)重的感；色彩力求單純，給人以輕松、愉悅的感覺，主色調(diào)以明度較高的黃 色、橙色為宜；車身前后左右要求有寬大的玻璃，儀表具有良好的可讀性。研究結(jié)果對(duì)叉車設(shè)計(jì)具有重要的實(shí)際指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：叉車；載重；提升機(jī)構(gòu) 第 1章 緒 論課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望叉車是應(yīng)用十分廣泛的流動(dòng)式裝卸搬運(yùn)機(jī)械，是物料搬

3、運(yùn)機(jī)械(國(guó)外稱為工業(yè)車輛或地面運(yùn)輸車輛)的一種，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。叉車又名鏟車、萬能裝卸車或自動(dòng)裝卸車。它是由在無軌底盤上加裝專用裝卸工作裝置構(gòu)成的。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)，所以它廣泛用于車站、港口碼頭、機(jī)場(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)以及工礦企業(yè)等部門，用來實(shí)現(xiàn)機(jī)械化裝卸、堆垛和短距離運(yùn)輸，是物流系統(tǒng)不可缺少的機(jī)械設(shè)備。而叉車中進(jìn)行裝卸作業(yè)的直接工作的裝置是叉車起重系統(tǒng)，貨物的卸放、堆垛最終都是由其完成的，所以它是叉車最重要的組成部分。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。據(jù)國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)研究預(yù)測(cè)，在今后幾年我國(guó)叉車年需求量將

4、超過15萬臺(tái)。叉車產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)潛力巨大，發(fā)展前景廣闊。課題主要內(nèi)容和要求實(shí)驗(yàn)室提供液壓千斤頂，螺旋千斤頂實(shí)物樣品，要求參照其工作原理設(shè)計(jì)用于較重貨物的裝卸、移動(dòng)的省力工具，通過3維CAD軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，產(chǎn)生主要零件的工程圖，總裝配圖，工程圖要有公差粗糙度要求，熱處理要求，材料要求，編制主要零件的工藝過程卡。1.3研究方法、步驟和措施完成設(shè)計(jì)說明書完成裝配圖繪制零件圖拆卸零件第二章 參考圖例及設(shè)計(jì)參數(shù)參考圖形完成圖例第三章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)液壓回路原理設(shè)計(jì)為使液壓缸結(jié)構(gòu)緊湊，采用簡(jiǎn)單的液壓回路。用下圖作為原理圖：圖2.4基于千斤頂?shù)脑韴D1. 6.液壓缸 2.3.單向閥 4.油缸 5.截止閥 最后得出手動(dòng)

5、液壓叉車液壓回路原理如下圖2.5 液壓回路原理圖16.液壓缸 2.5.單向閥 3. 油箱4. 截止閥 各液壓元件的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核為使液壓系統(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。把油箱與液壓缸裝配在同一圓心軸線內(nèi)，把各油路與各閥等設(shè)計(jì)在液壓缸的底座內(nèi)。3.2.1 液壓缸的設(shè)計(jì)及計(jì)算1.液壓缸材料的確定為使液壓缸結(jié)構(gòu)更緊湊、簡(jiǎn)潔, 液壓缸材料采用高質(zhì)量,具有高抗拉強(qiáng)度極限的材料,采用高質(zhì)量的無縫鋼管,材料為:45號(hào)鋼制造,調(diào)質(zhì)處理.查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表12-1，得硬度為:162-217HBS，抗拉強(qiáng)度為：=600MPa 屈服極限為:=355MPa液壓缸內(nèi)腔直徑的計(jì)算

6、與確定由上得知，液壓系統(tǒng)的最大負(fù)荷為：F=45600N為使液壓缸結(jié)構(gòu)較小，取液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力盡量的高。初取液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力為：=17MPa因?yàn)椋?F/A= （2.12）（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= （2.13）=取液壓缸內(nèi)腔的直徑為:D=42mm所以, 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力為:=F/A= （2.14）=19MPa3.液壓缸外直徑的計(jì)算與確定為使液壓缸結(jié)構(gòu)較小，先把液壓缸按薄壁計(jì)算。因?yàn)?，D/10時(shí)，為薄壁又因?yàn)椋?（2.15）（其中16M時(shí)，=16M時(shí)，=）所以 M取按全系數(shù)為：n=5, 所以=/n=120 M所以， （2.16）=所以，D/10 為厚壁。所以

7、，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：= （2.17）（其中，為液壓缸外直徑）取，安全系數(shù)為：n=5, 所以=/n=120 M所以， （2.18）取，液壓缸外直徑為：=62mm3.2.2 油箱的設(shè)計(jì)伸縮臂套的材料:選工程用鑄造鋼ZG310-570。查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表12-1，得硬度為: 153HBS，抗拉強(qiáng)度為：=570MPa為使液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更緊湊，把油筒與液壓缸裝配在同一圓心軸線內(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%。又因?yàn)?，推程：S=520mm 液壓缸內(nèi)腔的直徑:D=

8、42mm所以，液壓缸到達(dá)最高極限位置所需的油量為： （2.19）所以，所需的最少油量為：=所以，油箱的最小容積為：=因?yàn)?，油箱與液壓缸裝配在同一圓心軸線內(nèi)，所以， （2.20）液壓缸外直徑為：=62mm所以，油箱內(nèi)腔的直徑為： （2.21） =83mm取油箱的上直徑內(nèi)為87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)。油管路的管徑不宜選得過大，以免使液壓裝置的結(jié)構(gòu)龐大：但也不能選過小，以免使系統(tǒng)壓力損失過大，影響工作。取，油道內(nèi)徑為：d=5mm 截止閥的設(shè)計(jì)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

9、一體。把各閥等設(shè)計(jì)在液壓缸的底座內(nèi)。因?yàn)?，液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最高壓力為:=19MPa所以，截止閥的開啟壓力為：P=n （2.22）1921 MPa所以，截止閥的開啟力為：F= （2.23）=412N截止閥彈簧的設(shè)計(jì)：取截止閥的彈簧的最大工作載荷為開啟為的1.5倍。所以，截止閥的彈簧的最大作用載荷為：412=618N因?yàn)閺椈稍谝话阍陟o載荷條件下工作，可以按第三類彈簧（愛變載荷作用的次數(shù)1000次以下的彈簧）設(shè)計(jì)，現(xiàn)選用碳素彈簧鋼絲D級(jí)，并根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)，估取彈簧鋼絲的直徑為3.0mm,查機(jī)械設(shè)計(jì)表16-3，暫選=1710 MPa，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表16-2，可知=0.5X1710=855MPa第四章 叉車

10、主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1貨叉基本參數(shù)和尺寸的確定貨叉的主要尺寸有貨叉水平段長(zhǎng)度；貨叉垂直段高度；貨叉斷面尺寸(為貨叉厚度，為貨叉寬度等)（圖4-1）。圖4-1 貨叉的結(jié)構(gòu)和尺貨叉尺寸主要取決于起重量Q、載荷中心距c，根據(jù)選題，已知起重量噸，按ISO/DIS1214-79標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，載荷中心距離為c=500mm,再由ISO/DIS2326-81和ISO2382-77標(biāo)準(zhǔn)，查出貨叉的基本參數(shù)和尺寸為貨叉長(zhǎng)度：；貨叉垂直高度：；貨叉斷面尺寸：；貨叉兩鉸支點(diǎn)中心距：；貨叉外伸距：；據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇材料為40Cr鋼，熱處理工藝選用調(diào)質(zhì)處理40Cr鋼屈服強(qiáng)度。4.2貨叉的計(jì)算簡(jiǎn)圖貨叉和叉架的聯(lián)接形式不同，其制支

11、承類型有所不同，按照ISO2328-77標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，噸叉車貨叉和叉架的聯(lián)接形式為掛鉤型。掛鉤型聯(lián)接，上支承可簡(jiǎn)化為活動(dòng)鉸支座。按照這種簡(jiǎn)化，貨叉可看作一次超靜定剛架（圖3-2）。與此同時(shí)慮到掛鉤型貨叉上部的掛鉤處有安裝間隙，并非絕對(duì)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，照此分析，貨叉又可簡(jiǎn)化為支承在兩個(gè)鉸接支座上的靜定剛架（圖4-3）。圖4-2 超靜定剛架計(jì)算簡(jiǎn)圖圖4-3 靜定剛架計(jì)算簡(jiǎn)圖這兩種計(jì)算簡(jiǎn)圖，在集中載荷P力作用下，貨叉的危險(xiǎn)截面均在支座A以下的垂直段，其應(yīng)力狀態(tài)相同，強(qiáng)度相等。但貨叉垂直段的受力情況不同，導(dǎo)致變形不同。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。為偏于安全起見，貨叉的強(qiáng)度和剛度均按靜定

12、剛架進(jìn)行計(jì)算。4.3貨叉的強(qiáng)度驗(yàn)算（a） (b)(c) (d)圖4-4 貨叉強(qiáng)度驗(yàn)算計(jì)算簡(jiǎn)圖從貨叉所受的集中載荷P力作用的內(nèi)力圖(圖3-4)來看, 水平段受彎矩和剪力, 垂直段受彎矩和拉力, 危險(xiǎn)截面支座A以下垂直段的最大正應(yīng)力為（式4-1）式中P貨叉的計(jì)算載荷，N； C標(biāo)準(zhǔn)載荷中心距，mm； a貨叉厚度；mm； b貨叉截面寬度，mm。計(jì)算載荷P的確定（式4-2）式中Q起重量，Q=1.8t=17640N K1動(dòng)載荷系數(shù)，由文獻(xiàn)1推薦，取K1； K2偏載荷系數(shù)，由文獻(xiàn)1推薦，取K2=1.3.由此得出 安全系數(shù)n的確定安全系數(shù)的選取, 與貨叉的計(jì)算載荷大小、動(dòng)載荷系數(shù)和偏載荷系數(shù)的選取密切相關(guān)。如

13、果計(jì)算載荷比較準(zhǔn)確, 安全系數(shù)可以取較小數(shù)值。否則，安全系數(shù)應(yīng)取較大數(shù)值。強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，安全系數(shù)應(yīng)滿足以下條件【2】其中n強(qiáng)度安全系數(shù)；材料屈服極限；危險(xiǎn)截面處應(yīng)力（即最大正應(yīng)力）；注：與單位相同。此次設(shè)計(jì)選擇安全系數(shù)為n=3。計(jì)算最大正應(yīng)力 （式4-3） 強(qiáng)度驗(yàn)算把數(shù)據(jù)代入式3-1, 得出因?yàn)?所以貨叉滿足強(qiáng)度條件。 貨叉的剛度校核貨叉的剛度通常校核叉尖處的靜撓度，即以額定載荷之半作為計(jì)算載荷（）, 按等截面靜定剛架來計(jì)算又尖處的撓度，計(jì)算方法用簡(jiǎn)便的彎矩圖乘法（圖3-5）。（a）計(jì)算圖 （b）MP彎矩圖 （c）彎矩圖圖3-5 貨叉叉尖撓度計(jì)算圖由此可得叉尖的撓度（式4-4）式中貨叉的截面慣性

14、矩，；貨叉的彈性模量，；貨叉的額定截荷，.代人數(shù)據(jù), 得出叉尖的許用撓度為（式4-5）由于,所以貨叉滿足剛度條件。 貨叉掛鉤形式的確定叉車貨叉上的掛鉤與貨叉的聯(lián)接形式, 通常有整體式和非整體式兩種。非整體形式的聯(lián)接方法, 又有焊接和螺栓聯(lián)接等形式。由于焊接形式貨叉制造容易, 安裝拆卸方便, 所以, 貨叉與掛鉤的聯(lián)接多采用非整體的焊接形式。 貨叉與掛鉤焊接強(qiáng)度驗(yàn)算掛鉤尺寸根據(jù)ISO2328-77標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，z=17.5mm，M=31mm，s=50mm，K=H=5mm，b=120mm，G=36mm（圖3-6）。圖4-6 掛鉤尺寸與焊接強(qiáng)度驗(yàn)算掛鉤的水平段受彎矩和拉力, 垂直段受彎矩。根據(jù)起重機(jī)焊接強(qiáng)

15、度的計(jì)算規(guī)范, 由拉伸應(yīng)力和剪切應(yīng)力所組成的復(fù)合應(yīng)力, 按等效應(yīng)力來進(jìn)行計(jì)算, 其計(jì)算公式為 （式4-6式中掛鉤所受的水平力, N；焊縫總長(zhǎng)度，cm；所受垂直力，N。代入數(shù)據(jù), 得出則貨叉與掛鉤焊接的焊條選用TB13-2, 焊條的抗拉強(qiáng)度,焊條的許用應(yīng)力由于所以，貨叉與掛鉤滿足焊接強(qiáng)度條件第五章 叉車保養(yǎng)注意為確保叉車工作正?？煽?，發(fā)揮其應(yīng)有工作效率，相關(guān)責(zé)任人定期做如下技術(shù)維護(hù)保養(yǎng)：1、 日常維護(hù)：每班工作結(jié)束后，及時(shí)清洗車體上的污漬、泥土等，檢查車體有無劃痕，轉(zhuǎn)向器是否可靠、靈活；2、 一級(jí)技術(shù)保養(yǎng)：累計(jì)工作100小時(shí)后，（一班工作制相當(dāng)于2周）檢查各部位的緊固情況，重點(diǎn)是：貨叉架支承、車

16、輪螺釘、車輪固定銷、轉(zhuǎn)向器螺釘。3、 二級(jí)技術(shù)保養(yǎng)：累計(jì)工作500小時(shí)后，（一班工作制相當(dāng)于一個(gè)季度）  做全車檢查，重點(diǎn)是：各管道接頭、機(jī)油箱、升降油缸、液壓轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向油缸等，是其實(shí)際情況及時(shí)緊固、補(bǔ)液壓油、加潤(rùn)滑油等。4、在工作過程中，如果發(fā)現(xiàn)可疑的不正常的現(xiàn)象，必須立即停車檢查，及時(shí)采取措施加以排除，在沒有排除故障前不得繼續(xù)作業(yè)。5、工作一天后，叉車應(yīng)定點(diǎn)停放在指定位置。6、未經(jīng)經(jīng)管人同意，任何人不得動(dòng)用叉車。為了提高叉車的使用壽命及防止意外事故的發(fā)生，為保持叉車最佳運(yùn)行狀態(tài)和各零部正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在使用過程中必須對(duì)本機(jī)器嚴(yán)格地進(jìn)行定期保養(yǎng)。7、檢查叉車各機(jī)械聯(lián)接件的緊固情況，特別

17、是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、車輪、起升機(jī)構(gòu)等聯(lián)接螺栓及鎖緊裝置是否緊固與正確。8、檢查叉車各部件管路和接頭有無損壞、松動(dòng)和漏油。9、叉車只能在指定的區(qū)域內(nèi)使用：新車間一、二樓及庫(kù)房，沒有特殊情況絕不允許叉車到車間以外的區(qū)域使用；第六章 叉車設(shè)計(jì)體會(huì)及小結(jié)叉車是物流系統(tǒng)中最常用的裝卸、搬運(yùn)設(shè)備。本文介紹了世界范圍內(nèi)叉車的市場(chǎng)，叉車發(fā)展趨勢(shì)以及叉車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，了解液壓起重機(jī)械設(shè)計(jì)的主要參數(shù)：根據(jù)液壓起重機(jī)械的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)液壓手動(dòng)叉車參數(shù)有：起重量、跨距、幅度起重高度、各機(jī)構(gòu)的工作速度及起重機(jī)各機(jī)構(gòu)的工作類型。叉車的主要參數(shù)首先由使用單位根據(jù)生產(chǎn)需要提出，具體數(shù)字應(yīng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或工廠標(biāo)準(zhǔn)來確定，同時(shí)也要考慮到制造廠的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)條件。因此，在確定參數(shù)時(shí)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行調(diào)查研究，充分協(xié)商和慎重確定。設(shè)計(jì)手動(dòng)叉車起重機(jī)必須要以叉車的參數(shù)為依據(jù)。起重機(jī)的參數(shù)是說明起重機(jī)工作性能的指標(biāo)，叉車的主要參數(shù)有：起重量、跨距、幅度起重高度、各機(jī)構(gòu)的工作速度及起重機(jī)各機(jī)構(gòu)的工作類型。對(duì)于某些叉車起重機(jī)，生產(chǎn)率也是主要參數(shù)。此外軌距、基距、外形尺寸、最大輪壓力等也是重要參數(shù)。叉車的主要參數(shù)首先由使用單位根據(jù)生產(chǎn)需要提出，具體數(shù)字應(yīng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或工廠標(biāo)準(zhǔn)來確定，同時(shí)也要考慮到制造廠的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)條件。因此，在確定參數(shù)時(shí)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行調(diào)查研