手動液壓叉車設計說明書

1、淮陰工學院1-1 -手動液壓叉車課程設計設計報告程: 級: 院:課班學 指導老師:設日計:期:專業(yè)綜合實踐機自3093機械工程學院吳彥農王曉波 王彬 谷泓毅20121230淮陰工學院叉車設計摘要叉車是物流系統中最常用的裝卸、搬運設備。本文介紹了世界范圍內叉車的市場，叉車發(fā)展趨勢以及叉車 的結構特點，了解液壓起重機械設計的主要參數：根據液壓起重機械的特點，設計液壓手動叉車參數有：起重 量、跨距、幅度起重高度、各機構的工作速度及起重機各機構的工作類型。叉車的主要參數首先由使用單位根 據生產需要提出，具體數字應按國家標準或工廠標準來確定，同時也要考慮到制造廠的現實生產條件。因此,，產品專業(yè)化、系列多

2、樣化，大量研究了叉車造型設計的要素及設計在確定參數時應當進行調查研究，充分協商和慎重確定?，F代叉車技術發(fā)展的主要趨勢是充分考慮舒適性、安全可靠性和可維護性 應用新技術，完善操控系統，重視節(jié)能和環(huán)保，全面提升產品的性能和品質。通過對國際國內叉車造型設計的現狀分析運用工業(yè)設計的理論和方法, 原則：造型要求簡潔明快、線條流暢，以體現車身的力度感與堅實穩(wěn)重的感；色彩.力求單純，給人以輕松、愉悅的感覺，主色調以明度較高的黃色、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。研究結果對叉車設計具有重要的實際指導意義。關鍵詞：叉車；載重；提升機構第1章緒1.1課題發(fā)展現狀和前景展望叉車是應用

3、十分廣泛的流動式裝卸搬運機械，是物料搬運機械（國外稱為工業(yè)車輛或地面運輸車輛）的一種,是實現物流機械化作業(yè)，減輕工人搬運勞動強度，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 動裝卸車。它是由在無軌底盤上加裝專用裝卸工作裝置構成的。叉車具有通用性強、機動靈活、活動范圍大等 特點，所以它廣泛用于車站、港口碼頭、機場、倉庫以及工礦企業(yè)等部門，用來實現機械化裝卸、堆垛和短距 離運輸，是物流系統不可缺少的機械設備。而叉車中進行裝卸作業(yè)的直接工作的裝置是叉車起重系統，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。在我國國民經濟的發(fā)展中，各行各業(yè)對叉 車的需求量逐年增加。據國

4、家權威機構研究預測，在今后幾年我國叉車年需求量將超過15萬臺。叉車產業(yè)市場潛力巨大，發(fā)展前景廣闊。1.2課題主要內容和要求實驗室提供液壓千斤頂，螺旋千斤頂實物樣品，要求參照其工作原理設計用于較重貨物的裝卸、移動的省 力工具，通過3維CAD軟件進行設計，產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、步驟和措施拆卸零件0繪制零件圖p-2完成裝配圖n完成設計說 明書1淮陰工學院1-20 -第二章參考圖例及設計參數2.1參考圖形2.2設計參考數據滴走起嵐量te100020003000最大起升高度U1000貨叉低啟高度KM05

5、SlOO貨叉調節(jié)蠱度KK24O'G2D220"30240*650260 "(S20貨叉長瞧H800im800IW載荷中心距U400sue400500起升速度AM2013下降速度可控 CaZL COZL±Xol轉電半徑S1400SI 500外形尺寸AXBXF全長AKM116014001560全款B61,5750780全SFU2000自重ke130170210布輪前輪直徑KM4>go2.3完成圖例fl第三章液壓系統設計3.1液壓回路原理設計為使液壓缸結構緊湊，采用簡單的液壓回路。用下圖作為原理圖:圖2.4基于千斤頂的原理圖氐活塞復位1.6.液壓缸2.3.

6、單向閥4.油缸5.截止閥 最后得出手動液壓叉車液壓回路原理如下3.2各液壓元件的設計計算與校核為使液壓系統結構更緊湊、簡潔，使液壓系統集中在一個模塊內，把各液壓元件做成一體。 缸裝配在同一圓心軸線內，把各油路與各閥等設計在液壓缸的底座內。3.2.1液壓缸的設計及計算1. 液壓缸材料的確定為使液壓缸結構更緊湊、簡潔，液壓缸材料采用高質量，具有高抗拉強度極限的材料 管,材料為：45號鋼制造，調質處理.查機械設計課程設計表 12-1，硬度為：162-217HBS，抗拉強度為：2. 大液壓缸內腔直徑的計算與確定由上得知，液壓系統的最大負荷為：得C b =600MP 屈服極限為：b s =355MPF=

7、45600N為使液壓缸結構較小，取液壓系統的設計壓力盡量的高。初取液壓系統的設計壓力為：把油箱與液壓,采用高質量的無縫鋼Pmax=17 MPa(2.12)(2.13)_ ” 45600 飛 3.14x17=40.76mm取液壓缸內腔的直徑為：D=42mm所以，液壓系統的設計壓力為：D4FPmax =F/A= 2兀D_ 4x456003.14X502=19 MPa3.液壓缸外直徑的計算與確定為使液壓缸結構較小，先把液壓缸按薄壁計算。因為，PyD又因為，§ >2b (2.14)D/6 >10時，為薄壁(2.15)4F因為，Pmax =F/A= 一jiD2（A為液壓缸內腔的有效

8、面積，D為液壓缸內腔的直徑）所以，D= i竺V 兀Pmax（其中 Pmax > 16MPa 時，1.25Pmax= Py Pma16MPa 時，1.5Pmax = Py）所以 Py =1.5 Pmax =28.5 M 巳取按全系數為：n=5,所以 b=c b/n=120 M Pa(2.16)PyD所以，6 >2k 28.5 咒 502120=6.0mm所以，D/6 =50/6=8.3<10 為厚壁。所以，要按厚壁計算，為使設計更準確一些，按第四強度理論計算得:(2.17)pw2+D2 + p2Dw2-D2 y（其中，Dw為液壓缸外直徑）取，安全系數為：n=5,所以b kcrb

9、/n=120 M Pa所以,Dw 嚴 + pM 一3p2(2.18)2 2天1202 -3咒1922 2120 -19C（1202 +19石= 50*=59.3mm取，液壓缸外直徑為：D w =62mm3.2.2油箱的設計伸縮臂套的材料：選工程用鑄造鋼ZG310-570。查機械設計課程設計表 12-1，得硬度為： 153HBS抗拉強度為：為使液壓系統結構更緊湊，把油筒與液壓缸裝配在同一圓心軸線內。 要求：油筒油面的最高高度不超過，油筒高度的80%因為油路和閥中對油量的損耗，所以，估算，液壓缸到達最高極限位置所需的油量為總油量的 又因為，推程：S=520mm液壓缸內腔的直徑：D=42mm 所以，

10、液壓缸到達最高極限位置所需的油量為：1 2 扁=兀D S43= 1197125mmX.2升所以，所需的最少油量為：L需=L缸 /90%=1.2/90%=1.33 升所以，油箱的最小容積為：L筒=L需 =L缸 /80%=1.33/80%=1.66 升因為，油箱與液壓缸裝配在同一圓心軸線內，1 2 2所以，一nS（D 筒一Dw ）L 筒4液壓缸外直徑為： D w =62mm所以，油箱內腔的直徑為：D筒彳學+ Dw2Gb =570MR(2.19)(2.20)90%(2.21)I4X1.66X106 亠一2=J+64V 3.14x610=83mm取油箱的上直徑內為 873.2.3油路的設計為使液壓系統

11、結構更緊湊、簡潔，使液壓系統集中在一個模塊內，把各液壓元件做成一體。把各油管路做 在液壓缸的底座內。油管路的管徑不宜選得過大，以免使液壓裝置的結構龐大：但也不能選過小，以免使系統壓力損失過大， 影響工作。取，油道內徑為：d=5mm3.2.4截止閥的設計為使液壓系統結構更緊湊、簡潔，使液壓系統集中在一個模塊內，把各液壓元件做成一體。把各閥等設計 在液壓缸的底座內。因為，液壓系統設計的最高壓力為 ：Pmax=19MPa取，截止閥的開啟系數為：n=1.1(2.22)所以，截止閥的開啟壓力為：P=n Pmax=1.1 X195 MPa所以，截止閥的開啟力為：1 2(2.23)F=叱|2P41 2=3.

12、14咒52 X214=412N截止閥彈簧的設計：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:Fmax=1-5F=1.5 X412=618N1000次以下的彈簧）設1.根據工作條件選材料并確定其許用應力因為彈簧在一般在靜載荷條件下工作，可以按第三類彈簧（愛變載荷作用的次數計，現選用碳素彈簧鋼絲 D級，并根據實際結構，估取彈簧鋼絲的直徑為3.0mm,查機械設計表16-3，暫選b B =1710 MPa，根據機械設計表 16-2，可知t =0.5b B =0.5X1710=855MPa第四章叉車主要結構設計4.1貨叉基本參數和尺寸的確定貨叉的主要尺寸有貨叉

13、水平段長度l ；貨叉垂直段高度寬度等）（圖4-1 ）。h ；貨叉斷面尺寸aX b （a為貨叉厚度，b為貨叉1p/'apbA-A剖面c*A圖4-1貨叉的結構和尺貨叉尺寸主要取決于起重量 Q、載荷中心距C，根據選題，已知起重量 Q=1.8噸，按ISO/DIS1214-79標準規(guī)定,載荷中心距離為 c=500mm,再由ISO/DIS2326-81和ISO2382-77標準，查出貨叉的基本參數和尺寸為貨叉長度：I=1000 mm ；貨叉垂直高度:h = 520mm ；2貨叉斷面尺寸:a xb =40 x120mm ；貨叉兩鉸支點中心距：d = 409mm ；貨叉外伸距：e = 76mm ；據機

14、械設計手冊選擇材料為 40Cr鋼，熱處理工藝選用調質處理 40Cr鋼屈服強度b >539MPa。s4.2貨叉的計算簡圖貨叉和叉架的聯接形式不同，其制支承類型有所不同，按照ISO2328-77標準規(guī)定，1.8噸叉車貨叉和叉架的聯接形式為掛鉤型。掛鉤型聯接，上支承可簡化為活動鉸支座。按照這種簡化，貨叉可看作一次超靜定剛架（圖3-2）。與此同時慮到掛鉤型貨叉上部的掛鉤處有安裝間隙，并非絕對不能轉動，照此分析，貨叉又可簡化為支承在兩個鉸接支座上的靜定剛架(圖4-3 )。圖4-2超靜定剛架計算簡圖ZlC圖4-3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

15、直段，其應力狀態(tài)相同, 強度相等。但貨叉垂直段的受力情況不同，導致變形不同。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，貨叉的強度和剛度均按靜定剛架進行計算。4.3貨叉的強度驗算(b)(c)(d)圖4-4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，危險截面支座A以下垂直段的最大正應力為_P (3c+2a )a2b(式 4-1)式中P貨叉的計算載荷，N ;C 標準載荷中心距，mm；a 貨叉厚度；mm；b貨叉截面寬度，mm。4.4計算載荷P的確定(式 4-2)式中Q起重量，Q=1.8t=17640NK

16、1動載荷系數，由文獻1推薦，取K1=1.2 ；K2偏載荷系數，由文獻1推薦，取K2=1.3. 由此得出P =1.2天1.3(7640) =13759.2N24.5安全系數n的確定安全系數的選取，準確，安全系數可以取較小數值。否則，安全系數應取較大數值。 強度計算時，安全系數應滿足以下條件【2】與貨叉的計算載荷大小、動載荷系數和偏載荷系數的選取密切相關。如果計算載荷比較n = 3 3.5c其中n 強度安全系數;禮材料屈服極限;b 危險截面處應力（即最大正應力）注：CTs與CT單位相同。此次設計選擇安全系數為 n=3。4.6計算最大正應力洽=乙=竺=179.67皿Pan 3（式 4-3）4.7強度

17、驗算把數據代入式3-1，得出13759.2x（3x500+2咒40 ）bmax = _2 . _40 X120=113.23 MPa因為b max =113.23 MP a < b = 179.67M Pa，所以貨叉滿足強度條件。4.8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算載荷（P = Q）,按等截面靜定剛架2式中來計算又尖處的撓度，計算方法用簡便的彎矩圖乘法（圖（a）計算圖（C）M '彎矩圖Mp彎矩圖（b）圖3-5貨叉叉尖撓度計算圖3-5）。由此可得叉尖的撓度PCl ¥（31-c） + 6e + 2dfE6EJ124貨叉的截面慣性矩，

18、cm ；（式 4-4）2E貨叉的彈性模量，N /cm ；P =Q 貨叉的額定截荷， N .1 2代人數據，得出警皿00£匚=2型 f3x 100 -50 +6x 7.6 + 2天 4O.9I 俺 1.41cmE 6>c205.8>M05 嚴 12恤0（12叉尖的許用撓度為l 100 CI f 1=2cmL5050由于fE =1.41cm丈f = 2cm，所以貨叉滿足剛度條件。（式 4-5）4.9貨叉掛鉤形式的確定非整體形式的聯接方法，又有焊接 和螺栓聯接等形式。由于焊接形式貨叉制造容易，安裝拆卸方便，所以，貨叉與掛鉤的聯接多采用非整體的焊接叉車貨叉上的掛鉤與貨叉的聯接形式

19、，通常有整體式和非整體式兩種。形式。4.10貨叉與掛鉤焊接強度驗算掛鉤尺寸根據 ISO2328-77 標準規(guī)定，z=17.5mm，M=31mm，s=50mm，K=H=5mm，b=120mm，G=36mm（圖 3-6 ）。圖4-6掛鉤尺寸與焊接強度驗算掛鉤的水平段受彎矩和拉力，垂直段受彎矩。根據起重機焊接強度的計算規(guī)范，由拉伸應力 1和剪切應TC力1所組成的復合應力，按等效應力CP來進行計算，其計算公式為"cp v：+4 宀+4GHDJ（式4-6式中F'掛鉤所受的水平力，N;D 焊縫總長度，cm ；P'所受垂直力，N 代入數據，得出D =2b +2(G -2H) =2x

20、120 + 2(36 -2x5) = 292mm40.9(18754.9V 10.5X29.2+ 4Xf逵竺-22.81MPa10.5X29.2 丿F - PZS =59.2"45*75)= 18754.90 N貨叉與掛鉤焊接的焊條選用TB13-2,焊條的抗拉強度b 490M Pa,焊條的許用應力b 空=空"63.33MPan 3由于%P = 22.81MPa < p =163.33MPa所以，貨叉與掛鉤滿足焊接強度條件第五章叉車保養(yǎng)注意為確保叉車工作正?？煽浚l(fā)揮其應有工作效率，相關責任人定期做如下技術維護保養(yǎng)：1、日常維護：每班工作結束后，及時清洗車體上的污漬、泥

21、土等，檢查車體有無劃痕， 轉向器是否可靠、靈活；2、一級技術保養(yǎng)：累計工作100小時后，（一班工作制相當于 2周）檢查各部位的緊固情 況，重點是：貨叉架支承、車輪螺釘、車輪固定銷、轉向器螺釘。3、 二級技術保養(yǎng)：累計工作500小時后，（一班工作制相當于一個季度）做全車檢查, 重點是：各管道接頭、機油箱、升降油缸、液壓轉向器、轉向油缸等，是其實際情況及時緊固、補液壓油、加潤滑油等。4、在工作過程中，如果發(fā)現可疑的不正常的現象，必須立即停車檢查，及時采取措施加以 排除，在沒有排除故障前不得繼續(xù)作業(yè)。5、工作一天后，叉車應定點停放在指定位置。6、未經經管人同意，任何人不得動用叉車。為了提高叉車的使用壽命及防止意外事故的發(fā) 生，為保持叉車最佳運行狀態(tài)和各零部正常運轉，在使用過程中必須對本機器嚴格地進行定期 保養(yǎng)。7、檢查叉車各機械聯接件的緊固情況，特別是轉向系統、車輪、起升機構等聯接螺栓及鎖 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、松動和漏油。9、叉車只能在指定的區(qū)域內使用：新車間一、二樓及庫房，沒有特殊情況絕不允許叉車到 車間以外的區(qū)域使用；第六章叉車設計