手動液壓叉車設(shè)計說明書要點

淮陰工學(xué)院PAGE17-1手動液壓叉車課程設(shè)計設(shè)計報告課程：專業(yè)綜合實踐班級：機自3093學(xué)院：機械工程學(xué)院指導(dǎo)老師：吳彥農(nóng)設(shè)計：王曉波王彬谷泓毅日期：2012.12。30叉車設(shè)計摘要叉車是物流系統(tǒng)中最常用的裝卸、搬運設(shè)備。本文介紹了世界范圍內(nèi)叉車的市場，叉車發(fā)展趨勢以及叉車的結(jié)構(gòu)特點，了解液壓起重機械設(shè)計的主要參數(shù)：根據(jù)液壓起重機械的特點，設(shè)計液壓手動叉車參數(shù)有：起重量、跨距、幅度起重高度、各機構(gòu)的工作速度及起重機各機構(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)按國家標準或工廠標準來確定，同時也要考慮到制造廠的現(xiàn)實生產(chǎn)條件。因此，在確定參數(shù)時應(yīng)當進行調(diào)查研究，充分協(xié)商和慎重確定?，F(xiàn)代叉車技術(shù)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,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)。通過對國際國內(nèi)叉車造型設(shè)計的現(xiàn)狀分析運用工業(yè)設(shè)計的理論和方法，研究了叉車造型設(shè)計的要素及設(shè)計原則:造型要求簡潔明快、線條流暢,以體現(xiàn)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(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)果對叉車設(shè)計具有重要的實際指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：叉車；載重；提升機構(gòu)第1章緒論1。1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(xiàn)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(gòu)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(xiàn)機械化裝卸、堆垛和短距離運輸,是物流系統(tǒng)不可缺少的機械設(shè)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(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.在我國國民經(jīng)濟的發(fā)展中,各行各業(yè)對叉車的需求量逐年增加.據(jù)國家權(quán)威機構(gòu)研究預(yù)測，在今后幾年我國叉車年需求量將超過15萬臺。叉車產(chǎn)業(yè)市場潛力巨大，發(fā)展前景廣闊.1。2課題主要內(nèi)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(shè)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(shè)計，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)計說明書完成裝配圖繪制零件圖拆卸零件完成設(shè)計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)計參數(shù)2。1參考圖形2.2設(shè)計參考數(shù)據(jù)2.3完成圖例液壓系統(tǒng)設(shè)計3。1液壓回路原理設(shè)計為使液壓缸結(jié)構(gòu)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?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液壓叉車液壓回路原理如下圖2.5液壓回路原理圖1．6。液壓缸2.5。單向閥3.油箱4。截止閥3.2各液壓元件的設(shè)計計算與校核為使液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更緊湊、簡潔,使液壓系統(tǒng)集中在一個模塊內(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)計在液壓缸的底座內(nèi)。3.2。1液壓缸的設(shè)計及計算1.液壓缸材料的確定為使液壓缸結(jié)構(gòu)更緊湊、簡潔，液壓缸材料采用高質(zhì)量,具有高抗拉強度極限的材料，采用高質(zhì)量的無縫鋼管,材料為：45號鋼制造，調(diào)質(zhì)處理。查《機械設(shè)計課程設(shè)計》表12-1，得硬度為:162-217HBS,抗拉強度為：=600MPa屈服極限為:=355MPa2.大液壓缸內(nèi)腔直徑的計算與確定由上得知，液壓系統(tǒng)的最大負荷為:F=45600N為使液壓缸結(jié)構(gòu)較小，取液壓系統(tǒng)的設(shè)計壓力盡量的高。初取液壓系統(tǒng)的設(shè)計壓力為：=17MPa因為，=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)==40。76mm取液壓缸內(nèi)腔的直徑為:D=42mm所以,液壓系統(tǒng)的設(shè)計壓力為:=F/A=（2。14）==19MPa3。液壓缸外直徑的計算與確定為使液壓缸結(jié)構(gòu)較小,先把液壓缸按薄壁計算。因為,D/10時，為薄壁又因為,（2.15）（其中≥16M時，=16M時，=）所以=1.5=28.5M取按全系數(shù)為：n=5，所以=/n=120M所以，(2.16)==6。0mm所以，D/=50/6=8.310為厚壁。所以,要按厚壁計算，為使設(shè)計更準確一些，按第四強度理論計算得:=（2。17)（其中,為液壓缸外直徑）取,安全系數(shù)為：n=5,所以=/n=120M所以，（2。18）取，液壓缸外直徑為：=62mm3。2.2油箱的設(shè)計伸縮臂套的材料:選工程用鑄造鋼ZG310-570。查《機械設(shè)計課程設(shè)計》表12-1,得硬度為：≥153HBS，抗拉強度為:=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90％。又因為，推程：S=520mm液壓缸內(nèi)腔的直徑：D=42mm所以，液壓缸到達最高極限位置所需的油量為：（2。19）所以，所需的最少油量為：=/90%=1。2/90％=1.33升所以,油箱的最小容積為：=/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(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873。2.3油路的設(shè)計為使液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更緊湊、簡潔，使液壓系統(tǒng)集中在一個模塊內(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=5mm3.2.4截止閥的設(shè)計為使液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更緊湊、簡潔，使液壓系統(tǒng)集中在一個模塊內(nèi)，把各液壓元件做成一體。把各閥等設(shè)計在液壓缸的底座內(nèi)。因為，液壓系統(tǒng)設(shè)計的最高壓力為:=19MPa取,截止閥的開啟系數(shù)為：n=1.1所以，截止閥的開啟壓力為:P=n（2。22）=1。11921MPa所以,截止閥的開啟力為：F=（2。23）==412N截止閥彈簧的設(shè)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：=1。5F=1。5412=618N1。根據(jù)工作條件選材料并確定其許用應(yīng)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(shù)1000次以下的彈簧）設(shè)計，現(xiàn)選用碳素彈簧鋼絲D級，并根據(jù)實際結(jié)構(gòu)，估取彈簧鋼絲的直徑為3。0mm,查《機械設(shè)計》表16—3，暫選=1710MPa,根據(jù)《機械設(shè)計》表16-2，可知=0.5=0.5X1710=855MPa第四章叉車主要結(jié)構(gòu)設(shè)計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(shù)和尺寸為貨叉長度：;貨叉垂直高度:；貨叉斷面尺寸:;貨叉兩鉸支點中心距：；貨叉外伸距：；據(jù)《機械設(shè)計手冊》選擇材料為40Cr鋼,熱處理工藝選用調(diào)質(zhì)處理40Cr鋼屈服強度。4。2貨叉的計算簡圖貨叉和叉架的聯(lián)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(lián)接形式為掛鉤型。掛鉤型聯(lián)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(zhuǎn)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以下的垂直段，其應(yīng)力狀態(tài)相同，強度相等。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，貨叉的強度和剛度均按靜定剛架進行計算。4。3貨叉的強度驗算（a）（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(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=17640NK1——動載荷系數(shù),由文獻［1］推薦，取K1=1。2；K2——偏載荷系數(shù)，由文獻[1]推薦,取K2=1.3.由此得出4.5安全系數(shù)n的確定安全系數(shù)的選取，與貨叉的計算載荷大小、動載荷系數(shù)和偏載荷系數(shù)的選取密切相關(guān)。如果計算載荷比較準確,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。強度計算時，安全系數(shù)應(yīng)滿足以下條件【2】其中n——強度安全系數(shù)；——材料屈服極限；——危險截面處應(yīng)力（即最大正應(yīng)力)；注：與單位相同。此次設(shè)計選擇安全系數(shù)為n=3。4。6計算最大正應(yīng)力（式4-3)4.7強度驗算把數(shù)據(jù)代入式3-1,得出因為,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（）,按等截面靜定剛架來計算又尖處的撓度，計算方法用簡便的彎矩圖乘法（圖3-5）。（a）計算圖（b)MP彎矩圖（c）彎矩圖圖3—5貨叉叉尖撓度計算圖由此可得叉尖的撓度（式4—4)式中——貨叉的截面慣性矩，；-—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。4。9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。4。10貨叉與掛鉤焊接強度驗算掛鉤尺寸根據(jù)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(jù)起重機焊接強度的計算規(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)力來進行計算,其計算公式為（式4-6式中—-掛鉤所受的水平力，N；-—焊縫總長度，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,焊條的抗拉強度，焊條的許用應(yīng)力由于所以，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常可靠,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)維護保養(yǎng)：

1、日常維護:每班工作結(jié)束后，及時清洗車體上的污漬、泥土等,檢查車體有無劃痕，轉(zhuǎn)向器是否可靠、靈活；

2、一級技術(shù)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(zhuǎn)向器螺釘。

3、二級技術(shù)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(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)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(xiàn)可疑的不正常的現(xiàn)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(yīng)定點停放在指定位置。

6、未經(jīng)經(jīng)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(zhuǎn)，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(lián)接件的緊固情況，特別是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、車輪、起升機構(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)計體會及小結(jié)叉車是物