（机械工程专业论文）绿色环保型45吨平衡重式内燃液力叉车的总体设计及计算.pdf

摘要 叉车作为减轻劳动者强度的主要工具之一，因其操纵灵活简单、适用面广而被普遍 应用于物流运输搬运工作中。如何提高叉车的操纵舒适性，降低噪音、振动，达到更安 全可靠、降低劳动强度的目的，是国产叉车需要解决的重要课题之一。对内燃平衡重式 叉车，本文所研究的内容具有一定的通用性，对提高叉车的安全可靠性、搬运效率；降 低劳动强度、减少排气污染及节能具有较大的实际意义。 本文从整体上以宝鸡合力叉车厂的4 5 吨新型环保叉车的总体设计为依据，讲述了 叉车的总体方案设计、总体计算；动力系统匹配计算、叉车的牵引性能等；主要配套件 选择工作的工作思路，为工业车辆机械的总体设计提供一个样板。从转向桥、负载感应 优先转向阀入手，阐述了转向系统的结构原理，分析了转向桥的受力，计算了系统的强 度及转向性能。介绍了系统的组成及各部件的结构；结合系统原理图分析了系统的原理， 通过系统压力、流量计算，阐述了液压系统负荷感应优先转向原理，实现高效节能的设 计效果。分析工作装置的受力情况，计算了主滚轮的强度、链条的安全系数，介绍了工 作装置的降低噪音、减小振动措施，+ 为驾驶员提供了较好的工作环境。 该产品经试制及性能检测合格，能够满足国内、国际市场的需求，符合出口发达国 家的基本条件；有效的解决了发达国家对于我国工业车辆的技术壁垒问题；避免因技术 原因造成对其自身产品的保护。该产品的顺利设计研制成功，为企业进一步发展奠定了 一定的基础，也为国内叉车行业的健康发展做出了应有的贡献。 关键词：绿色环保；叉车；参数；节能；总体计算 a b s t r a c t f o r k l i f tt r u c ki sw i d e l yu s e di nl o g i s t i c sa n dt r a n s p o r tw o r ka so n eo ft h em a i nt o o l st o r e d u c el a b o ri n t e n s i t y , b e c a u s eo fi t sf l e x i b l ea n ds i m p l em a n i p u l a t i o na n dw i d ea p p l i c a t i o n s h o wt oi m p r o v eo p e r a t i n gc o m f o r t ，r e d u c en o i s ea n dv i b r a t i o na n de n h a n c et h ei n t e l l i g e n t a u t o m a t i cc o n t r o lt oa c h i e v em o r es e c u r i t ya n dl e s sl a b o ri n t e n s i t ya r ei m p o r t a n ti s s u e s n e e d e dt ob er e s o l v e do ff o r k l i f tt r u c k t h er e s e a r c ho ni n t e m a lc o m b u s t i o nc o u n t e r b a l a n c e d f o r k l i f th a sg r e a tp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c ef o ri m p r o v i n gf o r k l i t is a f e t ya n dr e l i a b i l i t y , t r a n s p o r t e f f i c i e n c y , a n dr e d u c i n gl a b o ri n t e n s i t y , p o l l u t i o na n de n e r g y t h ep r c e s so ft h ew h o l eo v e r a l ld e s i g no ft h e4 5t o n sg r e e n - t y p ef o r k l i f to fb a o j ih e l l f o r k l i f tt r u c kp l a n ti n c l u d e st h eo v e r a l ls o l u t i o nd e s i g na n dc a l c u l a t e ，m a t c h i n gc a l c u l a t i o no f p o w e rs y s t e m ，t r a c t i o np e r f o r m a n c eo ff o r k l i f t ，s e l e c t i o no fm a i np a r t s i tp r o v i d e dam o d e l f o rt h eo v e r a l ld e s i g no fi n d u s t r i a lv e h i c l e s i te x p l a i n e dt h es t r u c t u r eo ft h es t e e r i n gs y s t e m s t a r tw i t hs t e e r i n ga x l ea n dl o a ds e n s i n gp r i o r et o s t e e r i n gv a l v e ，a n a l y z e dt h ef o r c eo f s t e e r i n ga x l ea n dc a l c u l a t et h es t r e n g t ho ft h es y s t e ma n ds t e e r i n gp e r f o r m a n c e i ti n t r o d u c e d c o n s i s to ft h es y s t e ma n ds t r u c t u r e so fv a r i o u sc o m p o n e n t s a n a l y z e dt h ep r i n c i p l eo ft h e s y s t e mw i t hs y s t e md i a g r a m ，d e s c r i b e dt h ep r i n c i p l eo fl o a ds e n s i n gw i t hp r i o r i t ys t e e r i n go f h y d r a u l i cs y s t e mt h r o u g hs y s t e mp r e s s u r ea n df l o wc a l c u l a t i o n s ，a n da c h i e v ee f f i c i e n t e n e r g y 。s a v i n gr e s u l t s t h ef o r c e so fw o r k i n gd e v i c ea r ea n a l y z i e d ，t h es t r e n g t ho ft h em a i n r o l l e ra n dt h es a f e t yf a c t o r so fc h a i na r ec a l c u l a t e d ，a n dt h em e a s u r e st or e d u c en o i s ea n d v i b r a t i o no ft h ed e v i c ea r ei n t r o d u c e dt op r o v i d eab e t t e rw o r k i n ge n v i r o n m e n tf o rd r i v e r t h ep r o d u c ti sq u a l i f i e db yt h et r i a la n dp e r f o r m a n c et oe x p o r t st od e v e l o p e dc o u n t r i e s a n dm e e t sd o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a lm a r k e td e m a n d i tr e s o l v e dt h et e c h n i c a lb a r r i e r st h a t d e v e l o p e dc o u n t r i e ss e tf o ro u ri n d u s t r i a lv e h i c l e s ，a n da v o i d e dt h e i rp r o d u c t sp r o t e c t i o nf o r t e c h n i c a lr e a s o n s t h es u c c e s s f u ld e s i g no ft h ep r o d u c tl a i e sas o l i df o u n d a t i o nf o rt h ef u r t h e r d e v e l o p m e n to fe n t e r p r i s e ，m a k e sac o n t r i b u t i o nf o rt h eh e a l t h yd e v e l o p m e n to ft h ed o m e s t i c f o r k l i f tt r u c ki n d u s t r y k e y w o r d s ：g r e e n ，f o r k l i f t ，p a r a m e t e r , e n e r g ys a v i n g ，o v e r a l lc a l c u l a t i o n i i 长安人学硕f ：学位论文 第一章绪论弟一旱三百v 匕 1 1 引言 进入二十一世纪以来，叉车作为减轻劳动者强度的主要工具之一，取得了较快的发 展，其操纵灵活简单、适用面广而被普遍应用于物流运输工作中，如何提高叉车的操纵 舒适性，降低噪音、振动，提高叉车的智能自动化控制，达到更安全可靠、降低劳动强 度的目的，是国产叉车需要解决的重要课题之一。新型环保叉车的改进设计显得日益重 要，在设计过程中进行详细的分析计算，加快新品的试制速度，降低试制成本。这些方 面，国外先进叉车制造企业已经有了详细的研究和应用，我国尚处在摸索起步阶段，产 品更新换代慢，新品市场份额低，利润空间小，提高利润大多靠老产品增加产量来完成。 因此，新产品的设计研究及其计算工作需加强【1 捌。 随着科技的进步，叉车的安全性、自动化控制成为评价叉车性能的重要指标之一。 安全性、自动化控制的好坏，在很大程度上决定了车辆的技术先进性的程度。设计工程 师们早已认识到，机电液一体化技术在车辆的设计中重要性越来越高，对叉车来说，传 统的设计制造方法，只能完成最基本的堆垛、运输任务，其安全性、可靠性无法有效保 证，对驾驶员来说仍然没有摆脱繁莺的劳动，舒适性差、噪音振动大、很容易疲劳并有 可能造成安伞事故。因此对叉车进行自动化控制发面的研究开发，具有紧迫性1 3 , 4 。 过去国内叉车在这方面研究由于研究手段和计算工具的限制，一直采用定性分析和 简单的定量计算。在传统的驾驶中，要根据设计者的经验和叉车在某些行驶状况下的安 全要求来培训驾驶员，还需靠驾驶员的经验以及对车辆的熟悉程度来进行安全控制，其 结果往往是虽能满足基本安全要求，但是驾驶员劳动强度大，遇到比较复杂的情况，就 不能满足要求了。现在，通过对叉车自动化的研究应用，用科学的逻辑分析计算，使叉 车产品在制造前，就能作到预测整车的性能、指导产品的设计生产及使用【5 】。 对内燃平衡重式叉车，本文所研究的内容具有一定的通用性，对提高叉车的安全可 靠性、搬运效率；降低劳动强度、减少排气污染具有较大的实际意义。无论从社会效益、 经济效益和环境保护，还是从提高车辆整体性能来说，都是具有十分重要意义的研究课 题。 1 2 同类产品国内外研究现状及发展趋势 2 0 1 0 年，中国叉车行业产量预计累计产量为2 3 万台以上，同比增长6 7 ，中国市 第一章绪论 场一枝独秀，并取代美国成为全球工业车辆第一大市场。2 0 11 年，伴随着世界经济的逐 渐复苏，全球叉车市场也将缓慢恢复，预计全行业的增长速度将迅速放缓并回归常态， 全年的销量增长可能在2 0 左右。2 0 1 0 年我国工程机械销售收入将超过4 0 0 0 亿元，国 内工业车辆产量超过2 3 万台，目前我国国内每年叉车需求量约为2 3 万台，2 5 吨叉车 约占8 0 以上，4 5 吨叉车约占2 - 5 吨叉车的2 5 ，近几年来叉车的销售量保持在平均 3 0 左右的增长率，2 0 1 0 年的增长率预计将达到4 5 以上。 机械制造行业面临着原材料涨价的巨大压力，叉车行业也未能幸免；人工成本的提 高也越来越给工业车辆制造企业带来成本压力，企业的盈利越来越困难，同质化的类型 低端竞争是叉车行业的新难题，因此积极进行产品技术创新，提高质量，进入高端市场。 目前我国的高端产品基本依赖进口，因此能够攻克技术难点，占领国内高端市场对企业 自身和行业的发展度至关重要【6 埘。 我厂及国内外主要叉车制造商生产的4 5 吨内燃叉车的现状对比，h 系列4 5 吨叉 车为上世纪9 0 年代末开发设计，液力传动，采用了动力制动，具有进集装箱作业的特 点，技术水平在国内同类产品中处于领先地位。但因当时技术局限，仍有不足。急需开 发新型替代产品。 1 3 课题研究的背景 我国从上世纪八十年代陆续引进技术，如安徽合肥叉车厂和陕西宝鸡叉车制造公司 联合引进日本t c m 技术，t c m 公司的制造技术在国内取得了较大限度的成功；辽宁大连 叉车总厂引进公司引进同本三菱内燃叉车和日本尼桑电瓶叉车制造技术，成为国内生产 1 - 4 5 吨体系列叉车、集装箱作业叉车、j 下面吊运机、牵引车等装卸运搬机械的专业化生 产企业。专业技术、引进技术、创新技术完美结合的各类产品；浙江杭叉引进r 本日产 技术也取得了较大成效。进入二十一世纪以来，引进的上世纪八十年代技术已经不能满 足行业发展需要，跟不上世界行业技术发展的潮流，必须加快自主知识产权的进程，因 此行业内一场二次创业的改革应运而生，新产品研发、新工艺应用的竞争拉开序幕。 2 0 0 0 2 0 1 0 这十年问是国内叉车行业发展很快的十年，从年产3 万余台增长到年产 2 0 余万台，国内叉车企业产能得到了很大的提升，企业实力得到壮大，但是这种以增量、 低价为代价的做法，导致中低端产品的盈利空问更小，盈亏点大幅提高，风险进一步加 大。高端产品跟不上来，仍然依赖进口，这时技术进步显得更加突出，发展中高端产品， 回归理性竞争是企业发展的必然结果。 2 长安大学颂：f 二学位论文 绿色环保型发动机动力管理系统减少了设备的能耗，通过配置最佳性能的液压系统 和行使驱动系统，降低能耗，可使废气排放量降低，选用较小的节油发动机，提高驱动 机构、液压系统、电气系统能量的能量效率，达到减小所选的动力的目的，也有利于减 少对环境的污染。行使机构和工作液压系统不应该单独考虑，而是应将其功能作为一个 整体的系统考虑，尽可能的降低能耗和废气排放量。 1 4 课题研究的目的和意义 机动工业车辆的全球市场需求量为9 0 多万台，这个数字对于中国企业来说非常具 有诱惑力。中国工业车辆由于其产品性价比高，越来越成熟的技术及较高质量逐步在出 口方面占据一定的优势，近几年来出口增长率在2 5 , - - - , 3 0 ，增长速度虽然可喜，但存在 的问题也逐渐暴露出来。中国工业车辆制造企业想在世界范围内取得良好业绩，面临的 压力仍然很大，企业需要提高产品性能，而不能通过降低成本，通过打价格战，因为价 格战在发达国家出口的利润会降低，甚至会遭到反倾销制裁的危险，不仅对企业自身的 发展造成危害，也会对我国工业车辆行业的健康发展造成不利影响。我国工业车辆与世 界发展水平相比，存在着较大的差距，很难打入国际高端市场。 宝鸡合力叉车厂作为安徽叉车集团公司的内燃平衡重式4 5 叉车生产研发基地，由 于集团公司本部及其他分厂并不生产该吨位的产品，这项工作显得更具有战略意义。在 国内，由于其他厂商也相继开发了类似的产品，对内销市场造成了一定的冲击，我公司 的产品在出口发达国家时遇到了排放等级的限制，一些品种已经不能出口到北美及欧盟 地区，急需开发新环保型替代产品。打破发达国家的技术壁垒，为产品出口提供坚强的 技术保证。 1 5 课题研究的主要内容 本文从整体上以宝鸡合力叉车厂的4 5 吨新型环保叉车的总体设计为依据，讲述了 叉车的总体策划、总体参数计算、配套选择、外形设计、动力与传动匹配设计、转向系 统设计计算、液压系统的设计及计算、工作装置等工作的工作思路，为工业车辆机械的 总体设计提供一个样板。 1 介绍了叉车总体方案及总体计算的方法，对总体方案提出要求，提出设计应满足 的标准、质量要求、关键技术的研究、制造技术等：总体计算，包括参数、总体布置， 所设计的产品是面对哪些用户群的，其市场定位及其成本控制；选择合理性价比的配套 件。 3 第一章绪论 2 传动系统的设计，如发动机与双变匹配、驱动桥等；研究发动机与液力传动系统 优化匹配的方法，它不仅能分析车辆的动力性和燃油经济性，而且能根据预定的性能指 标和技术要求找出最佳的设计；计算整车的牵引性能。 3 以横置油缸转向桥依托，介绍了横直油缸转向桥的结构；进行了轴承强度计算； 介绍了负荷感应转向节能技术的应用。 4 结合动力制动技术和工作装置的油缸，分析了节能高效液压系统的原理，对主要 元件的选型进行了计算；分析了工作装置降噪、减振措施。 5 样机试制情况及检测结果。 4 长安人学硕i 二学位论文 第二章总体方案及总体计算 叉车是一种特殊的起重机械和搬运车辆，在其总体设计中反映了许多叉车的特点， 只有充分掌握了这些特点才能够设计好叉车新产品。叉车底盘及工作装置各系统的设计 参数主要配套件的选用都要通过总体设计来确定【9 , 1 0 ，叉车的操作也对叉车总体设计提 出许多要求，因此，总体设计是叉车新产品设计的重要环节。新产品设计时要对同行业 其他单位的产品要有详细的了解，同时要对国家标准、法规等有所了解。还要与企业制 造能力、质量控制体系相适应。 2 1 总体设计要求 2 1 1 总体设计要求符合的标准【1 1 1 5 】 g b l 0 8 2 7j b t 2 3 9 1j b t 3 3 0 0 等叉车产品通用标准 q j h l1 2 9 0 8 0 30 5 1 0 吨叉车出口欧共体安全检验规则 q a c2 0 0 1 7 - 2 0 0 2 环保型内燃平衡重式叉车 q j h l1 2 9 0 8 1 4 - 2 0 0 6 5叉车机外辐射噪声限值的测量方法( e ni s 0 3 7 4 4 ：1 9 9 5 ) 0 0 0 1 4 e c 关于统一各成员国有关户外机械设备环境噪声排放法规 2 1 2 可靠性要求 门架耐久性试验1 0 万次，不出现焊缝开裂、较大磨损等缺陷； 驱动桥壳及转向桥体3 0 万次台架试验； 前轮胎4 0 0 小时内不能更换； 首次故障时间：6 0 小时； 平均无故障时间：2 0 0 小时。 2 1 3 设计质量控制 整个设计过程必须贯彻“设计、工艺、检验、使用”四基准统一原则，并贯穿于校 对、审核、标准化始终； 对配套件和协作件必须执行“外购件、外协件确认程序”制度，确保配套件质量； 大容积进、排气消声器、护顶架、轮胎、门架、发动机等部件进行先期试验后方可 上车； 选择购买合适国外样机，进行研究吸收其优点； 5 第一：章总体方案及总体计算 2 1 4 关键技术研究 环保发动机搭载及匹配 1 6 , 1 7 | ( 进排气阻力及排放测试) ； n v h ( 噪音、振动、排放) 项目研究； 整机噪声值按出口欧美指标，控制在标准之内，研究内容为： 整机噪音场强；排气消音器研发( 插入损失与传递函数) ； 其它降噪措施( 屏蔽技术应用等) ； 带驾驶室后，驾驶员耳边噪音控制研究； 研究整机共振点，共振点转速降到怠速以下，降低振动频幅，提高操作系统舒适性； 2 1 5 制造技术研究 提高门架槽钢焊接制造精度，替代进口槽钢； 研发重点：制造精度及材质选用； 发动机罩、仪表架、侧盖等覆盖件成型制造技术； 车架研究承载油箱简洁，外装饰件成型； 2 1 6 成本控制 与h 系列4 5 吨叉车类比：进口主机可提高2 0 ，即：1 1 5 1 2 0 = 1 3 8 万元，国 产主机与h 系列持平，即：1 1 5 万元。 2 1 7 其他要求 顾客及市场方面的要求：h 系列叉车自投放市场以来，国内销售和出口量逐年增加， 为我厂创造了较好的经济效益。随着国家经济技术进步的发展，需要有更加环保安全、 性能优良、外形时尚、可靠性高、价格合理的新产品参与市场竞争。根据这些要求，决 定开发环保型新系列叉车。 2 2 总体方案 2 2 1 绿色环保 整车排放符合欧洲和美国e p a 第三阶段环保标准；选用负荷感应带优先阀转向器， 液压系统高效节能，降低整车的燃油消耗；采用环保材料制品，如隔音板、隔热挚等柱 塞式起升油缸且起升系统上下缓冲，降低门架的冲击和振动；采用隔音吸音堵板等措施， 降低整车噪声 8 ，9 。 2 2 2 安全可靠 6 长安人学硕j ：学位论文 采用动力制动车轮抱死、制动距离5m ； 左右轮偏刹距离4 3 0 0m i l l ； 制动踏板力 3 0 0n 动力制动再确认； 手制动操作力2 0 0n ； 多路阀手柄操作力 2 5n ； 方向盘手柄操作力 1 5n ； 离合器踏板力 2 0 0n ； 脚操纵为下置踏板式； 换向手柄在方向盘下边，电液换档自动操纵； 驾驶员周围不能有外漏液压管路； 转向桥与车体联结有减震装置； 门架开档尺寸增加，提高司机视野； 所有的管、线类走向离排气管的距离大于l o o m m ； 热平衡温度指标：散热器进口水温1 0 5 出口水温1 0 1 ； 变矩器油温1 0 5 液压油箱油温9 8 ； 驾驶室可由异型钢护顶架通过贴片式安装，高强度的车顶让您更安全，符合i t s d f b 5 6 1 - 2 0 0 5 的要求； 停车制动增加安全保护措施，手制动拉上后，即使操纵档位手柄，叉车也不会行走； 前悬减少1 5 m m ，整车稳定性更好； 所有高压管路均远离驾驶员并且隐藏布置，保证安全； 门架管路系统配有爆管阀，即使管路破裂，货物也不会突然掉落； 符合安全性的全车线束，采用防水插接件。 2 2 3 操作舒适、维修方便 1 6 , 1 7 】 采用动力制动系统，大大减轻脚踏板力 电液换向技术，双手柄轿车化组合开关，换档操作轻便 匹配选用环保发动机；机外辐射噪音( 声功率级) 1 0 6d b ； e ni s 0 3 7 4 4 ：1 9 9 5 ； 司机耳边噪音( 卢压值) 8 ld b 烟度4 波许以下； 比排放量；按q a c 2 0 0 1 7 环保型叉车出口欧洲和中国排放要求执行 7 第一：章总体方案及总体汁算 油耗参数：最低油耗点与传动系统匹配点应为较佳位置； 内门架、滑架之间设计采用偏心轮结构，降低运行噪音； 所有操作杆的孔、销轴配合间隙要合理，减少振动和杆系间隙； 变速箱挂泵，液压系统的维修简化 门架开档增大4 0 r a m ，视野大幅度改善 车架内开档增大3 6 r a m ，车架侧板可方便的拆卸 方向盘直径减少6 0 m m ，操纵方便 宽敞的上下车踏板和驾驶空间，增加了腿部空间 车体内开档与h 系列型叉车相比增加3 0 r a m 以上； 护顶架型钢选材便于加司机房，机装司房为贴片式结构； 机罩开启角度8 5 。，且开启后发动机部分要尽量外露； 风扇皮带更换不应拆水箱等部件； 手制动操纵器设计时应考虑加装司机室后便于调整； 2 2 4 外形时尚 低前仪表架、配重设计两侧要丰满、车架趋势与3 吨环保型叉车类似、油箱简洁、 外装饰板成型、倾斜缸后座尽量下沉；大圆弧造型，外形流畅，动感时尚；仪表架及机 罩整体成型，质最可靠，外形美观。 2 3 总体计算 2 3 1 参数【1 8 】 轴距l ：2 0 0 0 m m 前悬l 4 ：5 5 5 m m 后悬l 2 ：5 7 5 咖 载荷中心距：6 0 0 m m 总宽w - 1 4 8 0 m m 高h 2 ：2 2 7 0 栅；h 12 3 5 0 m m 自重w ： 7 1o o k g 总重w ： l1 6 0 0 k g 平衡中的重量：4 5 吨配重重 量：2 5 6 0 k g ( 见图2 1 ) 8 长安大学硕l 学位论文 前后桥负荷：满载工况，前桥后桥：1 0 2 5 0 1 3 5 0 k g ；空载工况：前桥后桥： 2 6 7 0 4 4 3 0 k g 2 3 2 制动系统 制动系统是叉车安全行使的重要装置，要求工作可靠、制动平稳、操作轻便，该 系列叉车的制动系统包含行车制动和停车制动，两套制动系统共用一套制动器，为二合 一制动系统。其操纵又是相互独立的脚操纵系统和手操纵系统【19 1 。 制动系统型式：前轮制动，液力式 制动阀： 型式：液压式 压力：5 0k g c m 2 随动比：4 5 制动器： 型式：带停车制动的双伺服式 踏板比：5 0 分泵缸径：3 1 7 5 m m 制动鼓内径：3 1 7 m m 摩擦片尺寸：3 3 0 x 6 xl o m m 摩擦面积：4 1 6 c m 2 停车制动器： 型式：前轮制动，内胀，液力式 制动系统由制动踏板、制动器和制动鼓、制动阀、油管等组成。 2 3 3 制动系统的计算口o 】 制动系统参数： 表2 1 制动性能参数 类别参数数量各注 制动器外径( m ) 制动鼓内径d s ( m ) 0 3 1 8 制动冈素b e f7 0 行车制动制动分泉内径d w ( m m ) 3 1 7 5 制动分泉面积a w ( m m 2 ) 7 9 1 7 3 a w = 3 1 4 d w 2 4 杠杆比i s 5 5 4 连杆效率r llo 9 9 第- _ j 章总体方案及总体计贸： 表2 1 制动性能参数( 续) 类别参数数量备注 制动器外径( m m ) 3 1 8 制动鼓内径d p ( f i l m ) 停车制动杠杆比i p 9 6 连杆效率r ll 0 8 钢丝绳效率r 1w 0 7 总泵内径d m ( 姗) 2 5 4 总泵 总泵面积a m ( m m 2 ) 5 0 6 7 a m = 3 1 4 d m 2 4 无负荷叉车质量w ( k g ) 7 1 0 0 转动等效质量w f ( k g ) 4 9 7 w f = 0 0 7 w 无载前桥负荷w d ( k g ) 2 7 5 0 无载前轮滚动半径r ( m ) 0 4 1 无载水平重心位置l o ( m ) 1 0 4 6 无载垂盲首心位置h o ( m )0 4 0 5 满载叉车质量w ( k g ) 1 0 5 6 0 满载前桥负荷w d ( k g ) 9 0 1 0 叉车参数满载前轮滚动半径r ( m ) 0 4 0 满载水平重心位置l 0 ( m ) 0 2 4 5 满载垂直重心位置h 0 ( m ) 0 4 满载后桥负荷w r ( n ) 1 3 5 0 空载最大速度v m a x ( k m h ) 2 4 满载最大速度v m a x ( k m h ) 1 9 轴距l ( m ) 2 滚动阻力系数f 0 0 3 轮胎与路面的粘附系数u 0 6 脚踏板力与制动力的关系( 图2 2 ) ： 主 一 夏 r 山 r 督 蕃 空载时踏力与制动关系曲线 0 0 0 0 縻瑟震蘩缀獗蕊j 粕 # 新z i 鼻嚣o r 女；c t 鳓掰瓣e n 瓤矗 荔黉繁簇溱隧篓鬻翥蒸嚣鬻 豢蒸纛溅纛豢鬻黼 蘩溱蒸蘩戮骥繁豢鬻嚣鬻蒺鎏 m 。：鬯鎏鍪箧鋈鋈 图2 2 脚踏板力与制动力的关系 0 0 0 0 0 j) 们 加 长安人学硕l ：学位论文 行车制动性能计算结果( 见图2 3 ) ： 表2 2 行车制动性能计算结果 行车制动性能计算计算结果 踏力b f ( n ) 1 0 02 0 03 0 04 0 05 0 06 0 0 总泵压力p i n ( m p a ) 1 8 62 0 22 1 32 2 12 3 32 4 3 分泵推力f w ( n )3 4 8 0 8 1 5 0 8 7 1 09 3 4 0 9 9 7 01 0 6 9 0 制动力矩t b ( n m ) 3 8 7 09 0 7 09 6 9 01 0 3 9 01 1 1 0 01 1 9 0 0 制动力f r m ( n ) 空载 1 8 8 8 04 4 2 6 04 7 2 9 05 0 7 0 05 4 1 6 05 8 0 7 0 制动力f r m ( n ) 满载1 9 3 5 04 5 3 5 04 8 4 5 05 1 9 5 05 5 5 0 05 9 5 0 0 减速度qb ( g ) 空载 0 2 9 5o 6 5o 70 7 50 7 9o 9 减速度q b ( g ) 满载 o 1 9o 4o 4 30 4 60 4 90 5 2 最大速度v m a x ( k m h ) 时 4 8 22 1 92 0 31 8 91 81 5 8 制动距离s ( m ) 空载 最大速度v m a x ( k i n h ) 时 7 4 83 5 53 3 13 0 92 92 7 3 制动距离s ( m ) 满载 最大速度v m a x ( k m h ) 时 制动停止距离s m a x ( m ) 5 3 62 7 32 5 72 4 32 3 42 1 2 空载 最大速度v m a x ( k m h ) 时 8 0 l4 0 83 8 43 6 23 4 33 2 6 制动停止距离s m a x ( m ) 满载 制动效率r le ( ) 空载2 9 5 6 5 7 07 5 7 9 9 0 制动效率f l e ( ) 满载 1 94 04 34 6 4 9 5 2 前进无负荷打滑时的制 2 1 4 1 1 6 动力f r s ( n ) 前进无负荷打滑时的减 2 5 5 速度qs ( g ) 后退负荷时打滑时的制 5 1 9 5 7 8 动力f r s ( n ) 后退负荷时打滑时的减 0 4 8 速度q s ( g ) 前进负荷时倾翻极限时 0 3 0 7 的减速度qb ( g ) 满足 车速l o k m h 负荷工况制 ab a 动距离s = 2 5 m 时的减速 0 1 5 7 5 2 5 时， 度q2 5 ( g ) 叉车不 会倾翻 第二：章总体方案及总体计算 停车制动性能计算： 表2 3 停车制动性能计算结果 停车制动性1 h r i ； - 算 1 、手制动拉杆力为b i = 3 0 0 n 时的制动力和制动坡度 每只制动器的制动输入力 5 5 4 4备注 f h ( n ) 无负荷时的制动力f r p ( n ) 1 0 0 0 0 前进 无负荷时的制动力f r p ( n ) 1 2 6 8 0 后退 负荷时的制动力f r p ( n ) 1 0 2 5 0 前进 负荷时的制动力f r p ( n ) 1 3 0 0 0 后退 无负荷时的制动坡度 1 5 3 t g0 ( ) 前进 无负荷时的制动坡度 1 9 6 t g0 ( ) 后退 负荷时的制动坡度 8 8 t g0 ( )前进 负荷时的制动坡度 l1 2 7 t g0 ( ) 后退 2 、无负荷在2 0 坡道上制动力 制动力f r p ( n ) 1 2 9 5f r m = 2 * t b r 制动力矩t ( n m ) 2 6 5t b = b e f 半d s 2 木f w 手制动拉杆操作力b 1 ( n ) 2 7 5f h - - 4 5 7n 后退 3 、减速度为0 2 9 时的制动( 无负荷) 制动力f r p ( n ) 1 2 1 5 0 f r m = 2 * t b r 制动力矩( n m ) 2 4 9 2t b = b e f 木d s 2 半f w 手制动拉杆操作力b 1 ( n ) 6 7 4f h = 4 9 1n 前进 手制动拉杆操作力b 1 ( n ) 后退 。 5 3 0f h - - 4 3 2n 1 2 长安大学硕l 学位论文 图2 3 制动受力分析图 w - 叉车空载重：景；a - 叉车合成重心至前桥的距离：l _ 轴距： h 一合成重心的高度：r 1 m a x 一制动力；r 2 m a x - 前桥的支反力； 按附着条件确定制动力、制动力矩及制动距离： 表2 4 制动距离计算结果 按粘着条件确定制动力、制动力矩及制动距 离 1附着力系数巾o 7 2叉车轴距l ( m ) 2 3重心高度h ( m )0 4 0 5 叉车合成重心至前桥中心 4 1 0 4 6 线的水平距离a ( m ) 5车轮滚动半径r ( m )0 4 l 6 叉车行驶速度v ( k m h ) 2 4 7 叉车空载重量w ( k g ) 7 1 0 0 8制动力p4 6 6 8 9制动力矩( n m ) m9 5 6 9 1 0制动距离( m )s4 6 7 2 3 4 整车稳定性 叉车的稳定性是叉车在各种工作状态下抵抗倾翻的能力，对于保证驾驶员的安全至 关：霞要。包含以下四项【2 l l ：1 满载堆垛时的纵向稳定性：2 满载行驶时的纵向稳定性； 3 满载堆垛时的横向稳定性；4 空载行驶时的横向稳定性。按下表计算： 1 3 第一二葶总体方案及总体计算 表2 5 整车稳定性计算平衡表 z m 。m ， 稳定性计算平衡表： 2 7 叫。2 彳 重心位置的基点( ”o ”) 在驱动桥中心。重心位置在基点以上为正，在基点以下为负。 质量水平坐标垂直坐标水平力矩 垂直力矩 项目 k g mn mn mn m 发动机( 含油、 水) 3 7 5 1 2 5 10 2 9 8 4 5 9 7 1 4 1 0 9 5 2 冷却装置 4 31 9 70 5 3 78 3 0 1 52 2 6 2 9 燃油供给装置 9 01 3 1 5o 2 61 1 5 9 82 2 9 3 排气装置 9 32 0 1o 4 31 8 3 l3 9 0 3 电气装置4 01 0 8o 4 4 4 2 3 41 7 2 5 传动装置 4 0 0o 3o 0 41 1 7 6 01 5 6 8 驱动桥 3 3 0000 00 0 转向系统l lo 2 8 o 7 33 0 17 8 6 转向桥 2 2 41 9 20 0 6 64 2 1 4 9 - 1 4 4 8 驱动轮 1 3 9o0o oo 0 转向轮 7 62 - 0 0 6 61 4 8 9 6- 4 9 2 离合( 微动) 硐i 2 10 6 5o 3 61 3 6 57 5 6 制动踏板 手制动装置 30 4 5o 7 91 3 2 32 3 2 2 6 车架9 6 5 1 0 8o 1 61 0 2 1 3 5 61 5 1 3 1 2 仪表架 2 90 1 30 7 53 6 92 1 3 1 机罩 7 81 1 80 6 99 0 1 95 2 7 4 底板8 60 4 70 4 9 3 9 64 1 3 座椅 1 21 1 81 0 51 3 8 71 2 3 4 8 泵 3 8o 6 80 3 52 5 31 3 1 阀 1 5o 2 20 5 82 9 48 5 2 前板总成 1 8o 0 50 3 48 86 0 o 油箱 1 0 7o 9 80 3 21 0 2 73 3 5 液f 畏系统 1 5 8o 90 5 61 3 9 3 58 6 7 i 倾斜油缸 4 30 1 20 65 0 52 5 2 8 护顶架 1 5 9o 9 51 5 01 4 8 0 2 92 3 3 7 3 平衡重 2 2 8 02 1 5 00 5 64 8 0 3 9 61 2 5 1 2 6 4 车体小计：g c 5 6 2 50 8 9 60 4 2 87 8 3 6 2 5 72 0 8 3 3 8 6 1 4 长安人学硕l ：学位论文 表2 5 整车稳定性计算平衡表( 续) 质最水平坐标 垂直坐标 水平力矩 垂直力矩n m 项目：3 米门架起升起升 起升 k g mn m 起升3 0 0 m m 3 0 0 r a m3 0 0 0 m m3 0 0 0 m m 货叉1 8 00 7 3 50 1 0 52 9 2 1- 1 2 9 6 5 41 8 5 2 25 1 5 2 6 4 4 货义架 2 1 0 4一o 4 60 3 4 2 3 0 7 7 - 9 4 8 4 8 37 0 5 1 7 6 6 6 3 4 4 5 2 8 装 外门架4 9 80 2 6 80 6 8 80 6 8 8- 1 3 0 7 9 53 3 5 7 7 1 53 3 5 7 7 1 5 卸 内f i架 2 3 6 6- 0 3 4 40 7 3 4 2 4 2 6 - 7 9 7 6 2 61 7 0 1 9 1 1 5 6 2 5 1 1 8 装 起 缸 5 0 0 2 1 60 6 6 00 6 6 01 0 5 8 43 2 3 43 2 3 4 置 升 活 塞5 00 2 1 61 1 3 22 4 9 7- 1 0 5 8 45 5 4 6 81 2 2 3 5 3 缸 杆 小计：g m 1 2 2 5一o 3 80 5 6 8 7 1 8 3 4 7- 4 5 6 2 2 86 8 2 8 1 0 32 2 0 2 6 9 3 无负荷时合计： 6 8 5 01 0 9 90 4 1 2 0 6 3 8 4 7 3 8 0 0 2 9 2 7 6 6 2 4 2 4 2 8 6 1 2 5 g c + g m 起重量：g w 4 5 0 0- 1 0 7 0o 43 1- 4 7 1 8 71 9 8 4 51 5 3 7 9 8 4 5 负荷时合计： 1 1 3 5 00 2 3 90 4 2 71 7 6 82 6 6 1 3 2 94 7 5 0 7 4 21 9 6 6 5 9 7 g c + g m + g w 稳定性系数和桥负荷计算：新系列c p c d 4 5 稳定性系数：即叉车标准无负荷状态水平力矩与载荷水平力矩之比 稳定性系数一无负荷水平 稳定性系数= 1 5 6 1 5 6 力矩起重量水平力矩 空载桥负荷 2 7 1 0 负荷百分比( ) 3 9 6 驱动桥 满载桥负荷 9 7 5 0 负荷卣分比( ) 8 5 9 空载桥负荷 4 1 4 0 负荷e 分比( ) 6 0 4 转向桥 满载桥负荷 1 6 0 0 负荷百分比( ) 1 5 1 表2 6 整车稳定性计算结果 稳定性计算：新系列c p c d 4 5 项目符号单位数值备注 1 轴距 l m2 0 2 前轮距 bm1 1 8 0 3 前后轮中心高度差 i i omo 6 6 4 转向桥i 口l 转中心离地面高h pm0 3 0 8 5转向# 销问距b m1 0 2 6 轮胎绕转向主销旋转、仁径r sm0 0 8 5 3 7 后桥摆动角度y r a d0 0 5 2 4 第- 二章总体方案及总体计算 表2 6 整车稳定性计算结果( 续1 ) 稳定性计算：新系列c p c d 4 5 项目 符号举位数值务注 弹性常数k f 0 0 0 0 0 0 7 9 前轮变形常数 6f 0 0 0 5 轮胎半径r f0 4 弹性常数 k r 0 0 0 0 0 1 1 5 后轮变形常数 6r 0 0 0 4 轮胎半径r r0 3 0 8 重最g c k g 9 6 5 车体 车体水平重心距离 l cm1 0 8 车体垂直重心距离 h cmo 1 6 装卸装置重量g m k g 1 2 2 5 装卸装置水平重心距离l mmo 3 8 装卸起升高3 0 0 0 ，装卸装置乖直重心距离 h mm 1 8 3 4 7 装置 起升高3 0 0 ，装卸装置垂直重心距离 h m 3 0 0m 0 5 6 8 7 1 2 门架最大后倾角b r a d 0 2 0 9 4 负荷 载荷重量g w k g 4 5 0 0 ( 起 载衙的水、f 重心距离l wm- i 0 7 0 重 起升高3 0 0 0 ，载荷垂商重心距离 h wm 3 1 最) 起升高3 0 0 ，载荷垂赢重心距离 w 3 0 0mo 4 稳定c o sto = l e l 2 + ( b 2 ) 2 4 ( i 2 )0 9 5 9 4 性 常数 s i nto = ( b 2 ) l 2 + ( b 2 ) 2 4 ( 1 2 ) 0 2 8 2 2 额定起蕈量 第一项稳定性：满载堆垛时的纵向稳定性标准值：4 4 5 t l 综合水、f 重心距离l lm0 2 3 9 2 综合垂商重心距离h im1 7 6 8 3 轮胎变形产生的修正坡度 yl0 0 0 7 8 驱动轮承受全重时，跑离地面 4 h l m1 9 7 5 9 综合垂轰重心距离 5 倾斜坡度 i l 1 0 2 6 8 额定起重量 第二：项稳定