伸缩臂叉车工作装置设计

伸缩臂叉车工作装置设计 The Working Device Design of Telehandler工程领域 机械工程研究生 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材质。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 有关保留、使用学位论文的规定。特授权 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名： 导师签名： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 I 摘 要 本课题是企业根据市场对于对高举升、大卸距、一机多能的装载机械 日趋迫切 的需求而进行的产品研发项目。要求产品达到国外同类产品的性能水平。考虑到伸缩臂叉车 须达到额定的载荷、较大的变幅角度、较大的作业幅度、各种复杂的作业环境以及伸缩臂叉车所必须满足的安全性能， 需 在设计中对伸缩臂叉车作业装置进行严谨的设计计算以满足产品的使用性能 。 论文主要内容如下： 1. 简要 介绍 伸缩臂叉车的用途、国内外伸缩臂叉车发展状况、及其发展前景，同时对臂架结构和工作原理 进行说明，为伸缩臂叉车工作装置设计做铺垫。 2. 应用质量屋工具将用户的需求转换为产品技术需求，得到零部件的技术性能指标 ，并以此为参照进行 总体设计 ，包括 整体布局 规划 、作业范围计算、核心零部件选型 ， 以及 确定 电气 、 液 压 、 传动系统的设计思路 。 3. 伸缩臂叉车工作装置 详细 设计 ，包括 货叉和臂架结构设计、臂架强度、刚度和稳定性计算、货叉平动功能设计、整机稳定性校核计算等。 4. 采用 Pro/E软件中的 TOP-DOWN设计方法，实现 伸 缩臂叉车 的 三维实体造型设计 、虚拟装配和干涉检验 ，并将 三维模型 转换为二维工程图。 使用Mechanica模块 ，对伸缩臂进行 有限元分析 ，找出薄弱环节，做出改进设计。 通过产品试制后，该产品完全达到了预期目标，性能完善且工作可靠， 具有良好的市场潜力和推广应 用价值。 关键词： 伸缩臂叉车；臂架；铰点布置；稳定性 ；质量屋 II Abstract This topic deals mainly with the enterprise product development project, which aim is to research and develop a new telescopic boom forklift truck with high rise, large discharge distance, and multi-functions characters. In order to fit the continuous increasing market demand, the product must be met the performance level of similar foreign products. The main contents of this paper are as follows: 1. The purpose, status of development at home and abroad, and the growing trend of the telescopic boom forklift truck are introduced briefly， the structure and working principle of the arm frame are illustrated, to prepare for design of the working device of telescopic boom forklift truck. 2. The house of quality tools is used to convert user demand to the product technical requirements, from which we can acquire components and parts technical performance indicators, which as a reference the overall design is implemented, including general layout, work scope calculation, core parts model selection etc. 3. The detailed design for telescopic boom forklift truck working device, including the structure design of fork and arm frame, the arm frame strength, stiffness and stability calculation, the function design of cargo fork translation, and overall stability checking computation, etc. 4. By using TOP-DOWN design method in Pro/E software, three dimensional entity modeling of telescopic boom forklift truck is performed, the virtual assembly and interference checking are fulfilled, and the transformation from entity modeling to engineering drawing is realized. The finite element analysis for telescopic boom is carried out with Mechanica module of Pro/E, the weak links are located, the structure is improved. Through the trial production, the anticipated target is achieved, the product is perfect in performance and working reliably, and has good market potential and application value. Keywords: telescopic boom truck, Arm frame, Hinged point arrangement, stability, house of quality III 目录 第一章 绪论 . 1 1.1 伸缩臂叉装车简介 . 1 1.1.1 伸缩臂叉装车 . 1 1.1.2 伸缩臂叉装机专用术语 . 2 1.1.3 国内、外相关标准 . 3 1.2 国内外伸缩臂叉装车发展简介 . 3 1.2.1 国外伸缩臂叉装车发展简介 . 3 1.2.2 国内伸缩臂叉装车发展简介 . 4 1.3 课题研究内容 . 5 第二章 需求分析与总体设计 . 6 2.1 伸缩臂叉装车 需求分析 . 6 2.2 产品可行性分析 . 7 2.3 伸缩臂叉装车产品的总体设计 . 11 2.3.1 伸缩臂叉装机系统分类 . 11 2.3.2 技术方案及特点 . 12 2.3.3 设计参数 . 14 2.3.4 伸缩臂叉装车电控系统 . 15 2.3.5 伸缩臂叉装车液压系统 . 15 2.3.6 整机尺寸及布局 . 16 2.3.7 作业高度及其幅度计算 . 17 2.4 本章小结 . 19 第三章 伸缩臂叉装车关键部件设计 . 20 3.1 货叉平动机构的设计 . 20 3.2 翻转油缸及其铰点的设计及计算 . 21 3.2.1 翻转油缸的设计要求 . 21 3.2.2 翻转油缸力的确定 . 22 3.2.3 翻转油缸行程的确定 . 23 3.2.4 翻转油缸举 升和下降的时间 . 23 3.3 变幅油缸及其铰点的设计及计算 . 24 3.3.1 变幅油缸的设计要求 . 24 3.3.2 变幅油缸力的确定 . 25 3.3.3 变幅油缸行程的确定 . 25 IV 3.3.4 变幅油缸举升和下降的时间 . 26 3.4 随动油缸及其铰点的设计及计算 . 26 3.4.1 随动油缸的缸径杆径 . 27 3.4.2 随动油缸的行程与铰接点确定 . 28 3.5 货叉的设计 . 36 3.6 伸缩臂的结构设计及其计算 . 37 3.6.1 伸缩臂的机构设计 . 37 3.6.2 伸缩臂的理论计算 . 39 3.7 伸缩臂的有限元分析 . 45 3.7.1 建立三维几何模型 . 45 3.7.2 有限元网格划分 . 45 3.7.3 载荷及施加约束 . 46 3.7.4 分析结果 . 47 3.7.5 结构改进 . 47 3.8 本章小结 . 48 第四章 整机稳定性计算与三维设计 . 49 4.1 整机稳定性计算 . 45 4.2 伸缩臂叉装车 三维设计 . 52 4.3 本章小结 . 56 第五章 伸缩臂叉装车试制总结 . 58 第六章 结论与展望 . 61 6.1 结论 . 61 6.2 展望 . 62 参考文献 . 63 参加科研情况 . 66 致 谢 . 67 第一章 绪论 1 第一章 绪 论 1.1 伸缩臂叉装车简介 1.1.1 伸缩臂叉装车 伸缩臂叉装车也被称为伸缩臂叉车，是一种具有越野性能带伸缩臂的多用途叉车。 1981年，由法国 Manitou公司推向市场。 伸缩臂叉装车既具有普通叉车搬运物料的功能，又有臂架式起重机的特征，可配备多种作 业属具，更有野外作业的能力。伸缩臂叉装车具有可伸缩的臂式工作装置，是自行式作业机械，它将叉车、装载机、高空作业平台、小型起重机乃至农用拖拉机的功能集于一身，是一种多功能搬运、举升设备，是现在建筑业、工业、农牧业理想的多功能装卸搬运机具。 伸缩臂叉装车按结构型式主要分为回转式和非回转式。伸缩臂装置是伸缩臂叉装车的核心，按着伸缩臂布置的方式不同，可以分为伸缩臂中置、伸缩臂侧置和伸缩臂前置。本文主要阐述非回转伸缩臂中置式伸缩臂叉装车。非回转式伸缩臂叉装车的结构分为上车和下车。上车主要包括臂架、连接装置、调平装置、 附属装置等。下车主要包括驾驶室、底盘、发动机等。 伸缩臂叉装车具有独特的优点，主要用在建筑工地、工矿企业仓库和其他工地上起升、运输、堆放砖头、木材、钢材和其他物料。伸缩臂叉装车能够利用多种附属装置，有效完成多种不同作业，真正成为多功能工程机械。伸缩臂叉装车的特点有 1： 1.灵活性 伸缩臂叉装车采用四轮驱动型式，有三种转向模式（前轮转向、四轮转向、斜行行走），双速齿轮变速箱，转弯半径小，能在狭小的空间灵活、快速、准确作业。 2.多用性 伸缩臂叉装车用途广泛，可长时间连续作业。有一系列可快速更换的附属装置供选择，包 括货叉、铲斗、桁架臂、立式门架等。无需购买其他机型，只需在机器上增加几个可用附件，就可以提升叉装车的生产能力、灵活性及工作效率。 3.稳定性及安全性 第一章 绪论 2 伸缩臂叉装车轴距长、重心低、车架前部可安装稳定支腿且臂架具有伸出、降低自动锁定功能、发动机置于车架纵向中心，使其在山坡和崎岖地带可以保持稳定；重量分布均匀，四轮驱动，改善了在泥泞地、岩石地带、沙土及雪地上的机动性；视野开阔。 1.1.2 伸缩臂叉装机专用术语 额定载重量：指货叉上的货物重心位于规定的载荷中心距上时 ， 伸缩臂叉装机应能举升的最大重量，单位 kg。 最大外 伸距时举升重量：伸缩臂外伸至最大位置时，伸缩臂叉装机应能举升的最大重量，单位 kg。 操作质量：指装载机装备应有的工作装置和随机工具，加足燃油，润滑系统、液压系统和冷却系统亦加足液体，并且带有规定形式和尺寸的空载铲斗和司机标定质量（ 75kg3kg）时的主机质量。它关系到装载机使用的经济性、可靠性和附着性能，单位为 kg。 载荷中心距：指货物重心到货叉垂直段前端面的规定距离。 国家规定 ： Q（ 代表载重量 ） 1t 时为 400mm； 1 Q 5 时为 500mm； 5 Q 10 时为 600mm； 12 Q 18 时为 900mm； 20 Q 42 时为 1250mm 最大外伸距离：指伸缩臂外伸至最大所能伸长的距离，单位 为 mm。 最大举升高度：指伸缩臂叉装机位于水平坚实地面，门架垂直放置且承受有额定起重量货物时，货叉所能起升的最大高度 货叉上平面至地面的垂直距离。 最小转弯半径：指将伸缩臂叉装机的转向轮转至极限位置 ， 并以最低稳定速度做转弯运动时 ,其瞬时中心距车体最外侧的距离。 平动性偏差角（不往前倾）：指伸缩臂叉装机货叉从其底面位置向上举升至最大高度时，货叉相对于水平所出现的角度偏差，此偏差不允许向前倾斜，防止 货物掉落。 轴距：前桥中心到后桥中心的垂直距离。 轮距：同轴心两轮中心的垂直距离。 桥载：驱动桥和转向桥各自所承受的整车重量，它有满载桥负荷和空载桥负荷之分。 最小离地间隙：指伸缩臂叉装机在无载或满载情况下 ， 除直接与车轮相连接的零件外 ， 车体上最低点距地面的最小垂直间隙。 第一章 绪论 3 最大行驶速度：指变速器在最高档位时 ， 伸缩臂叉装机在平直干硬道路上行驶能达到的最高行驶速度。 最大制动距离：伸缩臂叉装机在无载状态下，以最大速度行驶时的制动距离，国家标准规定，伸缩臂叉装机的最大制动距离不得大于 6m。 1.1.3 国内、外相关 标准 国内相关标准为伸缩臂叉装车规范（ GJB4555 2003），其于 2003 年12 月 3 日由中国人民解放军总后勤部公布。该规范规定了伸缩臂叉装车的要求，适用于 OCS2002-3 伸缩臂叉装车。该标准分为 6 部分 范围、引用文件、要求、质量保证规定、交货准备和说明事项。要求主要包括：基本参数、产品质量及技术要求、叉装车动力性能、稳定性、作业可靠性、行驶可靠性、噪音等。质量保证规定主要包括：检验分类、基本参数测定、产品质量检验、动力性能测试、试验载荷、行驶可靠性等。 在国外，美国伸缩臂叉装车标准为 Rough Terrain Fork Lifts （ ANSI B 56.6），澳洲伸缩臂叉装车标准为 AS1418-19for Telehandlers，欧洲伸缩臂叉装车标准为 Safety of industrial trucks - Self-propelled variable reachtrucks（ EN 1459）。 1.2 国 内 外伸缩臂叉装车发展 简介 1.2.1 国外伸缩臂叉装车发展 简介 伸缩臂叉装车在欧美发达国家经过几十年的发展，产品技术成熟、生产配套体系完善，并有成熟的使用群体和市场。伸缩臂叉装车的发展 受制于基础元器件的水平，发动机、传动装置、液压元件等均为外购产品。所以伸缩臂叉装车产品的性能、质量、价格等因素，不但取决于主机生产厂的设计水平，而且更取决于基础工业和配套件的水平。欧美国家基础工业水平高，为伸缩臂叉装车的技术发展提供了广阔的空间。由于这些国家农牧业的发展而产生了对伸缩臂叉装车的需求，使得群体的自然存在促进其产品化的进程；而产品的多行业、多领域使用，又进一步拓宽了应用范围，刺激其像更高层次发展 17。 国外伸缩臂叉装车增长速度非常快，仅在美国，伸缩臂叉装车市场每年增长 25。在欧洲市场，伸缩 臂叉装车继 2004 年需求市场再一次发展良好之后，2005 年的销售量也显著提高，达到每年 2.1 万台，市场曾经预测其销售量只能达到每年 2.1 万台，但 2006 年销售量剧增 14%，市场的需求量超过 2.6 万台。第一章 绪论 4 来自租赁公司特别是英国和法国租赁公司的巨大需求将使该产品有良好的市场前景。预计未来 5 年的销售量每年有可能稳定在 2.3 万 2.4 万台的水平 44。 国外主要生产商绝大部分集中在欧美，如美国的 JLG、 Genie、 Terex、Case、 Upright、 Bobcat，英国的 JCB，法国的 Haulotte、 Manitou，意大利的Faresin、 NewHolland，德国的 Merlo，加拿大的 Carelift 等生产厂家。 美国 JLG 有限公司成立于 1969 年，是全球最大的高空作业设备专业生产厂家。其生产工厂分布在美国和比利时。 JLG 伸缩臂叉装机的主要对象不是建筑工程，而是类似化工厂的工厂以及工厂仓库等 12。 2005 年 JLG 与 Caterpillart（ 卡特彼勒 ） 签订协议，合作生产伸缩臂叉装车，并于 2007 年推出了 TH360B 系列伸缩臂叉装车，该系列产品起重量 3.5t 5t，起升高度 6.1m 17m44。 JLG 伸缩 臂叉装车家族中分四大类： Skytrack、 Gradall、 Lall、 JLG。 意大利制造商 Faresin集团下属 7个子公司，职能包括设计、生产、销售等行业。其中， Faresin Handles Spa是于 2006年 6月 Faresin收购 PingvelHaulotte后组成的新公司，主要生产伸缩臂叉装车 44。 法国 Manitou 公司产品遍布 20 个国家，有 500 个销售网点和 23 家子公司。其生产基地分别位于法国、意大利、中国、美国。其产品品牌系列化，如伸缩臂叉装车品牌为 Maniscopic、车载式叉装车 Manitransi。法国的 Manitou 伸缩臂叉装车系列分为 5 大系列： BT 系列、 MT 系列、 MRT 系列、 MHT 系列、 MLT-MLA系 列 44。 1.2.2 国内伸缩臂叉装车发展 简介 虽然近年来我国工程机械行业发展迅速，尤其是叉车等产品的产需水平不断提高，但作为一种小型机械，伸缩臂叉装机在我国的发展非常缓慢，甚至可以说市场基本还处于空白状态。 中国伸缩臂叉装机市场需求是决定行业发展的关键因素。在我国乃至整个亚洲对于中国伸缩臂叉装机的认可都还处于萌芽阶段。造成这一局面的主要原因在于适合中国伸缩臂叉装机生存的中国伸缩 臂叉装机市场环境还有待进一步改善。作为一种小型工程机械，中国伸缩臂叉装机的价格相对昂贵，国内中国伸缩臂叉装机市场消费能力有限。虽然也有一些企业看好中国伸缩臂叉装机的中国伸缩臂叉装机市场，但都不愿成为试验者进行初期的中国伸缩臂叉装机市场开拓，从而导致中国伸缩臂叉装机行业整体中国伸缩臂叉装机市场开拓力度不够的现状。 第一章 绪论 5 中国伸缩臂叉装车制造史要追溯到 1989 年，是由厦门嘉丰机械厂与同济大学联合设计生产出第一台伸缩臂叉装车 12。中国的伸缩臂叉装车起步晚，但是经过这几年的发展，其技术已经有了长足的进步。国内不少于 8 家公司已经制造出伸缩臂叉装车或者正在进入该行业 17。 在 2007 年 CONEXPO 亚洲工程机械博览会上，中国湖南山河智能公司更是展示出高技术的三节臂的伸缩臂叉装车，代表了国内的先进水平。现在主要的生产厂家有湖南的山河智能、山东滨州胜利特种叉车厂、厦门的夏嘉、夏虎和三家乐等公 司 17。 1.3 课题研究内容 通过对国内外研究现状的了解，设计研制我国高性能的 伸缩臂叉装车 对于满足国内的市场需求是非常必要的。 为此， 本文通过分析 市场上对高举升、大卸距、 一机多能的装载机械 的 特定性能的需求，结合汽车起重机和叉车技术，对 伸缩臂叉装车关键部件设计技术进行研究，在此基础上设计与开发我国高性能的伸缩臂叉装车产品。 本文主要研究内容如下： 1） 对 伸缩臂叉车 进行 需求分析 ，应用质量屋（ HOQ）工具将用户的需求转换为产品技术需求，从而得到零部件的技术性能指标，并以此为参照进行总体设计。 2） 对伸缩臂叉车 主要部件的功能 进行 研究 ，介绍了 核心零部件的 选型及其功能特点 ， 讲解了 电气 、 液压 、 传动系统的设计思路。 3） 借鉴国外先进样机，并结合企业实际情况， 对伸缩臂叉车 整车及 关键 零部件进行了 详细设计，包括 伸缩臂叉车工作装置的整体布局 ， 作业范围计 算 ，货叉和臂架结构设计 ， 臂架强度、刚度和稳定性计算 等。 4） 采用 Pro/E 软件 TOP-DOWN 设计方法、 Mechanica 模块的有限元分析功能、实体造型功能完成了 伸缩臂叉车 的三维设计，并最终将其转换为二维工程图。第二章 需求分析与总体设计 6 第二章 需求分析与总体设计 2.1 伸缩臂叉装车需求分析 随着国内物流、安装等行业顺应国际潮流而快速发展，市场上对高举升、大卸距装载机械的需求日趋迫切。由于伸缩臂叉装车具有超常的大作业范围、优越的平动升降、大行程的伸展功能以及独特的小净空结构，其应用范围主要有： 1） 物流行业货物流通过程中的仓储、装卸、 搬运环节； 2） 工业垃圾收集、储运及预处理行业； 3） 农村对农作物的晾晒、收集、包装、储运及处理作业； 4） 农村小型土、石方工程； 5） 露天工程、设施的设备安装作业； 6） 道路、市政工程、邮电及电力设施的设备安装作业； 7） 石材流通领域中石板材、石雕产品货柜的装卸； 8） 工厂企业中的物资装卸及设备维护； 9） 船舱物资的装卸作业； 10） 园林企业的树木维护； 11） 低层建筑的物料搬运。 国内不同行业对伸缩臂叉装车的使用要求也不同，具体为： 1） 国内存在大量的小型煤炭、砂石料、饲料等散状物料储运相关企业，大都采用中小型装载机进行物料的搬运和堆积。 2） 随着铁路高 帮敞车和公路高帮货车及厢式货车的普及使用，目前常规装载机与叉车的作业范围与实际作业需求不相适应。 3） 对于一些常见的非常规的特殊装卸、搬运作业，如在非固定场所进行以下各种散装作业：敞开或盛装液体容器等不可倾斜物料的装卸、 “ 隔墙 ” 装卸、越沟作业、 “ 腹下 ” 小净空安装工程、高温物料的装卸等等，一直以来，都需要采用特定的配套装备和操作工艺，耗费人力、物力资源，作业周期长。而采用伸缩臂叉装车，可以轻而易举地实现高效率、低成本。 另外，从 INTERMAT 2006 国际建筑及土木工程机械博览会可以看出，参展的小型工程机械种类 中，伸缩臂装载机、伸缩臂叉车等产品明显增 多 44。其第二章 需求分析与总体设计 7 主要原因是由于欧美等发达国家大规模的建设时期已经过去，施工建设以维护为主，因此，对小型机械的需求较大。 未来的中国，一方面大规模的经济建设仍将继续，另一方面，维护改造的工程会不断增加，伸缩臂叉装车的优势可以充分的发挥出来。未来四年国内市场需求高速增长，每年增长将维持在千台以上。 通过综上所述，中国的伸缩臂叉装车未来几年内必然会有良好的市场前景。 2.2 产品可行性分析 伸缩臂叉装机作为往高空输送物料的复合型多功能机械设备，用途十分广泛。国内市场正处于发展初 期阶段。开发 DT9A30 伸缩臂叉装车，为我公司增添一种新型产品，以大大低于进口相同机型的价格占领市场。 在当今社会市场竞争日趋激烈。以产品为主导的卖方市场正逐渐被以顾客为中心的买方市场所取代。产品的质量能否满足客户的需求，以及是否具有快速的市场反应速度，决定了产品的市场竞争能力。质量屋正是一种将顾客的需求信息合理有效的转换为产品设计开发等阶段的技术目标的方法。它综合考虑客户要求、技术指标、市场状况及其相互间的作用关系对产品的质量功能的影响。根据质量屋的分析结果 ， 设计开发人员可以看出初始方案中各要求之间的优先 次序 。 找出不足 ,从而对初始方案进行取舍、调整、修改和优化 。 使设计出的产品更能在质量功能上同时兼顾客户、生产商和社会三者之间的要求。 质量屋通常以形似房屋的图形构成，其各要素由以下几个广义矩阵组成。如图 2-1 所示。 图 2-1 质量屋结构图 第二章 需求分析与总体设计 8 左墙：客户的质量要求，表示需求什么，即 WHATS 矩阵； 天花板：技术指标，表示针对客户的需求怎么样去做，即 HOWS 矩阵； 房间：关系矩阵，表示 WHATS 项与 HOWS 项之间的相互关系； 屋顶： HOWS 之间的相互关系矩阵，表示 HOWS 矩阵内各项的相互关系； 地板：表示 HOWS 项的组织度，又称为评价矩阵； 右墙：竞争性或竞争力分析比较，从顾客的角度评估产品在市场上的竞争力； 地下室：竞争的技术能力评估。 质量屋的生成过程如下： 1） 通过对客户反馈的使用信息进行分析，得到用户对产品的主要质量要求，列于质量屋的左墙。按用户对质量要求的重要度打分，经统计处理后第 i 项用户要求质量的平均值为 ),.,3,2,1( nixi ，第 i 项用户要求质量的权数 i 为： ni iii x/x 1 （ 2-1） 把客户对质量要求以及对应权数列在图的左墙。 2） 根据对用户的要求质量进行分析，列出满足用户要求质量的技术指标，并将各技术指标要素列在质量屋的天花板上 3） 确定质量屋的关系矩阵。 根据用户的质量要求与对应的技术指标之间的关系以及强弱的程度，用下列符号列于质量屋的房间内： 强相关 # 相关 & 弱相关 空白 不相关 在第 i 项用户要求质量所在行与第 j 项技术指标所在列的交会格中 , 填上表示两者关系强弱的符号 , 就形成质量屋的关系矩阵。 4） 进一步确定 质量要素的重要程度。 QFD方法通过加权评分把质量要素的重要度予以量化。其方法为 : 对关系符号按强弱给分。一般要根据实践情况结合经验给出分数 。 例如此处给分如下 ： 5分 # 3分 & 1分 空白 0分 第二章 需求分析与总体设计 9 这样关系矩阵就化为配分矩阵 ijR ， ijR 是第 i 项用户要求质量与第 j 项质量要素的关系分配。于是第 j 项 质量要素的重要度 jm 为各 ijR 的加权之 i 和，即： ijni ij Rm 1 （ 2-2） 把它们规范化为质量要素的权数，第 j 项质量要素的权数 j 为： nj jjj m/m 1 （ 2-3） 把质量 要素的各权数 i 记于质量屋的地面上，据这些质量要素的各权数就可以定出 哪 些是关键、重要的质量要素。 5） 确定质量计划。 确定质量计划的第一步是进行比较分析。 对于新产品来说，要把企业当前的产品与市场竞争对手的同类产品的质量进行比较，从用户的角度来比较优劣。作为新产品质量计划的依据。 确定质量计划的第二步是制定新产品的质量计划。 通过本企业产品的要求质量与其它同类产品的要求质量达到的水平。确定本企业新产品要达到的质量水平，即新产品的计划质量。 6） 各质量要素的相关矩阵。 三角形的 相关矩阵构成“屋顶”此三角形矩阵描述各质量要素之间的相关性，相关程度由有经验的专家组予以评定。 7） 确定设计质量。 质量要素只说要做某件设计工作，需要明确做到什么程度，应该有一个量化的目标。对每一项质量要素，有一个具体的设计质量。各设计质量构成地板。 8） 技术竞争能力评估。 设计质量反映新产品技术措施达到的水平。它们还需要与其它企业的同类产品的设计质量相比较，分析新产品在市场上的技术竞争能力。一般把某些设计质量达到的水平分为五级，最低为一级，最高为五级。技术竞争能力本来就是一个相对量，所以不予规范化。 本文将采用质 量屋的图解法建立顾客需求和技术设计需求之间的相互联系。 如 图 2-2 所示 。 该质量屋由以下几要素组成： 左墙：顾客需求，表示客户需求什么，例如：性能优良、价格合理、使用安全等各种客户在选择产品时需要考虑的因素，并且以权重的形式给出了客户对各种需求的关注程度。 第二章 需求分析与总体设计 10 天花板：技术指标，表示针对需求怎么去做，例如：传动系统、平衡系统、操纵系统等各种技术措施以满足客户需求。 房间：相关关系矩阵，表示技术指标与顾客需求之间的关系。分别有四种关系： & 弱相关、 # 相关、 强相关 、 空白 不 相关。并分别给出其分值。 地板 ：技术指标评价，表示各项技术指标相对于顾客需求所占的重要程度。 通过公式 （ 2-2） 可以计算得到各项技术指标所 得 绝对重要性数值，然后 再 通过公式 （ 2-3） 可以计算得到各项各项技术指标得相对重要性数值。 图 2-2 质量屋结构图 第二章 需求分析与总体设计 11 右墙：竞争性分析，表示现在市场上国产伸缩臂叉装车产品的竞争力。 地下室：竞争技术指标，列举了三种国产伸缩臂叉装车产品： A 山河智能、 B 胜利、 C 夏嘉，在各项技术指标设计质量达到的水平。共分为五级，最低为一级，最高为五级。 屋顶：各技术指标之间的相互关系。 通过技术指标评价的分析 可以知道各项技术指标需要明确做到什么程度。以满足客户的需求。 从图 2-2 质量屋结构图分析结果确定公司 开 发 的 DT9A30 伸缩臂叉装车 主要目标： 1） 强劲有力的传动系统 。 采用性能卓越的康明斯发动机， DANA车桥和变速箱，动力强劲，传动高效，性能可靠，节能环保。 2） 性能优良的悬挂系统 。 前桥调平，后桥浮动，后桥的刚性锁死以及前桥的车架调平功能，极大提高越野性能和驾驶舒适性。 3） 轻便灵活的转向系统 。 具有可任意切换的三种转向模式，能满足各种作业工况需求。 4） 整机左右偏摆 10 的功能。通过操控偏摆功能调校角度，使上机体处于水平 位置。 5） 低动臂设计可增强稳定性扩大视野。 6） 单柄先导控制装置可最有效地控制动臂和附件。使各种动作具有良好的微动性、平稳性，极大的降低了操作者的操作难度。 7） 行车湿式制动系统，使制动更加可靠安全。 8） 配置前部稳定器，使作业更加安全可靠。 9） 工作属具具有自动放平功能，避免了操纵人员的误操作带来的危险和损失。 2.3 伸缩臂叉装车产品的总体设计 2.3.1 伸缩臂叉装机系统分类 伸缩臂 叉装车 系统一般分为：发动机系统；变速箱系统；操纵系统；转向液压系统；手制动系统；变矩器系统；驱动桥系统；工作液压系统；脚制动系统；车架系统 ；工作装置系统；驾驶室系统；覆盖件系统；标识系统；电气系统； 发动机系统的作用是给车辆提供用以行走和工作的动力，包括 : 发动机、发动机附件、冷却系统、进、排气系统、加速及熄火系统。 第二章 需求分析与总体设计 12 变速箱系统作用是将变矩器输出的动力传递给驱动车轮，并根据车辆行驶条件的变化，相应的改变驱动车轮旋转方向，主要由变速箱及其安装支架组成。 操纵系统的作用是操纵装载机进行前进后退行驶和完成各种作业动作，由变速操纵和工作操纵两部分组成。 转向液压系统的作用是驱动整机进行左右转向，主要由转向器和转向油缸及连接液压管路组成。 手制动系统作 用是保证整机在停止作业时处于相对静止状态，一般是由变速箱自带的手刹盘通过操纵手柄来实现。 变矩器系统作用是将发动机系统提供的动力传递给变速箱，并根据车辆行驶条件的变化，相应的改变驱动车轮的扭矩和转速，包括：变矩器、安装支架、连接管路。 驱动桥系统作用是将变速箱传递过来的动力进行减速，驱动整机前进或后退，包括前驱桥、后驱动桥、传动轴。 工作液压系统的机械能转化为油液的压力能，再将压力能通过油缸转化为机械能，它是一种能量转换装置，它包括：液压泵；多路阀；转向器；下降阀；液压管路系统。 车架系统的作用是给发动机系 统、变速箱系统、变矩器系统、驱动桥系统、工作装置系统等以可靠的载体，并将这些系统合理的分布固定，以发挥其最大效用。 工作装置系统的作用是直接承受货物的重量，完成货物的叉取卸放，升降堆码等装卸作