500Kg電動叉車設(shè)計

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1前言電動升降車是用來存取貨物并以直流電源（蓄電池組)為動力，具有能量轉(zhuǎn)換效率高、噪聲小、無污染、小巧靈活等優(yōu)點，在車間、倉庫以及食品、制藥、微電子、儀器儀表等對環(huán)境條件要求較高的場所得到了廣泛應(yīng)用，成為室內(nèi)、貨車取物、物料搬運的首選工具。近幾十年來在我國的電動升降車有了很大的發(fā)展，已經(jīng)有滿足不同噸位的升降車大批量生產(chǎn)，技術(shù)也很成熟。我的設(shè)計是額定載荷為 500KG 的電動升降車，希望在小噸位車型領(lǐng)域做出我的一點貢獻。設(shè)計結(jié)合了叉取貨物、升降和牽引的功能。不僅在技術(shù)方面有創(chuàng)新，制造成本也大大降低。小巧的體積在空間狹窄和環(huán)境要求較高的工作場所能滿足 500Kg 以下的貨物進出、取用自如。21 概述1.1 工程車輛用于工業(yè)生產(chǎn)、制造、運輸?shù)能囕v通常稱為工程車輛。一般工程車輛又包括叉車、搬運車、牽引車、升降車和掛車等。升降車是用來將貨物垂直輸送到所需位置，叉車則是將貨物叉取并安放到一定位置，牽引車顧名思義就是起牽引的作用。這三種工程車輛在工廠、車間、倉庫或工地運用廣泛,可以說已是現(xiàn)代工廠不可缺少的工具。我的設(shè)計就是將這三種車輛結(jié)合。起到一車的多用的作用。1.2 工程車輛的特點一般小噸位工程車輛往往采用內(nèi)燃機或蓄電池加直流電動機作為動力裝置，而通常由無軌輪式底盤與工作裝置兩大部分組成。這使小噸位工程車輛與用交流電為動力的起重運輸機械在構(gòu)造方面有很大的差異，而與工程機械有很多相同之處。這種車輛通常只在工廠、車間、倉庫或工地服務(wù)。不上公路行駛，也無需駕駛牌照，有別于汽車一類的交通運輸車輛，使用者只需熟悉持有工作證即可。31.3 升降車的分類升降車按提供動力的裝置分為內(nèi)燃升降車與電動升降車兩大類，目前市場以內(nèi)燃升降車為主。電動升降車大部分限于小噸位階段，但發(fā)展很迅速。按升降方式可分為曲臂式、剪式、門架式等種類繁多。按噸位有 500Kg、600Kg、1t 等等1.4 升降車的發(fā)展趨勢結(jié)合計算機和電子技術(shù)的快速發(fā)展，融合與應(yīng)用在工業(yè)制造中，工程車輛技術(shù)也相應(yīng)得到了很大的提高，升降車也不例外。1、 強化了安全性能。如裝設(shè)轉(zhuǎn)向穩(wěn)定系統(tǒng)，改善作業(yè)視野等2、 電子集成化。減小了體積，控制更加方便快捷等3、 專業(yè)化程度加強。多品種滿足更多用戶需求，開發(fā)新結(jié)構(gòu)、新類型工程車輛4、 統(tǒng)一化。配件容易，維修方便5、 綠色環(huán)保。環(huán)保和勞動衛(wèi)生法規(guī)的加強，低排放、噪聲小的工程車輛得到了很快發(fā)展。如電動車輛、使用液化石油氣或天然氣的內(nèi)燃機車輛也受到用戶的歡迎。1.5 升降車的選用選用升降車要考慮到其經(jīng)濟性和實用性，如：維修是否方便，生產(chǎn)率多少和可靠性能要求等多種因素。對于工廠、車間、倉庫使用的升降車，由于工作并不繁忙，使用頻率不大，貨物大小不一，可選用機械傳動、人力傳動、人力機械傳動或有標準門架的內(nèi)燃升降車。這種升降車起重量較大，適應(yīng)性強，價格低，維修方便。對環(huán)境有特殊要求的場合，比如在室內(nèi)或食品車間、冷庫、制藥、微電子及儀器儀表等必須選用無排放、無污染的電動升降車。對于倉庫內(nèi)部重量不大的小件物品搬運也可選用電動升降車。應(yīng)發(fā)展的需求我設(shè)計一款能夠在工作空間狹窄和環(huán)境要求較高的場所并能滿足 500Kg 以下4的貨物存取的多功能升降車。2 本設(shè)計的任務(wù)要求及基本參數(shù)2.1 任務(wù)要求1.電動升降車需滿足額定起升重量為 500kg，滿載起步速度為 200mm/s,升起高度為4100mm.2.所設(shè)計的電動升降車操作簡單靈活、體積小、取貨運輸方便，提升平穩(wěn)。3.在空間狹窄的工作場所滿足重量不超過 500kg 的貨物存取。4．設(shè)計技術(shù)性能先進，在滿足可靠性的前提下具有一定創(chuàng)新性。技術(shù)資料正確。5.撰寫的研究報告具有一定的理論性、實用性和獨創(chuàng)性。6. 所設(shè)計的整機基本參數(shù)符合《機械工程師手冊》和《現(xiàn)代機械設(shè)備設(shè)計手冊》的標準。2.2 基本參數(shù) [1][2]升降車的設(shè)計是以基本參數(shù)為依據(jù)，并且反應(yīng)出工作能力。其基本參數(shù)主要有:1. 額定起重量：升降車運行時允許安全起升或搬運貨物的最大質(zhì)量2. 起重高度：貨叉或載貨平臺垂直升起的最高位置，貨叉或載貨平臺水平段上表面距離地面的垂直距離3. 載荷中心距：簡單來說就是指的是貨叉叉起貨物的重心位置。4. 自由提升高度：即內(nèi)門架在外門架內(nèi)貨叉或載貨平臺可自由提升的高度5. 滿載行駛速度：升降車滿載時在平直干硬的道路上行駛所能夠達到的最高穩(wěn)定速度56. 滿載起升速度：升降操縱桿及動力操縱裝置處于最大位置且額定載荷時起升的速度。7. 最小轉(zhuǎn)彎半徑：當 轉(zhuǎn) 向 盤 轉(zhuǎn) 到 極 限 位 置 ， 升 降 車 以 最 低 穩(wěn) 定 車 速 轉(zhuǎn) 向 行 駛 時 ，外 側(cè) 轉(zhuǎn) 向 輪 的 中 心 平 面 在 支 承 平 面 上 滾 過 的 軌 跡 圓 半 徑 。 8. 滿載爬坡度：在額定載荷下，按規(guī)定的穩(wěn)定速度所能爬越的最大坡度。反應(yīng)了車輛的動力性能和通過性。這個參數(shù)偏小則動力過低，加速性能不好。偏大則造成能源浪費。升降車內(nèi)燃機多為 20 o，電動多為 15o9. 車長：貨叉頂部到車尾部的全部距離。10. 車寬：升降車兩側(cè)面的距離11. 車高：正常狀態(tài)下門架頂部到地面的距離。12. 軸距：前后車輪中心線之間的距離13. 輪距：車輪在車輛支承平面(一般就是地面)上留下的軌跡的中心線之間的距離。14. 最 小 離 地 間 隙 ： 汽 車 在 滿 載 (允 許 最 大 荷 載 質(zhì) 量 )的 情 況 下 ， 其 底 盤 最 突 出部 位 與 水 平 地 面 的 距 離15. 質(zhì)量：升降車的總重量經(jīng)查《機械工程師手冊》 、 《現(xiàn)代機械設(shè)備設(shè)計手冊》和《叉車設(shè)計》 500KG 電動升降車的基本參數(shù)如下：額定起重量/kg 載荷中心距/mm 起重高度/mm 質(zhì)量/kg500 400 3000 1000滿載起升速度/(mm/s)滿載行駛速度/(km/h)最小轉(zhuǎn)彎半徑/mm 滿載爬坡度/%6200 6.8 1000 6°車長/mm 車寬/mm 車高/mm 軸距/mm2000 800 2100 1000輪距/mm 最小離地間隙/mm700 100 3 電動升降車結(jié)構(gòu)簡介升降車的主要組成部分有動力裝置、轉(zhuǎn)向裝置、工作裝置、液壓提升裝置和制動裝置。下圖為升降車的主視圖。7圖 1-1 500kg 電動升降車主視總圖3.1 動力裝置為升降車提供動力的裝置。原動機有內(nèi)燃機和蓄電池-電動機兩種。由于我設(shè)計的是無污染，無排放的車輛固采用蓄電池-電動機作為動力。直流串勵電動機的選用使整車動力隨阻力的變化而變化。蓄電池更耐久，壽命更長。83.2 傳動裝置由原動機提供動力傳遞至驅(qū)動輪，傳動轉(zhuǎn)置大致有：機械傳動裝置由離合器，手動變速箱，驅(qū)動橋組成。液力傳動裝置由變矩器，液力變速箱和驅(qū)動橋組成。液壓傳動裝置由液壓泵、閥和液壓馬達等組成。電傳動裝置由電池組、馬達，電控單元等組成。各中傳動轉(zhuǎn)置各有其優(yōu)缺點，按其用途要求不同選用不同的方式。本電動升降車傳動裝置采用電動機直接傳動差速器的設(shè)計占用體積小，造價成本很低，前進、后退速度大致相同且反應(yīng)速度迅速控制靈活。3.3 轉(zhuǎn)向裝置用來控制升降車的行駛方向，小噸位車型一般采用機械轉(zhuǎn)向，1t 以上一般采用動力轉(zhuǎn)向器或液壓轉(zhuǎn)向器。本升降車一般采用機械轉(zhuǎn)向，將轉(zhuǎn)向輪設(shè)在車體后部實現(xiàn)短距離轉(zhuǎn)向且方便靈活。三級減速轉(zhuǎn)置使工作人員轉(zhuǎn)向更輕松、快捷。且結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，制造成本低，維修方便。3.4 工作裝置提升貨物和取運貨物的機構(gòu)，又稱為門架。由內(nèi)門架、外門架、貨叉架、鏈輪、鏈條、起升油缸和傾斜油缸等組成。由于普通門架構(gòu)造密集，使工作者叉取貨物時難于看到前面的貨物，因此本設(shè)計采用了寬視野門架。應(yīng)用創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)原理，使系統(tǒng)構(gòu)架簡化，減低成本又安全可靠。93.5 液壓系統(tǒng)為叉貨平臺升降及門架傾斜提供動力，由油泵、換向閥和液壓油缸和管路等組成。采用單作用活塞缸，提升時同時供油避免了偏載門架變型的工況。3.6 制動裝置為車提供剎車制動的裝置。 升降車采用常閉鼓式剎車，制動器分布在驅(qū)動輪上。當踩下剎車的時候升降車可以自由移動，在停放或工作的時候自動剎車增加工作的安全性。3.7 牽引裝置拉動其他車輛或物體移動。牽引功能可以為其他車輛行駛動力，如爬坡等。還可以拉動體積較大的物體使其引動到所需的位置。4 驅(qū)動系統(tǒng)4.1 動力裝置作用要求本升降車動力裝置是以蓄電池組和電動機組成，其作用是：1． 為車輛的行駛提供充足的驅(qū)動力2． 為工作裝置提供足夠的動力，如提升液壓缸、傾斜油缸等3． 為本車提供一定的牽引力且動力裝置滿足以下要求：1． 為滿足整車的協(xié)調(diào)性，各系統(tǒng)有獨立驅(qū)動裝置互不干涉，隨時處于準備狀態(tài)2． 在一定范圍內(nèi)轉(zhuǎn)矩能隨運動阻力的變化而變化，減少了能量損耗103． 重量輕，比功率高。減少了升降車自身重量對能量的消耗4． 造價低廉，在 500Kg 升降車領(lǐng)域內(nèi)以低廉的價格優(yōu)勢易于推廣5． 便于維修，且可靠耐用。6． 噪聲低，沒有內(nèi)燃機轟鳴的發(fā)動機聲音給工作人員一個較佳的工作環(huán)境，以提高工作效率。4.2 電動機電動升降車都采用蓄電池組和低壓直流電動機作為原動機。驅(qū)動行駛機構(gòu)和工作裝置液壓泵運轉(zhuǎn)電機采用分別驅(qū)動。驅(qū)動運行機構(gòu)的電動機稱為牽引電動機，一般是直流串勵電動機，其具有的機械特性適應(yīng)升降車運行的要求且比較經(jīng)濟。串勵電動機的機械特性如圖 4-2（a）中的橫坐標為電動機電樞電流，縱坐標分別為電動機的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和效率，圖 4-2（b）中，橫坐標為轉(zhuǎn)矩，縱坐標分別為以電樞電流、轉(zhuǎn)速、功率及效率。兩種表示方法可以根據(jù)不同作用互相轉(zhuǎn)換。圖中可以看出，串勵電動機的轉(zhuǎn)矩增大時，其轉(zhuǎn)速降低；轉(zhuǎn)矩減小時，轉(zhuǎn)速增高，且轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍都較大。11a) b)圖 4-2 串勵電動機的機械特性串勵電動機的特性是可以調(diào)節(jié)的。調(diào)節(jié)的方法可以采用改變電樞電壓或改變磁通。過去一般采用在電樞電路中串聯(lián)不同電阻而同時改變電樞電壓及磁通來調(diào)節(jié)。如下圖 4-2（c）：圖 4-2（c） 用串聯(lián)電阻調(diào)節(jié)串勵電動機的機械特性圖 4-2（c）中 T 為轉(zhuǎn)矩，n 為轉(zhuǎn)速。曲線 1 為未串聯(lián)電阻的電動機自然特性曲線，曲線 2、3、4 為分別串聯(lián)了依次增大的電阻人為特性曲線。電動機起動時或要求低速運轉(zhuǎn)時使用人為特性。這種電動機可以有載起動，起動轉(zhuǎn)矩大。采用電阻調(diào)節(jié)的方法電能12損失較大，現(xiàn)在多采用晶閘管調(diào)速系統(tǒng)，他以高頻脈沖供電方法來控制電動機的端電壓，以調(diào)節(jié)電動機的機械特性。晶閘管調(diào)速系統(tǒng)由于沒有附加電阻，固不會引起能量損失，可以節(jié)約電能 [3]。電動機的勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)如圖 4-2（d） ，電樞電流增大時，磁極的磁通也增加，電動機的轉(zhuǎn)矩會根據(jù)電樞電流、磁通的增大而提高，在磁極磁通未飽和的情況下，電動機轉(zhuǎn)矩幾乎和電樞電流的平方成正比，因此，可在電樞電流較?。ㄅc其他勵磁型式的電動機比較）的情況下獲的較大的轉(zhuǎn)矩。這種特性減小蓄電池的放電電流也充分利用蓄電池容量，提高了蓄電池組的利用率也增加了使用時長。圖 4-2（d）串勵電動機電路市場調(diào)查各種直流串勵電動機能滿足不同噸位電動車，根據(jù)蓄電池組額定電壓為24V可選用1.5kw 的濟南科亞電子科技有限公司的 DC 系列低壓直流大功率馬達中的串勵 DC 24-1.5 電動機。以滿足車輛重載起動，滿載爬坡及平路高速運行等多種工況，而不需借助機械變速來實現(xiàn)。實物如下圖4-3： 13圖4-3 串勵 DC 24-1.5實圖DC 系列低壓直流大功率馬達足以滿足車輛重載起動，滿載爬坡及平路高速運行等多種工況，而不需借助機械變速來實現(xiàn)。適用于蓄電池供電的各種電動車輛，如電動車、叉車、搬運車、堆垛車、電動摩托等作行走用電動機1. 型號說明DC 24 -1.5 低壓大功率直流電機① DC 表示 DC 串勵(勵磁方式)電機,DT 表示 DC 他勵(勵磁方式)電機.②24 表示額定電壓.③ 1.5 表示額定功率.2. 安裝格式一般來說這類電機采用法蘭安裝和底腳安裝。安裝尺寸如下圖 4-4：14圖 4-4 串勵 DC 24-1.5 的外形及安裝尺寸3. 使用條件①海拔不超過 4000 米。② 環(huán)境溫度：-25 度到 40 度。15③ 相對濕度：小于等于 95 度。④ 在海拔不超過 1000 米時，不超過 75K.4. 型號和技術(shù)參數(shù)如下圖 4-5：型號勵磁方式額定電壓/V額定功率/kw額定電流/A額定轉(zhuǎn)速/ 1min??r額定轉(zhuǎn)矩/N?DC 24-1.5 串勵 24 1.5 74 2800 5.3圖 4-5 串勵 DC 24-1.5 的外形及安裝尺寸4.3 蓄電池及蓄電池組的選用市場上出售的蓄電池可以說是千姿百態(tài),人們在選用蓄電池時總希望它體積小、重量輕、耐用、便宜、方便?？墒堑侥壳盀橹?還沒有哪一個蓄電池同時具有上述各種優(yōu)點。每種蓄電池都有它的長處,但同時又有其局限性,即使是同樣電化學反應(yīng)體系的蓄電池,也會因結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝的變革而使其性能截然不同。因而首先了解各種蓄電池的特點,方可結(jié)合電器產(chǎn)品的實際使用要求和條件去合理選用蓄電池。從1859 年第一個鉛蓄電池問世到今天已近150年。在歷史上,不論是軍用領(lǐng)域還是民用領(lǐng)域,它都是功不可沒的。即使到今天,鉛蓄電池在國民經(jīng)濟的許多領(lǐng)域內(nèi)仍然高居霸主地位。在我國幾乎所有的工程車輛都使用鉛蓄電池，其用途不同有：起動用鉛蓄電池、牽引用鉛蓄電池、固定用鉛蓄電池、攜帶用鉛蓄電池等。牽引用鉛蓄電池作為動力電源多應(yīng)用在電動叉車、電動升降車等工程車上。其特點是：1.電池的生產(chǎn)工藝成熟可靠、采購方便。2.價格低廉，這是任何一種蓄電池都無法比擬的。尤其是作為大型動力電源,3.電池的均勻性較好。由于蓄電池大多是成組使用的,各單個電池的均勻性是供電電源可靠性和安全性的根本保證164.無記憶效應(yīng),既可以隨時充電,也可以隨時放電,使維護工作比較簡單,耐濫用性比較好,使用壽命比較長。5.化學方程式：負極材料：Pb 正極材料：PbSO4 電解質(zhì)溶液：H2SO4放電過程 負極：Pb - 2e- + SO42- = PbSO4 正極：PbO2 + 2e- + SO42- + 4H+ = PbSO4 + 2H2O總反應(yīng)：Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O充電過程 陰極：PbSO4 + 2e- = Pb + SO42-陽極：PbSO4 - 2e- + 2H2O = PbO2 + 4H+ + SO42-總反應(yīng)：2PbSO4 + 2H2O = Pb + PbO2 + 2H2SO4國產(chǎn)鉛蓄電池的型號表示如下：檢查蓄電池外客上的標簽，即可知道蓄電池的額定電壓、額定容量等參數(shù)。生產(chǎn)日期一般燙印在電池外殼上，根據(jù) JB2599-85部頒標準，鉛酸蓄電池型號分了段，其安排及含義如下： 串聯(lián)的單體電池數(shù)——電池的類型和特征——額定電量單體電池，電池數(shù)量為一，第一段可略，電池的類型根據(jù)主要用途劃分，代號用漢語拼音的第一個字母，電池特征字母為附加部分，僅在同類型用途的產(chǎn)品中具有某些特征而型號中又必須加以區(qū)別時采用，例如： 6-QA-195176：表示蓄電池的串聯(lián)個數(shù) QA：表示蓄電池的用途和極板類型，特殊結(jié)構(gòu) 195：表示蓄電池的額定容量 壽命： 蓄電池的使用年限或按制造廠家規(guī)定充放電循環(huán)數(shù)稱電池的壽命。蓄電池的容量下降到額定容量的 70-80%時，就認為它的壽命已經(jīng)終結(jié)。平時維護的好，壽命就長些，反之就短些。若干個單體蓄電池串聯(lián)起來就構(gòu)成蓄電池組。蓄電池組擁有兩項技術(shù)參數(shù)：額定電壓和額定容量。為制造電動機和電器規(guī)格的統(tǒng)一，我國標準規(guī)定蓄電池組額定電壓為24V、48V、和72V。電壓高，功率大蓄電池個數(shù)也多，體積和重量均增加，同時增大車輛體積和功率消耗。蓄電池組的額定電壓應(yīng)根據(jù)升降車的額定起重量選擇。重量輕，需要的功率也小，一般采用24V。起重量為1-2t的電動升降車，一般采用48V，重型升降車采用72V或更高。而500kg的電動升降車則選擇蓄電池組額定電壓為24V。本車用一個蓄電池組為電動機和工作油泵電動機供電，則所需總功率：ppmmJCPJCP?//)1(???= 70.85.17508.5??=2.4857≈2.49kw式中 、 —分別表示運行電動機和工作油泵電動機功率，[ ]、[ ]單位均為mPp mPpkw；、 ——分別為運行電動機和工作油泵電動機的有效效率；m?p——油泵電動機工作持續(xù)率（以百分數(shù)計） ，即升降車一個作業(yè)循環(huán)中，油JC泵電動機工作持續(xù)時間與升降車工作循環(huán)時間比值。18根據(jù)功率則蓄電池組容量：UPTQ9.0?= 24.8?= Ah90式中 T——每個工作日內(nèi)車輛的工作時間；U——蓄電池組額定電壓；0.9——蓄電池放電時電壓降低系數(shù) [3]。根據(jù)功率為 2.49kw 容量為 920Ah 市場調(diào)查選用無錫市霞客叉車蓄電池有限公司制造型號為 12PZS960 的蓄電池組無錫市霞客叉車蓄電池 12PZS960 數(shù)據(jù)如下表：最大尺寸/mm長 寬 高 總高參考重量/kg5%?型號額定容量/AhL W H H 無液 帶液極柱數(shù)量12PZS960 960 227 198 430 470 38 .4 52.8 4195 傳動系統(tǒng)5.1 升降車行走傳動系統(tǒng)升降車傳動系統(tǒng)中原動機將產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩傳遞到驅(qū)動輪，使其克服外界阻力推動升降車前進或后退并具有一定的牽引力。升降車工作環(huán)境不同，行駛阻力也不同。在平坦的良好路面（瀝青路面、混凝土路面）行駛時，阻力小，坡度阻力近似零，總行駛阻力只有升降車總重力的 1.5%-2%左右。若升降車爬行較大的坡度（20%左右） ，總阻力就大，可達到 30%-35%左右。由于工作環(huán)境多樣且隨時變化，因此升降車各時間段所受的阻力也不同，并且變化的幅度較大，直流串勵電動機使升降車的牽引力隨外界阻力變化而變化，同時行駛速度也相應(yīng)變化。一般當行駛阻力小時，以高速度行駛；行駛阻力大時，以低速行駛 [3]。其次電控單元使升降車能在較大范圍內(nèi)無極調(diào)速，并適應(yīng)升降車作業(yè)時前進和后退速度對等、行駛機會幾乎相等的情況。電動升降車采用三支點式，即前輪為驅(qū)動輪，后輪為單輪作為轉(zhuǎn)向輪。如下圖 5-1：圖 5-1 三支點式簡圖升降車在拐彎時車輪的軌線是圓弧，如果向左轉(zhuǎn)彎，圓弧的中心點在左側(cè)，在相同的時間里，右側(cè)輪子走的弧線比左側(cè)輪子長，為了平衡這個差異，就要左邊輪子慢一點，右20邊輪子快一點，用不同的轉(zhuǎn)速來彌補距離的差異。差速器的作用就是在向兩邊半軸傳遞動力的同時，允許兩邊半軸以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，滿足兩邊車輪盡可能以純滾動的形式作不等距行駛，減少輪胎與地面的摩擦。差速器原理如下圖 5-2：圖 5-2 差速器原理圖如果前輪軸做成一個整體，就無法做到兩側(cè)輪子的轉(zhuǎn)速差異，也就是做不到自動調(diào)整。對三點支撐的車輛或許有翻車的危險，所以升降車的驅(qū)動橋采用差速器在曲線行駛時能協(xié)調(diào)地將轉(zhuǎn)矩按一定的比例分配給左右驅(qū)動車輪。如下圖 5-3：21圖 5-3 驅(qū)動橋5.2 升降車升降傳動系統(tǒng)升降車工作裝置的升降是靠液壓缸的伸縮帶動叉貨架和內(nèi)門架上下運動。叉貨架運用滑輪提升重物原理，將鏈條兩端分別固定在叉貨架和外門架上并繞過固定在內(nèi)門架的鏈輪上，為增大視野設(shè)計兩個液壓油缸分別固定在內(nèi)門架上。當液壓缸頂起內(nèi)門架沿導程桿上升的同時鏈條也拉動叉貨架上升。當內(nèi)門架到達極限位置時叉貨架也到達極限位置。叉貨架的上升速度是油缸上升速度和內(nèi)門架上升速度的2倍。V貨架 = 2V內(nèi)門架 6 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)6.1 升降車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的作用及要求升降車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是改變或保持車的行駛方向，其性能直接關(guān)系到整車的安全和靈活性，也影響到工作人員的工作效率和疲勞強度。為此對升降車做一下要求：221.性能可靠 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各零部件應(yīng)足夠的強度、剛度和壽命。且各件之間協(xié)調(diào)安全。2.升降車轉(zhuǎn)彎時使轉(zhuǎn)向輪有較大的偏轉(zhuǎn)角，并且所有車輪不能打滑以純滾動方式行駛。3.操縱輕便 升降車工作時轉(zhuǎn)向頻繁，在狹小空間內(nèi)常常常以很小的轉(zhuǎn)彎半徑轉(zhuǎn)向，故要求操縱輕便且反應(yīng)靈活，施加在方向盤上的力不應(yīng)太大，方向盤的回轉(zhuǎn)圈數(shù)也不宜過多。一般在三圈左右。轉(zhuǎn)向空轉(zhuǎn)不超過 15°4.為防止轉(zhuǎn)向輪過度轉(zhuǎn)向造成系統(tǒng)零件承受過大沖擊，應(yīng)設(shè)計制約轉(zhuǎn)置。5 系統(tǒng)調(diào)整、維修方便。6.2 升降車轉(zhuǎn)向方式電動升降車的工作裝置位于升降車前方，并且外門架固定在前橋上，作業(yè)時前橋負荷大，結(jié)構(gòu)布置限制了前輪的偏轉(zhuǎn)角，故采用偏轉(zhuǎn)后輪來控制車的行駛方向。這樣就大大減小了升降車的最小轉(zhuǎn)彎半徑，提高了靈活性。如圖 6-1（a）中對于三支點升降車，不論轉(zhuǎn)向輪為一個車輪或兩個并置的車輪，轉(zhuǎn)向輪都同時繞一根垂直與地面的軸線在偏轉(zhuǎn)，故稱單軸線式轉(zhuǎn)向方式。轉(zhuǎn)向前、后輪軸線延長總是交于一點，才能滿足所有車輪不打滑純滾動的要求。23（a ） （b）圖 6-1 升降車的轉(zhuǎn)向方式圖 6-1（b）可知，對于四支點升降車，兩個轉(zhuǎn)向輪分別繞各自的主銷軸線偏轉(zhuǎn)，稱為雙軸線式轉(zhuǎn)向方式。兩個車輪旋轉(zhuǎn)軸線的延長線交于一點，所以兩個轉(zhuǎn)向輪的偏轉(zhuǎn)角不同，且滿足以下的關(guān)系。LMOCDctg????-式中： α、β——為外側(cè)、內(nèi)側(cè)車輪的偏轉(zhuǎn)角；M 、 L——為輪距矩、軸距。上式表明，偏轉(zhuǎn)角 α、β 間的關(guān)系滿足該式時才能保證各個車輪作純滾動。因為設(shè)計小噸位的升降車，三支點式不僅滿足其轉(zhuǎn)向且造價低廉，所以選取三支點式，后輪轉(zhuǎn)向。6.3 電動升降車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理24對于小噸位的升降車純機械轉(zhuǎn)向原理簡單不僅安全可靠而且易于修理。升降車的轉(zhuǎn)向機構(gòu)簡圖【如圖6-3】 圖 6-3 轉(zhuǎn)向機構(gòu)簡圖轉(zhuǎn)向手輪（1）安裝在十字萬向節(jié)（2）上使轉(zhuǎn)向手輪（1）在可大范圍內(nèi)應(yīng)對外殼安裝孔徑的不同位置安裝固定，減低了安裝難度和外殼的加工精度從而節(jié)約成本。扭矩由通過萬向十字節(jié)傳遞至一級主動轉(zhuǎn)向齒輪（3）并與一級驅(qū)動齒輪（4）采用斜齒嚙合，因為斜齒重合度大，傳動平穩(wěn)，軸向力可靠且噪聲低。一級驅(qū)動齒輪（4）將扭矩再通過雙聯(lián)減速軸（5）傳遞至其下端二級減速齒輪（6） ，雙聯(lián)減速軸（5）的作用是將一級減速器扭矩過度至二級減速器，同時也起到減速器的作用。再由二級減速齒輪（6）通過斜齒傳動轉(zhuǎn)至二級扇形轉(zhuǎn)向鏈輪（8） 。 （3）和（4）采用鏈條連接是因為鏈條的張緊度不同，轉(zhuǎn)向輪（10）與地面的震動反饋到轉(zhuǎn)向手輪的程度也不同，如不同操作者適應(yīng)路感不同，顛簸的路面與平坦的路面振動情況也不相同。所以可通過調(diào)節(jié)鏈條（7）的張緊度來應(yīng)對25不同操作者或不同的路況。最后由車輪回轉(zhuǎn)盤（9）將二級扇形轉(zhuǎn)向鏈輪（8）的轉(zhuǎn)矩作用到轉(zhuǎn)向輪（10）達到轉(zhuǎn)向的目的。扇形驅(qū)動齒輪（8）齒面兩端鼓起當二級減速齒輪（6）轉(zhuǎn)動至其兩端時鼓起部分自動將（6）卡住阻止其方向轉(zhuǎn)動，于此同時轉(zhuǎn)向輪也達到極限從而使駕駛員感知其位置。其具體計算如下：按圖中順序，R 1=10cm ,R3=2cm ,R4=10cm ,R6=4cm ,R8=12cm.力矩比： 1和2 與 4和6 為同軸傳動。力矩與力臂成反比，所以其力矩比：= = ； = = ??1??2 ??2??1 51 ??4??6 ??6??4 523和4為齒輪傳動，6和8為鏈傳動，力矩與力臂成正比。所以其傳動比：= = ； = = ??3??4 ??3??4 15 ??6??8 ??6??8 13則 = ??1??8 1187.5車中1000Kg 平均分配到前后輪 為500Kg ，后輪為膠皮輪摩擦系數(shù)取0.8。后輪所受的阻力為? = μFn =0.8×5000 = 4000 n則M 1 = ≈ 21 n4000187.5所以駕駛員用21牛頓力就可以轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向手輪。設(shè)計轉(zhuǎn)向輪從左至右轉(zhuǎn)向手輪須轉(zhuǎn)兩圈。扇形圓周長為S 8 = Πr 8 = 62.8cm ； S 6 = Πr 6 =12.56cm26轉(zhuǎn)向手輪轉(zhuǎn)兩圈則扇形圓的扇形角θ= 360o× =144o2??3??4整個轉(zhuǎn)向系統(tǒng)運用了三級減速來使 工作者用很小的力就能使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動?？梢赃m應(yīng)不同的路況和不同工作者的需求。成本低廉安全可靠、維修方便。7 工作裝置7.1 門架結(jié)構(gòu)的選用普通門架門架的一個最大缺點就是起升油缸布置在中央，影響司機的視線，叉車前方的視野是否寬敞對司機的舒適性、工作安全性關(guān)系重大。特別是在叉車行駛速度和工作效率逐漸提高的情況下，良好的視野更為重要。把起升油缸布置在門架兩側(cè)后便成為寬視野門架，兩側(cè)油缸的位置有種：1.油缸后置式【如圖 7-1（a ） 】 ，2. 油缸內(nèi)置式 【如圖 7-1（b） 】 ，3.油缸外置式【如圖 7-1（c ） 】 。圖 7-1（ a） 圖 7-1（b） 圖 7-1（c ）1.外門架 ；2.內(nèi)門架 ；3.油缸油缸后置式門架適用 CJ 型門架排列結(jié)構(gòu)。油缸只占內(nèi)外門架相錯開的空間，活塞桿和內(nèi)門架上橫梁的連結(jié)及自由起升機構(gòu)的設(shè)置較方便，視野寬敞。但會使叉貨架的外伸距增加，同時也增加了車長。油缸內(nèi)置式門架具有與普通門架叉車相同的貨叉外伸距，油缸占用內(nèi)門架的部分空間。27油缸外置式門架縱向穩(wěn)定性好，內(nèi)外門架間承受起升滾輪的正壓力。但增加了門架的寬度。油缸后置式門架增加車長且對于小噸位的叉車滿載時整車重心前移會有翻車的危險。油缸內(nèi)置和外置式門架可在內(nèi)門架上安裝懸梁將液壓活塞桿和鏈輪固定。制造容易，安裝方便。外置式門架則增加了車寬，在狹窄的區(qū)域行駛和轉(zhuǎn)向都受到了限制。綜上所述采用油缸內(nèi)置式門架作為本升降車的工作裝置。門架的結(jié)構(gòu)形式除確定油缸的布置外，還得考慮內(nèi)門架立柱的排列形式。早期的的門架結(jié)構(gòu)采用內(nèi)門架套在外門架內(nèi)的重疊式門架，由于其運動為滑動結(jié)構(gòu)阻力很大已被重疊式滾動結(jié)構(gòu)的并列式門架所替代。寬視野門架大部分選用 CJ 型結(jié)構(gòu)，采用 CC 型較少。我國叉車行業(yè)初步擬定門架立柱截面標準排列為 CJ 型（如圖 7-2） 。圖 7-2 油缸內(nèi)置式 CJ 型門架目前我國生產(chǎn)的叉車門架人采用鋼板焊接而成，將來爭取實現(xiàn)軋制型鋼門架。而大型叉車門架立柱如欲軋制成型其難度很大。CJ 型門架立柱的外門架采用兩個角鋼焊接而成。內(nèi)門架用角鋼和 T 型鋼拼接焊成。由于其焊縫在腹板中間，焊后平整安裝方便。其角鋼及 T 型鋼分別軋制容易實現(xiàn)。導行滾輪組是門架升降不可缺少的組件，分縱向滾輪【如圖 7-3（a） 】及側(cè)向滾輪【如圖 7-3（b） 】 。縱向滾輪在垂直于門架的平面內(nèi)，而側(cè)向滾輪在門架自身的平面內(nèi)起傳力和導程的作用。其構(gòu)造【如圖 7-3】 。縱向滾輪受力相對較大，直徑也大采用滾動軸承，側(cè)向滾輪受力小，固直徑也小，用滑動軸承或滾針?，F(xiàn)常見用外圈加厚的特殊滾動28軸承作為縱向滾輪。復合滾輪【如圖 7-3（c） 】其側(cè)向滾輪安裝在縱向滾輪的中心處，從而使?jié)L輪組中縱向與側(cè)向滾輪的間距重合，能減小構(gòu)造尺寸及簡化安裝 [5]。a)縱向滾輪 b)側(cè)向滾輪 c)復合滾輪圖 7-3 滾輪構(gòu)造滾輪組布置在內(nèi)架立柱上有四種組合方案【如圖 7-4（a） 】 。受力情況來看，①比較合理。對提升受力更合理的是將組中上邊的滾輪改為布置在外架立柱頂端【圖-7-4（b） 】 ，但安裝順序有一定要求。因滾輪的間距越大，其上部受力就越小，所以【圖 7-4(c)】的三滾輪方案同樣也可改善受力情況。在正常的升降情況下，由同側(cè)的上、下兩滾輪受力，在上滾輪高出外架立柱頂端后又由中，下兩滾輪受力，為此三個滾輪的中心不在同一直線上，中滾輪的位置稍偏后。缺點是在上、中部兩滾輪作用交替時出現(xiàn)輕微的沖擊。29圖 7-4 （a ）全在內(nèi)架上 (b)在內(nèi)架及外架上 (c)三滾輪式1—外架 2—內(nèi)架 3—縱向滾輪 4—側(cè)向滾輪起升鏈可采用板鏈或套筒滾子鏈，前者配用無齒的鏈滑輪，后者配用有齒的鏈滑輪。電動車噸位小，因此選用板鏈，配用無齒的鏈滑輪足夠。為了方便叉貨還需安裝傾斜油缸可以門架系統(tǒng)傾斜在±6°范圍內(nèi)傾斜。總體示意【如圖 7-5】30圖 7-5 門架示意圖7.2 門架的構(gòu)造原理升降車門架的基本框架由外架和內(nèi)架組成。內(nèi)外門架均是由兩根立柱和一個或兩個端