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叉车 技术总概 主要叉车部件 轮胎 地面承受压力 门架 货叉 液压系统内燃叉车的发动机和传动系统气体的排放 索引 电动叉车的电机和传动系统电瓶噪音 稳定性 剩余载荷能力VDI数据工作通道牵引最大爬坡能力 叉车主要部件 叉车的主要部件 门架 货叉架 货叉 平衡重 护顶架 门架控制手柄 底盘 载荷 液压系统 发动机 传动系统 液压油管 油箱 底盘 叉车主要部件 后桥 牵引杆 叉车主要部件 所有的叉车部件安装在叉车的底盘上 底盘 内燃叉车 柴油和液化气 马达 电机 电动马达 直流和交流 叉车按照动力来源分为 内燃叉车 柴油和液化气发动机 以及电动叉车 从电机 发动机 到车轮的运动的传递是通过传动系统实现的 传动系统内部有减速齿轮 在内燃叉车的系统内部有变速齿轮 传动系统 后桥是转向桥 可能是3轮的或4轮的 4轮的后桥通常转向的实现是通过油缸进行 3轮的后桥转向通过链条来进行的 后桥 所有平衡重安装在以前轴为轴线的叉车上 它是叉车上最重的部件用来帮助叉车负载时保持平衡 电动叉车的电瓶重量是平衡重重量的一部分 这就是为什么内燃叉车的平衡重比电动叉车的重的原因之一 平衡重是为了在稳定力矩和倾翻力矩之间保持大约1 4左右的稳定系数 平衡重 轮胎参数 叉车上使用的轮胎主要类型有 实心胎 全橡胶轮 充气胎 光面胎 全部由橡胶或聚氨酯材料组成 厚度较小 前桥可能安装双轮 充气的或实心的 轮胎 主要尺寸 主要轮胎的尺寸 实例 18X7 8 18外径 英寸 7外层厚度 英寸 8内径 英寸 7 00 12 7外层厚度 英寸 7厚度 英寸 12内径 英寸 7 7 12外径 英寸 200 50 10 200厚度 毫米 50厚度为宽度的50 毫米 10外径 英寸 注 1英寸 25 4毫米 轮胎尺寸 18x7 8 7 00 12 200 50 10 127 8x25 4 203 2 18x25 4 457 2 7x25 4 177 8 12x25 4 304 8 660 4 7x25 4 177 8 7x25 4 177 8 10 x25 4 254 454 200 200 x0 5 100 不同材料轮胎的硬度值 叉车轮胎使地面承受的压力可以通过下面公式粗率地计算 地面承受压强值 单位 压强Kg cm 轴重Kg轮胎直径cm轮胎外层宽度cm材料硬度在材料硬度表中 分布在地面上的重量的计算 注 上述是一个粗略的计算公式 如果需要精确数据 必须通过其他的公式 起升部分 门架 门架 门架按照其自身的特点分为 两级有限自由 两级全自由和三级全自由门架由下列部件组成 一个固定的门架同时带有一个或多个可以移动的门架一个或多个移动的门架一个货叉架油缸链条货叉 门架安装在叉车的前部 与叉车连接有两个部分 一个是固定的 与叉车的前桥相连 另一个是可移动的 通过倾斜油缸 门架的移动是通过小油缸的伸展来进行 大多数的叉车都有两个倾斜油缸 仅仅一些小的叉车上安装一个倾斜油缸 起升部分 门架倾斜 两级有限自由门架 由两级组成 一级是固定的 另外一级是可以上下运动的 货叉架通过链条随可以移动的一级一起运动 由于链条的定滑轮的缘故 货叉架的速度是滚轮上升速度的一倍 两级全自由门架 由两级组成 一级固定的 一级是可以移动的 货叉架可以全自由起升 指起升时门架没有伸展 然后再随着可以移动的一级门架移动 三级全自由门架 由一级固定的门架和两级可以移动的门架组成 货叉架可以全自由提升 门架没有伸展情况下 然后两级可以移动的门架开始运动 但是货叉架随最里面的一级门架移动速度快些 门架尺寸 H1 H3 H4 H2 H1 总高度H2 自由提升高度H3 起升高度H4 起升后总高度 叉车的载荷能力 所有的叉车都有相应的载荷能力 载荷能力显示叉车的最大所能承受货物的重量在两级有限自由们架起升高度小于2500mm以及一些仓储系列叉车的货叉超出车身的大小 门架起升高度超过3300mm时与轮胎还有关 所有在最大高度时的载荷能力必须标注 载荷能力大小的计算是在门架处于垂直位置时与载荷中心距相关连的 H 不同载荷能力下的载荷中心距 载重 1000kg400500600载重从1000kg到4999kg5006001000载重大于5000kg60011001500 B 影响叉车载荷能力的因数 这些主要因数 起升高度 如果起升高度增加 载荷必须相应减少以保证叉车的稳定 门架型号 平衡重式的叉车 门架是处于车轮的外面 增加门架的重量和厚度 后桥上的载荷减少 叉车的稳定性就降低 因此必须降低叉车的载荷能力来保证叉车的稳定 轮胎 轮胎的变形程度越大 光面胎 实心胎 充气胎 稳定性影响越大 因此叉车的载荷能力必须降低 属具 叉车一直带有的载荷同时增加载荷中心距 载荷中心距 载荷中心距的增加就增加了货物重心到前桥的距离 在起升下降过程中稳定性降低 因此载荷能力就降低 护顶架 h6 H6 护顶架高度 OHG 通常从驾驶员座椅到护顶价的距离是1000mm 但是970mm也是可以的 座椅距离 OHG 门架尺寸 2390 1200 限制 h6 高度OHG 大于2390mmh1 2390mmH2必须大于等于1200mm例如 XD25 h6 2170 就符合要求 XD h3 2750 h1 2110 h2 1475 3500 5000 限制 h1 5000mmh4 5700mm不需要全自由提升使用XD25SX门架 h1 3455 h3 5150 5700 门架尺寸 3300 5000 条件限制 h1 5000mmh4 6100mmH2 1200mmXD25TX5m h1 2460 h3 5075 h4 6100 h2 1825 6100 2600 1200 门架尺寸 载荷中心距 载荷中心可以认为是货物的重心 我们假设货物都是很规则的形状 我们认为货物重心就是载荷中心 因此我们就必须从货叉的面量货物的纵向距离 1000 1200 搬运1000 x1200mm的托盘 从1200mm一侧叉取 载荷中心距是500mm 如果从1000mm一侧叉取同样的托盘 载荷中心距就是600mm 载荷中心距 B B B B 载荷中心距 1000 1000 1000 200 1300 1000 1000 Pallettdiugualpeso B 650 B 500 B 1000 1000 B B B B 500 B 700 B 500 B 500 1000 货叉按照FEM挂接等级分类 主要的尺寸有 长度 厚度 宽度 货叉 货叉架 FEMclass货叉架上挂接货叉或属具 尺寸根据FEM的挂接安装等级 货叉架的表格 Class FEM FEM A B W X Y Z 载荷能力 1 A1 76 331 305 28 小于999Kg LC400 1 B1 114 331 305 28 小于999Kg LC400 2 A2 76 407 381 31 从1000到2500Kg LC500 2 B2 152 407 381 31 从1000到2500Kg LC500 3 A3 76 508 476 40 从2501到4999Kg LC500 3 B3 203 508 476 40 从2501到4999Kg LC500 4 A4 127 635 597 47 从5000到8000Kg LC600 4 B4 254 635 597 47 从5000到8000Kg LC600 5 A5 127 728 678 65 从8001到10 999Kg LC600 5 B5 254 728 678 65 从8001到10 999Kg LC600 叉车的液压系统 叉车的液压系统实现门架的运动 包括属具 以及转向的助力作用 液压系统的主要部件有 泵 分配阀安全阀 旁路阀 油缸 油箱 液压油管 叉车的液压系统 最大压力阀 液压系统的示意图 转向油缸 转向分配阀 其他油缸 油箱 倾斜油缸 倾斜停止阀 泵 马达 优先分配阀 分配阀 起升油缸 下降阀 减速阀 液压泵与发动机或电动马达相连 根据其转速相应地将液压油从油箱输出 泵的特征数据是其流量 即泵每旋转一圈所送出的油的数量 cm3 turn 在电动叉车中 泵直接与电动马达相连 在内燃叉车中泵直接连接到发动机或传动系统 液压泵 液压马达看上去像一个泵 只是与泵的工作相反 油流入马达内来转动轴液压马达的特征数据是其流量 即泵每旋转一圈所送出的油的数量 cm3 turn 液压油的流量是由泵提供过来的 液压马达 输出口 输入口 油箱 液压分配阀控制液压油的流向 它是通过控制手柄来完成的 最大压力阀都在分配阀的内部 如果分配阀内部的最大压力值超过了设定值 这个阀就会打开 并将液压油送回油箱 液压分配阀 最大压力阀 分配阀 最大压力阀 泵 油缸 排放口 转向系统由转向分配阀来控制 这个阀直接由方向盘来控制 它根据方向盘旋转的速度和圈数分配相应数量的液压油给转向油缸 转向分配阀直接连接在一个优先分配阀上 通过一个载荷传送油管 优先分配阀收回那些优先于其他液压元件到达转向的液压油 转向系统 转向油缸 泵 优先阀 油箱 分配阀 转向阀 载荷传感 油管 倾斜系统帮助门架实现前倾 后倾的动作 停止阀避免在载重状态下自动前倾 倾斜系统 止动阀 分配阀 倾斜油缸 起升系统 安全阀 起升油缸 减速阀 下降安全阀 分配阀 起升系统允许货叉上升下降 由油缸 下降安全阀和减速阀组成 减速阀用来限制下降时的最大速度下降安全阀用来降低油管突然爆裂时货叉的下降速度 XD25 30附加油路 Lift Tilt 标准 两个操纵杆 两路分配阀 选装第三路液压阀 可提供另外一个操纵手柄 另外一路阀以及油管 选装第三 第四路液压阀 可选装另外两个操纵手柄 另外两路阀以及相应的有管 3rdHydraulic 起升 倾斜 Lift Tilt 3rdHydraulic 4thHydraulic 内燃叉车中的发动机和传动系统 传动系统 现在 我们在使用的叉车有3种不同种类的传动系统 液力变矩器传动系统 市场占有率60 静压传动系统 市场占有率38 电动传动系统 与柴油发动机相结合 市场占有率2 使用液力变矩器传动系统的 OMPimespo Toyota Clark Komatsu Nacco Hyster Yale Sumitomo Jungheinrich Nissan MCF Mitsubishi Caterpillar 使用静压传动系统的 Linde BTCesab Jungheinrich Nacco Hyster Yale Lugli DetasRobustus 使用电动传动系统的 Still 液力变矩器传动系统 流体动力传动器是与液压发动机相结合的机械传动器 也就是说 在发动机和挡位之间插入电偶转换器 此电偶转换器通过使用相匹配的油 成为传动器的必须装置 使其发挥最好的作用 使用一些电子液压离合器 如同轿车上装有的自动排挡 以使铲车调头或在调头后插入主行驶道 液力变换器 发动机传送动力至泵 引起油的运动 运动中的油引起与传动器相连接的涡轮的旋转 液力变换器由一个泵合一个涡轮面对面地连接在一起 泵 涡轮 发动机轴 变矩器轴 微动踏板 微动踏板允许精确的调动升降 和汽车的离合器一样 允许发动机和传动器的分离 静压传动器是一种液压传动器 发动机使液压泵旋转 再使与轮子相连接的液压马达转动 并非是发动机和车轴之间机械性 齿轮 的连接 所有动力的传送是通过油的流动来实现的 静压传动器 静压传动器 示意图 柴油发动机 液压转向 转速调节 控制阀门 分配阀 液压起升 液压泵 调节器 静压传动器和液力变矩器传动器 优点 缺点 适合高速度 铲车控制的调节较少 更经济 驾驶较累人 缺少释放脚闸的制动器 优点 缺点 静压制动器 花费成本较高 容易调节机器 不适合高速度 精确的驾驶 高效率 驾驶较省力 高可调节性 液力变矩器传动器 静压传动器 电动传动系统 在采用电动传动系统的叉车中 驱动是通过电动马达来实现的 电力产生于与内燃机相配对的发电机 全套系统由电子设备控制 内燃机过滤器 内燃机吸入空气 排出气体 为不损害发动机的运作 吸入的空气必须经过过滤 排除的气体 为减少污染 也要经过过滤 空气 废气 空气过滤器 废气处理 空气过滤器 标准空气过滤器 是出现在所有内燃机上的标准过滤器 油洗过滤器 是一种用在多尘环境下的过滤器 从而取代了标准过滤器 在它的内部 空气在被吸入前 先被通过油而将杂质去除 旋风过滤器 附加在标准过滤器上 利用管道系统引起的空气旋转 所产生的离心力 杂质被置放在过滤器的边上 可以被清洗 不需要其他替换材料 油 滤油芯子 标准空气过滤器 油洗过滤器 旋风过滤器 电力叉车的电机和传动系统 电流 运用电流图来说明 电阻R 由电源 如 干电池 蓄电池 产生的电压V 在电流循环中 电流I等于I V R 单位 R 欧姆 V 伏特 I 安培 电流和电压的乘积为功率 功率 电压 电流 瓦特 如果电源提供持续的电压是恒定的 也就能产生恒定的电流 如果相反电源提供频率为F的交流电电压 则产生绝对值在F以内的交流电电流 电池提供电力叉车的能源 电池提供电流 安培 和电压 伏特 电池由多个串联的单体组成 以达到所需要的电压 每个单体电压是2伏特从侧面的图片可以看到有24个单体 即电池是电压是48伏特通常讲一个电瓶 可在5个小时内持续放电 如在5个小时内 48 400AH的电池可提供400安培小时的电量 80安培每小时 电池 电池的种类 在叉车中主要有3种种类的电池 传统的标准电池 铅酸蓄电池由二氧化铅和硫酸电解液组成 需要定期来补加蒸馏水来保证电解液的平衡 可循环电解液电池 电池中有一管子 在充电时 吹入空气 使电池各元件减少摩擦 能更好的充电 充电时间减少15 电池的平均寿命增加 需要适合于真空泵的充电器 胶质电池 电解液呈胶状 无需保养 在充电过程中不产生气体 不可就地充电 干净 无损失 需要相配的充电器 充电器种类 1 充电器是单相的 连接220V插头 小功率 和三相的 连接380V插头 工业用途 如同商标一样 所有充电器都有运作电压 必须和电池相一致 和供应的安培 如 48伏 100A 根据充电器运作的曲线 充电器可分为 Wa 标准充电器 容量可一分为6 如 一个48V 600A的电池可由Wa48 100A充电器进行充电 充电时间大约在12小时 WoWa 快速充电器 容量可一分为4个 如 一个48V 600A的电池可由Wa48 150A充电器进行充电 充电时间大约在8小时 充电器的种类 2 IUIa 为胶性电池充电的充电器 容量可分为8甚至2 5 适合不同的电池 容量分为2 5时 充电时间将大大减少 6 7小时 含空气接口的WoWa 可循环电池充电器 容量可一分为4 如 一个48V 600A的电池可由WoWa48 150A充电器进行充电 充电时间大约在8小时 高频充电器 高科技充电器 运用IUIa曲线 经常是变压的 容量可分至甚至2 5 6 7小时的充电时间 成本相当高 电动机 定子 转子 磁场 电枢 电动机 碳刷 整流器 电容器 线圈 轴承 外壳 电机接线 磁铁 电枢 电枢 垫衬 导线 直流电动机 外壳 绕线圈的定子 转子 电机轴 换向器 碳刷 直流电动机的励磁 直流电动机根据励磁的运作方法来分类 也就是说根据电动机内部的电流路径 感应电流路径 发动机可分为 永久磁力发动机串联励磁发动机并联励磁发动机组合励磁发动机分立励磁发动机 永久磁力励磁 串励 并联励磁 组合励磁 串联 并联 独立励磁 在同一平面上 以120 角度置放3个线圈 在3个120 的线圈中供给频率为F的交流电 称为三相 在系统的中心形成频率为F的磁场 三相交流电动机 主要运作 旋转磁场 120 120 在旋转磁场的中心放上由线圈组成的转子 在线圈上产生力 使转子旋转 在转子内电流不被传送 没有电刷 交流电动机 外壳 绕线圈的定子 绕线圈的转子 电机轴 AC DC L1 L2 L3 三相交流电动机 控制器 电动叉车总示意图 Batteria 传动系统 牵引电动机 车架带刹车 电池 电器 电机泵 直流电动机和交流电动机 电动机提供的服务 S2x分钟 发动机不超越自身绝缘等级 热能临界点 可提供X分钟牌上所示的功率 如 3kWS210min的发动机 可提供10分钟3kW而不产生任何问题 KBx分钟 如同S2 被通常用作指出可在斜坡上的时间 如KB5min 15 的斜坡 意味着叉车可在15 的斜坡上运行不超过5分钟 S3x 工作间歇周期时间为10分钟 按标准定义 发动机在x 的间歇性周期内 可提供正常功率 如 3kWS320 的发动机 可在间歇性周期的20 即2分钟 内 无任何问题的提供3kW 绝缘等级绝缘等级为H的发动机的加热曲线 绝缘等级A 105 C 绝缘等级B 130 C 绝缘等级F 155 C 绝缘等级H 180 C 绝缘等级C 180 C 服务时间 KB60 oS260分钟 绝缘等级指出了发动机最高可运作的温度 也就是说5kWS260min的发动机 以最大功率运作60分钟而不会超过它相关绝缘等级的温度 20 50 105 125 155 175 200 60 120 分钟 225 叉车噪音分贝 叉车所产生的噪音是根据UNIEN12053标准定义测试的 U M手册上及技术幻灯片上 所写的噪音数值为75 85dB车辆上专用标签上 2000 14CE标准要求的 指示的数值范畴为100 120dB声音的大小并非是相对尺寸 叉车的稳定性 叉车的倾翻 前倾翻 过度超载或超载且处于运动 刹车 中 特别是在高处时 可造成叉车的前倾翻 叉车的倾翻 四轮叉车的后轴是固定在底盘后部的中间 由此可见它的侧倾与3轮叉车非常相似 侧倾 倾翻时的旋转点 底盘后部车轴挂靠点 重心 空车时理论重心在三角内 此重心是假设插车所有货物都集中在一起 重心 载货时理论重心在三角内 稳定三角如果整体重心在稳定三角以外 叉车将倾翻 重心 垂直重心的移动 货物重心 叉车重心 整体重心 叉车的载重能力 叉车的载重能力是在设计过程中最先设定的 以便使叉车能超越预先设定的稳定系数 稳定和倾翻之间的关系 根据EN1726制定的标准 叉车所有被证实并认证的载重能力测试 任何一种测试都证明叉车会相对前翻和后翻 当叉车被改装时 它重量的分配也被改变了 例如 运用专业工具 有必要对载重能力进行重新计算 此载重能力被称为剩余载重能力 如果对叉车的改装深度的 有必要按EN1726标准重新进行稳定性测试 其他的只需重新计算剩余载重能力 稳定性测试 EN1726 EN1726规定的稳定性测试包括4项测试 叉车被置放在一倾斜的搁板上 叉车的载重必须与倾斜度所要求的标准一致 搁板最低倾斜度要求4 0 载重5000kg 搁板最低倾斜度要求18 测试N 1堆物纵向稳定性 测试N 2移动纵向稳定性 稳定性测试 EN1726 搁板最低倾斜度要求6 搁板最低倾斜度要求15 叉车最高速度1 4 测试N 3堆物侧向稳定性 测试N 4移动侧向稳定性 叉车载重能力 货物的重心 叉车的载重是对可搬动的货物 有必要知道货物的重量和其重心位置 同货物的重量一样 货物的重心距离较远将造成较大的倾翻可能 叉车的载重被根据叉车的运行等级定义成3个重心距离 对10q至50q的叉车来说 载货重心分为500mm 600mm和1000mm 驾驶员前座轮胎至货物的距离称为间距 间距 货物的重心距离 载重能力表格 重心 h3 门架种类 轮胎 带侧面移动 石 h3 起重高度 3300mm 剩余载重能力 2500 2250 1600 2500 2250 1600 不带侧面移动 对非标准重心的剩余载重能力的计算 为计算非标准重心的剩余载重能力 必须要计算力矩 叉车允许的载重重力力矩是 货物重量 不论其形状 载重能力表 乘以货物中心至司机位置前轮点的地面距离 Mg 载重x B X 为计算非标准重心的载重能力 必须要将叉车允许的重力力矩除以新的重心至车轴前轮的距离 新载重能力 Mg Bnuovo X 练习1 计算不带SL1和超级轮胎的XE15Simplex5m在最大起重高度和一般起重高度 3 3m 时的剩余载重 它将必须运载一个重心距离为1000 mm 的货物 叉车 参见技术幻灯片 车轴至货物的距离 x 365 mm Simplex5m的载重 1450 kg 重心距离500 mm 起重高度5 m 1500 kg 重心距离500 mm 起重高度3 3 m A 叉车在最大起重高度时允许的力矩为1450 x 365 500 1254250 kg mm 在起重高度为3 3时的力矩为1500 x 365 500 1297500 kg mm B 重心距离为1000mm的剩余载重 在最大起重高度时 1254250 365 1000 918kg 在3 3m高度时 1297500 365 1000 950kg 练习2 计算带SL1和超级轮胎的XE15Simplex5m的在最大起重高度时的剩余载重 它将必须运载一个重心距离为1200 mm 的货物 叉车 参见技术幻灯片 车轴至货物的距离 x 390 mm Simplex5m的载重 1400 kg 重心距离500 mm 起重高度5 m A 叉车在最大起重高度时允许的力矩为1400 x 390 500 1246000 kg mm B 重心距离为1200mm的剩余载重 在最大起重高度时 1246000 390 1200 783kg 练习3 计算带SL1和超级轮胎的XE15Simplex5m的在最大起重高度时的剩余载重 它将必须运载一个重心距离为500 mm 离叉车铲钳距离100mm的货物 叉车 参见技术幻灯片 车轴至货物的距离 x 365 mm Simplex5m的载重 1450 kg 重心距离500 mm 起重高度5 m A 叉车在最大起重高度时允许的力矩为1450 x 365 500 1254250 kg mm B 重心距离为500mm 但离叉车的重心距离为500 100mm 剩余载重 在最大起重高度时 1254250 365 500 100 1299kg 特殊部件 为装运一些货物 有必要安装一些特殊部件 这些部件通常被安装在铲钳部位 被称为 附加部件 但在一些情况下被装在产钳的门板部位 被称为 完善部件 反倾翻力矩和倾翻力矩 为计算叉车载重能力最好想象一下 假设叉车处在以前轮为轴的位置上 所有力矩都在这个点的后面 在右面 有一个使叉车稳定的力矩 而在另一边 包括前轮轴和货物的间距部分 则是向前倾翻的力矩 除了货物以外 起降器本身 铲叉 铲叉门板也形成了一个倾翻力矩 例如 把货物放在一个较重的起降器上 为维持平衡 就必须要减少载重的重量 计算带其他部件时剩余载重 为计算带其他部件的叉车的剩余载重必须计算力矩 叉车允许的力矩 Mg Mf 是Mg 是所载货物 不论其形状 重量 载重能力表 乘以重心至司机底座车前轮的地面距离 和Mf 是由标准货叉形成的 由两个标准叉子的重量乘以其自身重心至司机底座车前轮的地面距离 之和 任何加在叉车上的部件都会减少使叉车倾翻的力矩 要从叉车允许载重力矩中减掉 Ma的值为部件本身的重量乘以其自身重心至司机底座车前轮的地面距离 从 Mg Mf Ma 得出的剩余力矩 除以载货重心至司机底座车前轮的地面距离 就是叉车的剩余载重 任何时候在Ma上增加部件 都会使部件自身重量乘以其重心至司机底座车前轮的地面距离的乘积增加 每一部件都有其自身的重心 小目录中可以找到报告叉车重心的数据 技术幻灯片 特性概要 重量 车轮和轮胎 尺寸 性能 发动机 其他 压力 噪音 油容量 注释 图样所报叉车数据栏 可用车轮 VDI2198 x R L6 b12 Wa 初始图例a 安全距离 a X2 b1