前移式手动液压装卸叉车设计讲解Word文档格式.docx
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前移式手动液压装卸叉车设计讲解Word文档格式.docx
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大吨位叉车的产量,运用工程机械底盘技术,开发堆高机、正面吊等产品;
增加蓄电池叉车、交流蓄电池叉车的品种与产量;
增加防爆等特殊用途叉车的品种与产量;
提高叉车的外观设计水平,提高叉车的可靠性,改善驾驶员的舒适性与作业条件;
发挥信息技术的优势,利用CADft术提高特型叉车的实际速度与水平,
使叉车生产向多品种、小批量、用户定制化的方向发展。
当今时代,国内外在轻小型搬运和装卸的工业车辆,和以蓄电池为动力的各种类型的搬运,装卸,堆垛,牵引的工业车辆有CBY系列手动托盘搬运车、办电动
和全电动插腿式叉车、轻型前移式叉车、电动堆高机、拣选车及电动牵引车等。
随着物流仓库储蓄业得飞快发展,工业车辆产品要进入车间、库房、超市等,这不仅要求车辆机构轻巧,同时提出无污染、低噪音,还有通道的宽窄、门限、屋顶货架的高度、进入电梯、地面楼板的承载能力、耐低温、防爆灯技术,这些要求只有轻小型搬运车辆较容易做到。
近几年来在物流技术的推动下,企业的技术改造投入加大,老库房的改造和新库房的建立大量增加,各城市超市数量的增加,
都为轻小型搬运车辆产量增大和品种增多提供了很好的条件,所以说轻小型搬运
车辆是物流技术重要装备之一。
轻小型搬运车辆行业应尽快抓住“物流热”的机遇,努力提高产品技术含量,增加品种规格,为各行业的物流服务提供商务服务。
1.2.2叉车新产品设计的技术趋势
1.门架系统高起升,4.5m、6m或更高,满足棉花仓库、集装箱搬运等用途;
低起升,如2m铁路或进集装箱用;
特殊结构,如三级门架、全自由提升门架、特殊属具、综合滚轮等。
2.转向系统中小吨位叉车采用动力转向;
改善轴距后重新设计曲柄滑块横置液压缸转向桥;
增大最大转角,减小转弯半径。
3.制动系统手动制动和脚制动。
4.传动系统采用静力传动,采用轮边减速、二级主传动;
传动部件专业化生产;
机械传动同步器换挡;
采用宽基轮胎或高弹性实心轮胎。
5.整机技术参数不求高、求合理。
如行驶速度、轴距、最大起升高度等。
6.可靠性重点在发动机、传动系统、液压系统、操作系统方面。
7.舒适性驾驶员作业,发动机的隔热、降噪,符合人机工程学的仪表盘、操作杆等。
8.外观设计整机的流线型设计、形状搭配等。
1.3前移式手动液压叉车的优势及前景
前移式手动液压叉车具有能量转换效率高、噪声小、无废气排放、控制方便等优点,在车间、仓库等场所以及食品、制药、微电子及仪器仪表等对环境条件要求较高的行业得到了广泛应用,成为室内物料搬运的首选工具。
国外市场特别是欧美发达国家,由于受环保法规影响,电动手动液压叉车的产量已占手动液压叉车总产量的40%以上,日本电动手动液压叉车产量也已超过了手动液压叉车总量的1/3。
在中国,手动液压叉车所占比例为20%左右,已突破原来只能用于小吨位作业的局限,逐步由室内走向室外,市场需求逐年上升
我果手动液压叉车销量海外市场贡献率高速增长,进军国际市场前景光明。
于我国手动液压叉车口量占海外市场比重仍较低、性价比优势突出以及出口退税导致国内企业出口冲动等理由,预计未来中国手动液压叉车出口仍将保持较快增速,2010年前复合增长率不低于30%而未来3年,国内叉车销量年增速有望保持在20%以上,对海外市场的依赖度将加大。
出口已成销量增长的主要推进力。
1.4前移式手动液压叉车的优点
1、前移式手动液压堆高车是物料搬运不可缺少的辅助工具,托盘搬运最轻便,最
主要的是任何人均可操作。
2舵柄的造型适宜,带有塑料手柄夹,使用起来特别舒服。
操作者的手由坚固的保护器保护。
用手可方便地操纵起升、下降和行走控制杆,托盘车使用起来轻便、安全、舒服。
3、抗扭钢结构,货叉由高抗拉伸槽钢做成。
叉尖做成圆形,插入托盘时,使托盘免受损坏,导轮使得货叉顺利插进托盘。
4、坚固的起升系统,能满足大多数的起升要求,并按标准要求镀锌。
泵油缸装在重载保护座上,缸筒是镀铬的。
低位控制阀和溢流阀确保操作安全并延长使用寿命。
5、车轮运转灵活,并装有密封轴承,前后轮均由耐磨尼龙做成,滚动阻力很小,并有橡胶,聚氨酯或专用轮胎供选。
6、液压系统和轴承完全无须维护,但在极端情况下,如在潮湿的环境下或用高压软管进行冲洗,所有轴承均备有加油孔以供加油。
1.5前移式手动液压叉车设计参数
前移式手动液压叉车性能:
在标准起升高度1600mm和额定起重量为500kgo本论文所设计的前移式手动液压叉车系统主要技术参数(如表1.1所示)。
表1.1设计参数
额定载重量
500kg
最高起升高度
1600mm
货叉最低高度
80mm
载荷中心距
450mm
货叉长度
900mm
外形尺寸
长
1560mm
宽
700mm
高
1960mm
前轮直径
100mm
后轮直径
200mm
净重
140~180kg
1.6本章小结
绪论部分通过对前移式手动液压叉车的简单介绍,了解了国内外叉车行业的历史与现状,以及未来叉车设计的发展趋势。
前移式手动液压叉车的设计满足了小仓库和对载荷重量不大的工作场合的使用。
第2章总体设计方案
2.1前移式手动液压叉车主要结构
前移式手动液压叉车主要由机架部分、底座部分、叉架部分、叉脚部分、起升装置、前移装置等组成。
图2.1机架结构图
图2.2叉架结构图
图2.3叉脚结构图
图2.4底座结构图
图2.5万向轮结构图
图2.6前移装置结构图
图2.7起升装置结构图
图2.8前轮结构图
2.2前移式手动液压叉车的特点
前移式叉车的门架或者货叉架可以前后移动,其中门架前移式叉车是指作业时门架带动货叉前移,伸出到前轮之外叉取或放下货物,行走时货叉带货物收回,使货物重心在支撑面内;
而货叉前移式叉车是指货架带动货叉前移至前轮之外进行作业,行走时叉架带动货叉缩回到支撑平面内。
前移式叉车有两条前伸的支腿,支腿较高,支腿前端有两个轮子,支腿的作用是确保叉车在负载时的稳定性。
与插腿式叉车比较,前轮较大,支腿较高,作业时支腿不能插入货物的底部,而门架可以带着整个起升机构沿着支腿内侧的轨道移动,这样货叉叉取货物后稍微起升一个高度即可缩回,保证叉车运行时的稳定性.前移式叉车与插腿式叉车一样,都是货物的重心落到车辆的支撑平面内,因此稳定性很好。
适合于车间、仓库内作业。
分析前移式手动液压叉车的组成部分,结合设计任务,设计出来的前移式手动液
压叉车拥有以下特点:
1.由于所设计的前移式手动液压叉车是液压起重,对于工作环境的要求较低,所以可适应各种不同的工作环境。
2.对比与前移式手动液压叉车的手动起升,本文所设计的前移式手动液压叉车是由液压回路路控制的,其操纵简便,可大大降低劳动强度,提高劳动效率。
3.本次设计的前移式手动液压叉车,其车架主体部分的材料选用Q235A且在前移式手动液压叉车架的各关键受力点都辅以加强筋,使其受力均匀,使叉车能承受在叉物时所承受的重力,提高叉车的安全性能。
4.前移装置借鉴剪叉平台设计,通过液压缸控制前进后退,移动性好,安全可靠。
5.对比与前移式手动液压叉车,本文所设计的液压叉吊车其载重能力更强,可以满足更多的工作要求。
6.此次设计的前移式手动液压叉车,由于其是使用液压,所以在工作时噪声小,且无污染。
2.3设计难点分析
为了使设计出来的前移式手动液压叉车能实现预定的功能,分析设计任务,前移
式手动液压叉车在设计的过程中有以下的难点需要解决:
1.前移装置的设计,如何前移,前移并且还得承受载荷重量。
2.为了使前移式手动液压叉车能实现预定的载重量,对于液压系统要如何设计。
3.完成液压系统的设计后,如何传递动力,选择何种传动装置。
4.本次所设计的是前移式前移式手动液压叉车,除了让叉车完成装卸的功能外,如何让叉车完成吊物的功能。
5.如何完成液压叉车的起升功能。
6.完成前移式手动液压叉车各部份的设计后,如何设计前移式手动液压叉车的主体车架,及货叉架、加强筋等辅助部分的设计。
2.4本章小结
通过图形对所设计的叉车各个结构部件有了大致的了解,包括了门架、前移装置、起升装置等。
介绍了前移式手动液压叉车的结构特点,分析了本设计的重点难点。
第3章传动装置设计
3.1传动装置的选择装置
传动装置有带传动装置、链传动装置、齿轮传动装置等。
3.1.1带传动一般有以下特点:
(1)带有良好的饶性,能吸收震动,缓和冲击,传动平稳噪音小。
(2)当带传动过载时,带在带轮上打滑,防止其他机件损坏,起到过载保护作用。
(3)结构简单,制造,安装和维护方便;
(4)带与带轮之间存在一定的弹性滑动,故不能保证恒定的传动比,传动精度和传动效率较低。
(5)由于带工作时需要张紧,带对带轮轴有很大的压轴力。
(6)带传动装置外廓尺寸大,结构不够紧凑。
(7)带的寿命较短,需经常更换。
由于带传动存在上述特点,故通常用与中心距较大的两轴之间的传动传递功率一般不超过50KW
3.1.2链传动一般有以下几个特点:
(1)由于链传动属于带有中间挠性件的啮合传动,所以可获得准确的平均传动比;
(2)与带传动相比,链传动预紧力小,所以链传动轴压力小,而传递的功率较大,效率较高,链传动还可以在高温、低速、油污等情况下工作;
(3)与齿轮传动相比,两轴中心距较大,制造与安装精度要求较低,成本低廉。
(4)链传动运转时不能保持恒定的瞬时传动比和瞬时链速,所以传动平稳性较差,工作时有噪音且链速不宜过高。
链传动主要用在要求工作可靠,且两轴相距较远,以及其他不宜采用齿轮传动的场合。
3.1.3齿轮传动的特点:
(1)效率高在常用的机械传动中,以齿轮传动效率为最高,闭式传动效率为96%~99%这对大功率传动有很大的经济意义。
(2)结构紧凑比带、链传动所需的空间尺寸小。
(3)工作可靠、寿命长设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮传动,工作十分可靠,寿命可长达一二十年,这也是其它机械传动所不能比拟的。
这对车辆及在矿井内工作的机器尤为重要。
(4)传动比稳定传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。
齿轮传动获得广泛应用,正是由于其具有这一特点。
但是齿轮传动的制造及安装精度要求高,价格较贵,且不宜用于传动距离过大的场合。
对比以上几种传动装置,结合本文设计的需要,所以选择链传动作为液压叉车的传动装置。
链传动装置主要由链轮轴、轴承、链轮链条等部分组成。
链传动装置:
(如图3-1
所示)
图3.1链传动
3.2链传动的设计
3.2.1链轮的确定
在实际工作过程中,此处链轮只作单个使用,起到一个传递运动力的作用,所以对于链轮轮齿强度、刚度要求较高。
考虑到跟轴承的配合关系确定为基轴配合,由于要承受较大的压力,所公差确定为U7/h6。
相对普通链轮而言,轴承链轮不需要设计齿,
中间设计为光滑凸轮就可以了,它只需要顶着滚子链中间的滚子转动即可,但是链轮要求要有足够的强度和耐磨性,故链轮齿面一般都经过热处理,使之达到一定硬度,常用加工方法为:
淬火处理,表面发黑处理。
3.2.2链型号的确定
叉车承载500kg,链条工作载荷F=4900N,根据这一特点结合滚子链的基本参数和尺寸选用链号08B的滚子链传动,其极限拉伸载荷Fq=17.8KN,足以满足要求,因为有货叉架两边的轮子做保护,只要选用单链传动即可。
3.2.3链节数的确定
由于此处链轮只作单个使用,所以不存在中心距a。
链节数由叉车起升装置的
起升高度来确定。
根据选定链号,查表得所选链的节距p=12.7mm,起升装置的起升
高度h=1600mm,确定链节数Lp=126节。
3.2.4强度校核
在链轮正常工作情况下,链速v<
0.1m/s,所传递的功率p为其承载力与其
速度的乘积,即p=Fv,承载力F=4900N,则p=Fv=49000.1=0.49kw
链速v<
0.1m/s,即为低速链传动,链传动的主要失效形式为链条的过载拉断,因此应进行静强度计算。
(本章计算公式参照简明机械零件设计手册第二版1997)静强度安全系数S
Fqm
(3.1)
KaF
FQ――单排链的极限拉伸载荷m――链条排数
KA――工作情况系数
F――链的工作拉力
所选链的极限拉伸载荷FQ=17.8KN;
采用单链传动,即m=1;
根据其工作情况,
1000p
满足强度要求。
3.2.5验算链速
在预先设计的范围内
3.2.6确定润滑方式
润滑方式采用人工定期润滑方式。
3.2.7计算对链轮轴的压力F'
F=1.25F=1.254900N2=12250N
328链轮的结构
链轮的直径较小,因此采用实心式,其材料为中碳优质钢C45(如图3.2所示)
讨■&
.
ya
25
图3.2链轮结构图
(1)链轮轮齿结构:
齿宽bf^0.91bi
内链节宽d=7.75mm则bfi=0.91bi=0.91汉7.75=7.05mm
圆角半径rx:
0.04p=0.0412.^0.508mm
(2)链轮齿总宽:
由于链轮内套轴承转动,所以总宽必须大于轴承宽度15mm为了防止轴承跟链轮
的轴向运动,特意在链轮左侧设计一凹槽来加入孔用弹性挡圈,以此来保证他们的稳定转动。
3.3链轮轴的选择
3.3.1选择轴的材料,确定许用应力
该轴传递的功率,对材料无特殊要求,故选用45钢,并经调质处理。
由表查得强度
极限匚B=650MPa,再由表得许用应力L1b]=200MPa
(本章计算公式参照简明机械零件设计手册第二版1997)按扭转强度估算轴径
P=1X1.3=1.3KW根据表得C=107~118,又由式得
=18.5~20.4mm
250
3.P107~118
又由d-C;
n=
由设计手册取标准直径d1=25mm
1.按弯曲合成强度校核轴径画出轴的受力图(如图3.4所示)
图3.4受力分析图
在Fi和Fo之间载一段距离为x(如图3.5所示)
图3.5受力分析图
1
、F=0F1F0-10100N
IM的扭转方向为逆时针为负
'
M1F「x=0-F1-10100x
•.•在F1和Fo之间截任一段距离。
二x的取值为0上x亠96.5
又•是阶梯轴,轴的粗细不一
.•.当xNO时,也可能存在危险截面
M^-1010010=-101000Nmm
•当x=96.5时M1=—10100^96.5=974650Nmm
在F1和F4之间截一段距离为丫(如图3.6所示)
Fx=0、F4=10100N
M2=0M210100Y-20200丫-96.5=0
M210100Y-20200Y1949300二0
•••在F1和F4之间任取一段。
•y的取值为96.5乞丫乞23
M2--10100丫-1949300N
•••当丫取最大时Y=193N
M2=-10100193-1949300=3898600
2.作转矩图(如图3.7所示)
A974
G5
CN
-mm
11..
—©
〔〕oo
图3.7转距图
3.求当量弯矩
因为此轴为静应力状态下的轴,转矩不变,修正系数a为0.3。
JM:
+(aT?
)=(974650"
+(0.3如=974850Nmm
Me:
二M:
]亠iaT3898600Nmm
4.确定危险截面及校核强度
查表得11^=200Mpa,满足二。
J1bI的条件,故此处所设计的轴的强度足够,并有一定宽余量。
3.4轴承的选择
3.4.1计算轴承的的载荷
根据以上所求的结果,要选择轴承,要先求出当量载荷,因该向心轴承受Fr作用
Fa
求出当量动载荷P。
计算时用到的径向系数x,轴向系数丫。
要根据cor值查取,而cor
空=0.17
是额定静载荷,在轴承型号为选定前不知道,故用试算法。
查表暂取Cor;
e=0.34;
X=1,Y=0,P=xFr+YFa=1x9600+0=9600
即轴承在Fr=9600N作用下的使用寿命,相当于在纯径向载荷9600N作用下的使用寿命。
(本章计算公式参照简明机械零件设计手册第二版1997)
(1)计算所需的径向基本额定静载荷
计算所需的径向基本额定静载荷
Lh=8000h
(2)选择型号
查表选60206型轴承其C。
’=99039.1742N:
:
C=100100N
3.4.2选择润滑方式
机件在运转时,如果一些摩擦部位得不到适当的润滑,就会产生干摩擦。
实践证明,干摩擦在短时间内产生的热量足以使金属熔化,造成机件的损坏甚至卡死(许多漏
水或漏油的汽车出现拉缸、抱轴等故障,主要原因就在于此)。
因此必须对机件中的摩擦部位给予良好的润滑。
当润滑油流到摩擦部位后,就会粘附在摩擦表面上形成一层油膜,减少摩擦机件之间的阻力,而油膜的强度和韧性是发挥其润滑作用的关键。
总的来说它的作用有:
润滑、冷却、洗涤、密封、防锈、消除冲击载荷的作用。
脂润滑的优点主要包括:
良好的耐水性、防锈性、胶体稳定性和高低温性。
使用寿命长,是钙基润滑脂和普通润滑脂使用周期的2-3倍。
降低能耗,可在-30C低温环境下使用。
通用性好,可适用于夏季又可适用于冬季,不仅简化了采购品种,降低了能耗,提高效益,方便管理。
供脂方式:
加脂周期长、润滑脂稠度硬的用加油枪打;
加脂周期短、润滑脂稠度稀的,且润滑点周边环境恶劣的用电动或气动供脂泵注入。
根据前移式手动液压叉车链传动的实际情况,液压叉车的润滑方式选择手工油润滑,可根据实际情况进行定期的润滑保养,以增长液压叉车的使用寿命。
3.5本章小结
机械传动装置主要有此轮传动、带传动和链传动,通过对它们特点及动作方式的分析,最终选择链传动,由液压千斤顶的起升通过链条绕链轮的转动来带动货叉架的上升,达到货叉上升的目的。
链传动包括了链条、链轮、轴承及轴的设计,用轴端定位挡板把轴固定在轴支架上,利用轴肩和孔用弹性挡圈保证轴承不轴向运动,最后通过链轮跟轴承的紧配合来实现链轮的转动。
3.4机架的设计
第4章叉车外型结构设计
图4.1机架装置
1•扶手2•立柱3•后轮架4•底板5•前插腿
6•连接板7•支撑轴8•加强筋9.圭寸板
10.角钢11.接夜盒12.安全挡板13・横档14小板
4.1.1机架的主要组件的材料及尺寸的选择
(1)门架截面图(如图4.2所示)
图4.3底座前插腿组件
1.前轮座2.前插脚矩形管
⑶机架横档组件:
Q235A,620X50X7(如图4.4所示)
(4)机架后轮架组件:
Q235A矩形管,230X115X100(如图4.5所示)
图4.4机架横档组件
1.轮座2.轮架
⑸机架立柱组件:
C型钢槽,100X36X1860(如图4.6所示)
图4.6机架立柱组件
4.2后轮的设计
为了保证前移式手动液压叉车在运输及起重物的过程中的稳定性,应具有四个支
持点,叉车重心的投影点不论在工作位置或运输位置,都不应超出四点所形成的四边形要使转弯时叉车的转动方便、灵活,在转弯时必须要求各个轮子有一个共同瞬时的回转中心,所设计的两后轮轴应在同一轴线上,所以选用插头式脚轮。
后轮选择的是万向轮,有标准的尺寸,由于额定起重量为500kg,所以选择万向
轮的尺寸为(表4.1):
表4.1
轮径
轮宽
载重
单轮材料
轴承
安装咼度
孔径
50mm
240kg
铁心防滑胶轮
滚珠
230mm
12mm
4.3前轮轮架
前轮轮架为精铸造件,其规格与尺寸大小以轮子尺寸而定,其轴承孔与轴承作过
盈配合,前轮组内包含:
轴用弹性挡圈、防尘盖、轴承、前轮、前轮轴。
其中前轮直
图4.7前轮轮架结构
4.4剪式支撑板
为了实现货叉前移功能,专门设计了一种既能承受低载荷,又能实现前移的剪叉式支撑板,如图4.8。
图4.8剪叉式支撑板
4.5万能夹具设计
夹具的设计主要是保证前移支撑板的前进和固定,从而保证前移货叉的稳定性,它的左边部分套在货叉架上的丝杠上,右边部分与前移支撑杆松连接,通过摇动丝杠使前移支撑杆前
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