叉车门架系统设计

1、内燃叉车叉车货叉及门架系统设计（说明书）院系：汽车与交通工程学院题目：叉车参数内燃叉车货叉及门架设计要求：额定起重量Q1.5卜3t之间第一章门架系统构造1.1、货叉1货叉的构造货叉是叉车的最基本和最通用的取物装置。一般叉车都装有两个同样的货 叉。货叉装载叉架上。它的外形是一个 L形杆件，分为水平段和垂直段两部分。 一般货叉的水平段和垂直段做成整体的， 称为整体式货叉。有的小吨位叉车的水 平段和垂直段分别制成，用销轴连接起来水平段既可以平置，又可以向上折起， 与垂直段靠拢称为折叠式货叉。本次设计采用整体式货叉。在叉车叉取货物时，货叉的水平段用来插入货物或托盘的底部， 叉起后，用 来承载货物。因此

2、，火车水平段的上表面必须水品，水平前端的下表面略有倾斜， 以使叉尖出厚度较薄，并且前端逐渐变窄，叉尖两侧带有圆弧，这样有利于是货 叉插入货物底部，叉取货物。货叉的垂直段用来与叉架连接，根据连接的形式不 同，分为挂钩型和交接型两种。为了在叉架上定位货叉，在上部挂钩上设置有定 位销。定位销插入叉架上横梁的凹槽中，以防止货叉任意移动。调解室，往上提 起定位销，克服弹簧力，销轴脱离叉架上横梁凹槽，便可移动货叉，改变间距。1.2叉架叉架又名滑架，它的作用是安装货叉或其他的工具属具， 并带动货物一起升 降。根据叉架在门架系统中的相关位置， 货物的重量考叉架传给起重链条， 货物 重量产生的力矩通过叉架传给门

3、架， 链条带动叉架升降时， 叉架要可靠地沿着门 架导轨运动。 由此决定了叉架在构造上是一个垂直运动的承载小车， 一般由两部 分构成。其前一部分是一个焊接框架结构，主要用于安装悬挂货叉及其他属具； 后部是两列装有导向滚轮的滚轮架， 与前部矿建焊接构成一体， 由链条牵引， 沿 门架导轨垂直升降。 根据货叉的形式和它在框架上的安装方式， 叉架有两种形式， 及板式和滑杆式。本次设计选用板式叉架。货叉为挂钩型时， 采用板式叉架。 板式叉架的框架有多种形式， 不管哪种一 般都是钢板焊接而成， 或整块钢板按所需的结构进行切割， 挖去多余部分以减轻 重量。货叉的上钩挂在框架的上横梁上， 货叉的下钩钩住框架的下

4、横梁。 由于挂 钩和货架的安装尺寸已经标准化， 各种属具均具有和货叉相同的挂钩。 板式叉架 能方便地更换属具，因此焊接板式结构应用广泛。货叉或其他属具可以从叉架侧面装上或卸下， 当叉架上装有挡货架时， 侧面 不便装拆， 叉架下横梁中间开一缺口， 可以方便装拆货叉。 为了是货叉或其他属 具在叉架上定位， 在框架上横梁上对称地做有若干定位孔或定位槽， 在货叉上端 的挂钩上装有带弹簧的定位销。 根据货物的尺寸， 货叉可以再叉架上滑动以调整 两叉的间距，并定位在合适的位置上。叉架上的滚轮式把货物的重力， 以力偶矩的形式传递给门架。 因为滚轮是固 定间距，对门架立柱的作用力大，应合理布置。侧向轮承受叉架

5、的侧向力，由于 货物在货叉上的放置的不对中， 或在有倾斜的路面运行等都会产生侧向力， 为防 止叉架对门架正常的运动被卡住， 装设侧向滚轮是必须的， 而且为增大侧向滚轮 间距可使用中和滚轮。1.3 内外门架内、外门架是各自分别有左右两根立柱， 通过上中下不同数量的横梁连接而 成的门式框架。 立柱既是门架承载的主要构件， 又是叉架或内门架作升降运动的 导轨。立柱截面有槽形，工字形和其他异形形状，材料多为低合金钢。左右两立 柱通过二到三根横梁连接， 构成框架结构， 然后嵌套在一起， 依靠装在内外门架 上的滚轮， 使内外门架沿着外门架立柱滚动。 当使用不同形状截面的型钢做门架 立柱时，会有多种内外门架

6、立柱的并列组合。本次设计采用 CL 型内外门架的框 形结构。外门架立柱时槽型截面，左右立柱的上、中、下连有三根横梁，使门架成为 外形封闭的超静定框架，立柱下端是与前桥铰接的部分轴瓦。外门架上横梁的立 柱端部装有纵向主滚轮和侧向滚轮，中横梁上的板与倾斜的液压缸的活塞杆连 接，下横梁部分轴瓦的内侧有起升液压缸的支座。 另外要注意门外门架的上中下 横梁的安装位置，不能相互之间发生干涉作用，影响门架的运动。滚轮的布置有 固定间距式和可变间距式。本次设计采用固定间距式。起升限位，为了防止起升到最大高度时叉架冲出，通常在门架上横梁处设置 挡块作为起升限位装置，对应叉架上的相应部位。1.4自由提升自由提升是

7、指在内门架顶端不伸出外门架顶端时， 也就是叉车的最低结构高 度不增加的情况下，货叉提升，其水平段上表面距离地面的最大高度。 自由提升 要靠门架构造来实现，具有自由提升的门架装置，能改善叉车运行的通过性，还 能在低矮的仓库、船舱内作业。升降系统运动过程上个不同阶段。第一阶段为自由起升，该过程起升液压缸 活塞生出，通过链轮、链条带动叉架、货叉上升，内门架不动；第二阶段为同步 运行，即内门架被起升液压缸活塞推动， 以相同的速度起升；第三阶段为赶超阶 段，即当叉架运行到内门架的上横梁或限位块，但货叉还未达到最大起升高度， 内门架滚轮也为到达外门架的上限位置，这时液压缸继续升起，链条带动叉架， 叉架通过

8、内门架的限位块使其一同上升。因该阶段内门架的速度等于活塞速度的两倍，运动中内门架与活塞顶端之间又逐渐恢复开始起升时相距的高度，当货叉 达到最大起升高度，整个阶段结束，起升过程完成。1.5链条链轮叉车采用链条作为挠性件。常见的有套筒滚子链和片式链。由于片式链的承 载能力较强，因此采用片式链比较普遍。链条通常有两个一端固定在叉架上，另 一端固定在外门架横梁上或起升液压缸上部。链条不动的部分可以用杆来代替。 链条的一端装有调节螺栓和螺母，用来调整长度，以便均衡载荷。链轮位于内门 架上横梁或浮动横梁的两侧。链轮在这里起的不是传动作用，而是滑轮的作用， 所以是不带齿的。六、车架的连接外门架下端与驱动桥壳

9、铰接触通常采用剖分轴瓦。驱动桥壳上侧开有相应的 槽。第二章门架系统设计2.1二级门架高度设计门架的横向尺寸有布置来定，立柱的截面尺寸有由强度来定，高度尺寸要满 足起升高度的要求。为了最大可能地降低整车结构高度，必须使内外门架大的高 度相同。通常的做法是先确定门架的理论高度， 然后参考现有相同，规格相近的 产品或根据工作经验，确定相关零部件的构造尺寸和最终门架实际高度。确定门架理论高度尺寸原理图，它表示的是货叉在最大起升高度时的情况。图中amin为门架最低点到地面的距离，根据叉车的通过性，应满足最小离地间隙 的要求。以此为端点A，作为保证叉架下部滚轮安全导向的运动位置，然后根据 叉架滚轮间距Li

10、确定上滚轮的固定点。内外门架伸出后，必须保证货叉水平段上表面达到最大起升高度Hmin时，叉架上的滚轮有安全运动轨道，从而课确定内 门架完全升高后的上部端点 B。通过A、B两点间的距离，在考虑门外门架滚轮 运动到最小间距时必须具备的重叠度，便可确定门架立柱的最小理论高度。门外门架的立柱高度关系式为：H2 二 Hi =（Hmax）/2 Li d t式中Hma 最大起升高度（mm）;货叉厚度厶一满载时的轮胎变形量（大致与相当）（mm）Li 叉架（内外门架间）的纵向滚轮间距（mm）d 纵向滚轮直径（mm）t 构造或焊接工艺结构所需的尺寸（在图面设计时确定）（mm）。叉车整车最低结构高度Ha （不考虑护

11、顶架）为H a = H i ' amin起升液压缸行程为Sc =（HmaxJ/2液压缸安装高度为H c = Sc Ci式中 Ci 液压缸的导向、缸盖、缸底等固定尺寸。在液压缸安装高度He小于门架立柱高度Hi所能提供的安装空间时，通过适当安排，可获得一定的自由提升空间。根据以上的公式和课程设计要求得： 起重量Q（ t）3载荷中心C （ mm）500起升高度H （m）3满载最大升速（m/min）20满载最大行速（km/h）20满载爬坡度（。）22最小外侧转弯半径 R（ mm）2700门架前倾角度:（。）6门架后倾角度1 （。）12离地间隙X（mm）130根据公式H2 二出=（Hmax-二）

12、/2 L1 d t 的H max 最大起升高度3000mmL1 叉架（内外门架间）的纵向滚轮间距 420mmd 纵向滚轮直径110mm在设计时某些尺寸可以忽略计算，所以门架的理论尺寸高度等于起升告诉的一半 加上门外门架的重叠尺寸。出 二 HHmax/2 L1 d t=3000/2+420+110=2030mm加上离地间隙尺寸Ha 二 Hi - ami =2030+130=2160mm2.2立柱截面设计叉车门架立柱槽钢其实不是型钢，而是特殊截面的钢材，比一般建筑上用的槽钢壁厚好厚，也没有倾角。根据采购委员会设计的标准门架槽钢标准尺寸，制定了新的门架槽钢系列，选取结果如下：C形截面起重量/t33.5H/mm160h/mm120B/mm55b/mm15d/mm20.7面积/m m4082.2单位重量/ （ kg/m）32wx / mm3162666.7L形截面几何尺寸参数起重量/t 33.5Bi38h120d118面积/mm24727.4单位质量/ (