ZG3型交流電動(dòng)叉車總體設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

ZG3型交流電動(dòng)叉車總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 電動(dòng)叉車背景介紹電動(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，而蓄電池是電池中的一種，它的作用是能把有限的電能儲存起來，在合適的地方使用。它的工作原理就是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。電動(dòng)叉車的電瓶內(nèi)裝的也就是這種蓄電池。要注意的是：電池最好不要橫放！因?yàn)?，電池的?nèi)部一般是22～28%的稀硫酸。電池正放的時(shí)候電解液可以淹沒極板并且還剩下一點(diǎn)空間如果把電池橫放的話會(huì)有一部分電極板暴露在空氣中，這對電池的極板非常不利，而且一般的電池的觀察孔或者電池的頂部都有排氣口與外界相通，所以電池橫放電解液很容易流出。在當(dāng)今電動(dòng)叉車領(lǐng)域，交流電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展十分迅速。相對直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，交流電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)憑借其高效率、免維護(hù)、長壽命等優(yōu)勢，吸引了眾多廠商和用戶的注意，并得到成功的應(yīng)用。但是，全交流電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也存在成本較高、技術(shù)復(fù)雜及國內(nèi)用戶在整機(jī)價(jià)格一時(shí)難以接受等劣勢。

針對交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，如何做到既能發(fā)揮交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)勢，又可以大幅降低整車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的成本，最大限度的提高叉車性能和在國內(nèi)加大普及速度？半交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是解決叉車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的最佳方案。所謂半交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，即叉車行走部分是交流驅(qū)動(dòng)（交流電機(jī)+交流控制器），液壓提升部分是直流驅(qū)動(dòng)（直流電機(jī)+直流控制器）。交流行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)與直流行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)相比：采用再生制動(dòng)，減少機(jī)械磨損，易于編程，控制能力大增強(qiáng)，叉車操作更加舒適，具有動(dòng)力強(qiáng)、效率高、噪音低、體積小、重量輕、再生能量高、電磁干擾小、終身免維護(hù)、結(jié)構(gòu)簡單、易于冷卻和壽命長等優(yōu)點(diǎn)。隨著交流電機(jī)的控制能力大大增強(qiáng)和交流電機(jī)控制器硬件部分的成本逐步降低，為交流電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用和普及創(chuàng)造了良好的基礎(chǔ)。電動(dòng)叉車的分類一、車型選擇作業(yè)需要的車型和配置。1、車型分類電動(dòng)叉車通?？梢苑譃槿箢悾浩胶庵厥诫妱?dòng)叉車、倉儲電動(dòng)叉車和前移式電動(dòng)叉車。（1）平衡重式電動(dòng)叉車以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，蓄電池為能源。承載能力1.0～4.8噸，作業(yè)通道寬度一般為3.5～5.0米。沒有污染、噪音小。（2）倉儲電動(dòng)叉車倉儲電動(dòng)叉車主要是為倉庫內(nèi)貨物搬運(yùn)而設(shè)計(jì)的叉車。除了少數(shù)倉儲電動(dòng)叉車（如手動(dòng)托盤叉車）是采用人力驅(qū)動(dòng)的，其他都是以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的，因其車體緊湊、移動(dòng)靈活、自重輕和環(huán)保性能好而在倉儲業(yè)得到普遍應(yīng)用。在多班作業(yè)時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)的倉儲叉車需要有備用電池。（3）前移式電動(dòng)叉車承載能力1.0～2.5噸，門架可以整體前移或縮回，縮回時(shí)作業(yè)通道寬度一般為2.7～3.2米，提升高度最高可達(dá)11米左右，常用于倉庫內(nèi)中等高度的堆垛、取貨作業(yè)。①電動(dòng)托盤搬運(yùn)叉車電動(dòng)托盤叉車的主要功能是實(shí)現(xiàn)托盤貨物在平面上點(diǎn)到點(diǎn)的移動(dòng)，因此沒有門架起升系統(tǒng)，適用于注重搬運(yùn)、無需堆垛的場所，有自走式、站駕式、坐駕式三種類型，成本各不相同。承載能力1.6～3.0噸，作業(yè)通道寬度一般為2.3～2.8米，貨叉提升高度一般在210mm左右，主要用于倉庫內(nèi)的水平搬運(yùn)及貨物裝卸。一般有步行式和站駕式兩種操作方式。②電動(dòng)托盤堆垛叉車電動(dòng)托盤堆垛叉車是一種輕型的室內(nèi)提升堆垛設(shè)備，側(cè)重于堆垛功能，因車身輕巧。適合在樓層式倉庫或其他狹窄場所內(nèi)輕小型物料的搬運(yùn)。承載能力為1.0～1.6噸，作業(yè)通道寬度一般為2.3～2.8米，在結(jié)構(gòu)上比電動(dòng)托盤搬運(yùn)叉車多了門架，貨叉提升高度一般在4.8米內(nèi)，主要用于倉庫內(nèi)的貨物堆垛及裝卸。④電動(dòng)揀選叉車在某些工況下（如超市的配送中心），不需要整托盤出貨，而是按照訂單揀選多種品種的貨物組成一個(gè)托盤，此環(huán)節(jié)稱為揀選。按照揀選貨物的高度，電動(dòng)揀選叉車可分為低位揀選叉車（2.5米內(nèi)）和中高位揀選叉車（最高可達(dá)10米）。承載能力2.0～2.5噸（低位）、1.0～1.2噸（中高位，帶駕駛室提升）。⑤低位駕駛?cè)蚨讯獠孳囃ǔＥ鋫湟粋€(gè)三向堆垛頭，叉車不需要轉(zhuǎn)向，貨叉旋轉(zhuǎn)就可以實(shí)現(xiàn)兩側(cè)的貨物堆垛和取貨，通道寬度1.5～2.0米，提升高度可達(dá)12米。叉車的駕駛室始終在地面不能提升，考慮到操作視野的限制，主要用于提升高度低于6米的工況。⑥高位駕駛?cè)蚨讯獠孳嚺c低位駕駛?cè)蚨讯獠孳囶愃?，高位駕駛?cè)蚨讯獠孳囈才溆幸粋€(gè)三向堆垛頭，通道寬度1.5～2.0米，提升高度可達(dá)14.5米。、其駕駛室可以提升，駕駛員可以清楚地觀察到任何高度的貨物，也可以進(jìn)行揀選作業(yè)。⑦電動(dòng)牽引車牽引車采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，利用其牽引能力（3.0～25噸），后面拉動(dòng)幾個(gè)裝載貨物的小車。經(jīng)常用于車間內(nèi)或車間之間大批貨物的運(yùn)輸。⑧前移式叉車前移式叉車的起升機(jī)構(gòu)可以在叉車縱向前后移動(dòng)。叉取貨物時(shí)。貨物重心落在車輪構(gòu)成的四個(gè)支點(diǎn)內(nèi)。因此前移式叉車具有較好的靈活性、高起升安全性、穩(wěn)定性。其載重范圍通常為1—2．5噸，起升高度可達(dá)12米。但由于車輪較小。通過性受限，且因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，因此適用于空間狹窄、起升高度要求較高的場所，多用于高層倉儲庫房。電動(dòng)叉車特點(diǎn)電動(dòng)叉車優(yōu)點(diǎn)使用成本低電能的消耗成本要比柴油或石油液化氣的消耗成本低很多。假如我們以一臺載荷能力為三噸的叉車來做比較，一輛柴油內(nèi)燃叉車每個(gè)班次（8小時(shí)）所消耗的柴油（按照每個(gè)班次消耗40升柴油，車輛每小時(shí)循環(huán)消耗5升柴油計(jì)算）成本大約為196元（每升柴油4.9元）。而一輛三噸電動(dòng)叉車如果采用的是80伏500AH的蓄電池的話（該電瓶的儲存電量為80X500=40千瓦時(shí)），操作一個(gè)班次（5-6小時(shí)），（放電80%，按照120%補(bǔ)充充電比例，需要消耗電能約為40度）成本是約60元左右（按照目前工業(yè)用電每度1.5元計(jì)算）。每天可以節(jié)省136元，一年按照250工作日計(jì)算的話，一年可以節(jié)省34000元的能源成本。如果以使用5年時(shí)間來計(jì)算的話，可以節(jié)省170000元。電動(dòng)叉車由于其操作控制簡便，靈活外，其操作人員的操作強(qiáng)度要相對內(nèi)燃叉車而言輕很多，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)都由電信號來控制，大大降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，這樣一來對于提高其工作效率以及工作的準(zhǔn)確性有非常大的幫助。還有噪音低，無廢氣的排放的優(yōu)點(diǎn)。電動(dòng)叉車存在的問題1、成本高同等載荷能力的電動(dòng)叉車相對內(nèi)燃叉車而言的一次性采購的費(fèi)用較高(就目前國內(nèi)市場中端3噸內(nèi)燃叉車的市場價(jià)格在6萬左右，一輛中端市場的3噸電動(dòng)叉車的價(jià)格在11萬左右，包含電瓶以及充電器。其購買價(jià)格相差5萬左右)。2、大噸位工作時(shí)工作時(shí)間較短。3、使用過程中有一些不必要的耗電功能。4、電瓶的更換與充電的困惑。充電設(shè)備必須離工作地點(diǎn)較近。5、對路面要求較高，抗震性較差。6、工作環(huán)境狹小，易使駕駛員疲勞，多處手桿操作易降低工作效率。輪轂電機(jī)技術(shù)在叉車中的應(yīng)用輪轂電機(jī)技術(shù)導(dǎo)入輪轂電機(jī)技術(shù)又稱車輪內(nèi)裝電機(jī)技術(shù)，它的最大特點(diǎn)就是將動(dòng)力、傳動(dòng)和制動(dòng)裝置都整合到輪轂內(nèi)，因此將電動(dòng)車輛的機(jī)械部分大大簡化。早在2O世紀(jì)5O年代初，美國人羅伯特就發(fā)明了一種將電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)融為一體的輪轂裝置。該輪轂于1968年被通用電氣公司應(yīng)用在大型的礦用自卸車上。近來，隨著電動(dòng)汽車的興起，輪轂電機(jī)重新引起了人們的重視。輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的布置非常靈活，它可以使電動(dòng)汽車成為2個(gè)前輪驅(qū)動(dòng)、2個(gè)后輪驅(qū)動(dòng)或輪驅(qū)動(dòng)。輪轂電機(jī)優(yōu)點(diǎn)與內(nèi)燃機(jī)汽車和單電機(jī)集中驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車相比，輪轂電機(jī)具有以下幾方面優(yōu)勢：(1)動(dòng)力控制由硬連接改為軟連接型式，通過電子線控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各電動(dòng)輪從零到最大速度的無級變速和各電動(dòng)輪間的差速要求，省略了傳統(tǒng)汽車所需的機(jī)械式操縱換檔裝置、離合器、變速器、傳動(dòng)軸和機(jī)械差速器等，使得驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和整車結(jié)構(gòu)簡潔、有效利用空間大、傳動(dòng)效率提高。(2)各電動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)力直接獨(dú)立可控，使其動(dòng)力學(xué)控制更為靈活、方便，能合理地控制各電動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)力，從而提高惡劣路面條件下的行駛性能。(3)容易實(shí)現(xiàn)各電動(dòng)輪的電氣制動(dòng)、機(jī)電復(fù)合制動(dòng)和制動(dòng)能量回饋，節(jié)約能源。(4)底架結(jié)構(gòu)大為簡化。(5)在采用輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的4輪電動(dòng)汽車上，若進(jìn)一步導(dǎo)人線控四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)(4WS)，實(shí)現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向行駛高性能化，并有效減小轉(zhuǎn)向半徑，甚至實(shí)現(xiàn)零轉(zhuǎn)向半徑，大大增加轉(zhuǎn)向靈便性。從目前發(fā)展趨勢以及各種驅(qū)動(dòng)技術(shù)的特點(diǎn)來看，輪轂電機(jī)將是電動(dòng)汽車的最終驅(qū)動(dòng)形式，也是現(xiàn)階段電動(dòng)汽車研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。電動(dòng)叉車的結(jié)構(gòu)電動(dòng)平衡重式叉車是以直流電源（電瓶）為動(dòng)力的裝卸及搬運(yùn)車輛。重點(diǎn)以電動(dòng)叉車為例。1、車體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，這對于載重量不超過3t的叉車并不突出，但對于那些運(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)。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)，而國外企業(yè)則兩種情況都有。2、門架目前，國內(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；另一種是液壓缸位于門架外測。門架一般分為標(biāo)準(zhǔn)型、兩節(jié)型或三節(jié)型。國內(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，而國外電動(dòng)叉車的起升高度一般在2~6m之間，由于倉庫的立體化程度高，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，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。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。電動(dòng)叉車的主要性能一、叉車的起重性能1、最大起重量和載荷中心度前者是指貨物重心與載荷中心處于同一鉛垂線時(shí)，所能裝卸貨物的最大重量；后者是指貨物重心到貨叉垂直前段前壁的水平距離，它是按標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定的二、叉車的牽引性能1、車速叉車在平直、干硬路面上滿載行駛所能達(dá)到的最高車速。叉車通常在貨場、合庫等地作短距離的往返搬運(yùn)工作。在這些場所中高速行駛是不安全的，故叉車的最高車速較低。2、最大爬坡度叉車在正常路面上用頭檔等速行駛時(shí)，所能爬上的最大坡度。它應(yīng)滿足具體工作場所的道路坡度要求。三、叉車的機(jī)動(dòng)性叉車的機(jī)動(dòng)性是指叉車在最小面積內(nèi)回轉(zhuǎn)和通過狹窄彎曲道路的能力。由于叉車的工作場所一般都較狹小，所以機(jī)動(dòng)性尤為重要。此外，與駕駛員操縱方向盤的輕便程度以及方向盤的轉(zhuǎn)角等也有關(guān)系。四、叉車的通過性叉車的通過性是指叉車通過各種道路和障礙物的能力。它不僅影響叉車的裝卸效率，還可能直接決定叉車能否進(jìn)行作業(yè)。影響通過性的主要參數(shù)為幾何參數(shù)和支承牽引參數(shù)。五、叉車的穩(wěn)定性叉車的穩(wěn)定性是指叉車進(jìn)行裝卸作業(yè)和在各種道路上行駛時(shí)抵抗傾覆能力。它分為縱向穩(wěn)定性和橫向穩(wěn)定性。參考文獻(xiàn)[1]余志生，汽車?yán)碚摚瑱C(jī)械fL業(yè)出版社．1990．5．[2]張洪欣，汽車設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)山版社．1999[3]顧云青，張立軍．電動(dòng)汽車電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)開發(fā)現(xiàn)狀與趨勢[J]．汽車研究與開發(fā)，2004，(12)：27-30．[4]陳家新．兩輪電動(dòng)車用電機(jī)及驅(qū)動(dòng)方式[J]．電機(jī)電器技術(shù)，2002，(1)：l6一l9．[5]萬沛霖，電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)，北京理』=人學(xué)出版社，1998[6]張潔

.倉儲叉車國內(nèi)和出口銷售情況分析