特种设备5吨叉车设计计算书.pdf

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CPD50AC蓄电池平衡重叉车设计计算书编制：

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第一章总体计算1.1主要性能和尺寸参数额定起重量Kg5000载荷中心距mm500门架倾角（前/后）5/10最大起升高度mm3000自由提升高度mm155整车长度mm3863整车宽度mm1495整车高度mm2265最小离地间隙mm154转弯半径mm2557轴距mm1800轮距前/后mm1240/1050满载280起升速度mm/s空载420满载13.5行走速度Km/h空载14.5满载20最大爬坡度%空载20自重Kg7212前轮250-15轮胎后轮21*8-91.2稳定性计算1.2.1叉车自重估算在初步设计阶段，为了计算电机功率，校核稳定性，选择轮胎，必须对叉车的自重进行估算。

据叉车推荐公式G=Q（1.4R+C）/L（XX）+X/（XX）式中G叉车自重Q额定起重量，Q=5000kgC载荷中心距，C=500mmL轴距，L=1800mmR前轮自由半径R=367.5mmX满载后桥轴荷系数X=0.12X空载后桥轴荷系数X=0.58代入上式得到G=1.5Q=7500kg参照国内外同类产品参数，初定自重为7600kg1.2.2部件重量、重心及平衡力矩估算说明：

A门架垂直最大起升B门架后倾，货叉离地300mmC后倾最大起升1.2.2.1满载堆垛时的纵向稳定性计算工况：

叉车在水平路面上，门架垂直，额定起重量位于规定的荷载中心，起升到最大起升高度（见图1）e1=（G0*x0-Q*a1）/（G0+Q）hg1=（G0*y0+Q*H1）/（G0+Q）i=e1/hg10.04计算结果如下结论：

本工况下,叉车纵向稳定性满足要求,能保持稳定1.2.2.2叉车满载运行时的纵向稳定性工况：

满载货叉起升300mm,门架后倾最大,在水平路面上以最高速度行驶,进行紧急制动（见图2）图2G0（kg）Q（kg）x0（m）y0（m）a1（m）H1（m）e1（m）hg1（m）i760050000.8710.610.963.50.1821.70.107e2=（G0*x0-Q*a2）/（G0+Q）hg2=（G0*y0+Q*h2）/（G0+Q）i2=e2/hg20.18计算结果如下G0（kg）Q（kg）x0（m）y0（m）a2（m）H2（m）e2（m）hg2（m）i276050000.8710.610.960.80.1820.490.37结论：

本工况下，叉车纵向稳定性满足要求，能保持稳定。

1.2.2.3满载堆垛时的横向稳定性计算工况：

叉车货叉最大起升高度，门架后倾最大，叉车在水平路面上低速转弯，接近货垛（见图3）ex1=（L-e3）cosre3=（G0*x0-Q*a3）/（G0+Q）hg3=（G0*yo+Q*H3）/（G0+Q）i3=ex1/hg30.06计算结果如下G0Qx0y0a3h3ex1rhg3e3i3760050000.8710.610.4472.8670.36772.851.4580.3750.25结论：

本工况下，叉车横向稳定性满足要求，能保持稳定1.2.2.4叉车空载运行时的横向稳定性工况：

空载货叉起升至300，门架最大后倾，在水平路面以上最大速度行驶，急转弯e4=（Lx0）cosrhg4=y0i4=e4/hg4（15+1.1V）%=31.5%计算结果如下x0（m）y0（m）L（m）V（Km/h）r（）e4（m）hg4（m）i40.8710.611.621272.850.220.610.36结论：

本工况下，叉车横向稳定性满足要求，能保持稳定1.2.2.5轴荷分配计算A空载T1=G（L-L0）/L=7600*（1.62-0.871）/1.62=3513.8T2=7600-3513.8=3076.2kgB满载T1=5000*（0.871+1.6）+12600*（1.6-0.871）/1.6=10899T2=12600-10899=1701轴荷分配系数计算空载&1=3813.8/7600=50.2%&2=3076.2/7600=49.8%满载&1=10899/12600=86.5%&2=1078/12600=13.5%1.2.3轮胎选择估算前后轮最大静负荷N1和N2前轮N1=0.865（G+Q）/n=0.865（7600+5000）/2=5450后轮N2=0.538G/2=6778根据GB29822001工业轮胎系列初选前轮为250-15后轮为21*8-91.2.4电机选择G=7600Q=5000最大行驶速度为12km/h机械传动效率=0.91.2.4.1该车辆行驶速度最大为12KM/H,所以只考虑道路阻力即可，所需电机净功率1.2.4.1.1空载平路行驶A，在良好的沥青，水泥路面上行驶取滚动阻力系数f=0.02,则道路阻力为F1=G*f*9.8=1489.6NB,在碎石或硬土路面上行驶取f=0.03F2=2234.5N1.2.4.1.2满载平路上行驶F3=（G+Q）f*9.8=2469.6N1.2.4.1.3坡道阻力取f=0.02F4=（G+Q）*Sin*9.8=24216.5N考虑到叉车坡道满载行驶，则总阻力为F=F1+F4=25706.2N叉车坡道行驶速度按2.5Km/h,传动比为26.05，传动效率0.9则功率要求为P=n*TM/9550=（512*282）/9550/0.9=21.6kw由以上三种情况计算得知,满载爬坡时消耗功率最大,故以此作为选择电机的依据。

根据国内电机配套情况及该叉车结构选用常州华盛电机XYDB（F）-11-1H。

其参数为标定功率11Kw标定转速为2200rpm额定扭矩为38.5Nm1.3液压系统工作油泵驱动功率计算该叉车液压系统采用油泵低速运转.油泵选用DSG05A18F9H-R270T，其参数为排量25ml/rpm最高转速3000rpm最低转速500rpm额定压力20Mp容积效率0.9校核流量要求,起升速度280mm/min,油缸直径56Q=（28*3.14）*（280*60）=41.3L/min工作压力16.9MPa，计算见门架及液压系统泵的输入功率P=Q*P/612*t=42*169/612*0.8=14.5kw选用辽源汇丰XQD-10-3H-1电机，其参数为标定功率13.5Kw标定转速为2000rpm额定扭矩为64Nm1.4叉车传动系速比的确定1.4.1电机和轮胎已选定，可按标定的最高车速，确定减速箱的传动比。

i=2731/113=24.17根据国内配套情况现初步选定为26.05第二章门架及液压系统计算2.1门架系统的强度和钢度计算2.1.1货叉计算货叉参数为载荷中心距c=500mm货叉长度L=1070mm截面为a*b=125mm*50mm支点中心距d=409mm外延伸e=74mm材料为40Cr（Cs=5500kg/cm2）A，强度计算载荷P=K1*K2*Q/2其中K1=1.2动载荷系数K2=1.3货叉偏载系数P=1.2*1.3*5000/2=2340Kg=22932N=w+1=Mmax/W+P/F=Pc/W+P/F=Pc/（1/6）*a*a*b+p/a*b=28736N/2安全系数n=CS/=5500*9.8/28736=1.91.6结论：

强度条件满足其中E=2.1*106Kg/2f=1.7f=L/50=105/50=2.1结论：

刚度条件满足2.1.2链条选用链条承受的最大静载荷S=Q/2=2500链条破断载荷P=S*nn安全系数，叉车规定n5P=2500*5=12500选用ISO链条LH1623片式链P=845000NPP结论：

满足使用条件=37776NP2=P1-（Q+G）*Sin6=37006NB，叉车满载，门架垂直，最远一对滚轮接触偏载荷，动载荷链条拉力F=（P+G）*K1=（2500+240）*1.2=2088KgP1=（2500*1.2*1.3*65.1+240*1.2*12.5+240*1.2*8）*9.8/48=32306NP2=P1=32306N2.1.3.2滑架侧向滚轮计算G=（P1P2）*45.9/47.6P1=2500*1.2*1.3=2340KgP2=（5000-2500*1.3）*1.2*9.8=12348NG=（2340*9.8-12348）*45.9/47.6=10206N轴承静载荷17738N结论：

满足要求2.1.3.3内门架强度校核计算工况：

最大起升高度，前倾5，满载计算滚轮压力P1=（2500*Cos5*65.1+2500*Sin5*41.3+240*Cos5*12.5+2134.4*8）9.8/35=34621NP2=34621-（2500+240）*Sin5=34439NP4=（3462.1+2134.4）*155.3-3443.9*120.3/482.1.3.3内门架强度校核计算工况：

最大起升高度，前倾6，满载计算滚轮压力P1=（2500*Cos6*65.1+2500*Sin6*41.3+240*Cos6*12.5+2134.4*8）9.8/35=34621NP2=34621-（2500+240）*Sin6=9476P3=9476+3462.1-3443.9=25702.2油缸计算2.2.1提升缸计算A，油缸载荷计算作用在油缸上的力P=S1+S2+Pn其中：

S1链条活动分支拉力S2链条固定分支拉力Pn内门架重及门架滚轮摩擦力f=0.002（滚轮与内门架的摩擦系数S1=2500+240+3462.1*0.002+3443.9*0.002+1191*0.002=1756KgS2=S1/0.95=2002KgPn=80+0.002*（2570+9476+1591）=107KgP=1756+2002+107=3865Kg初选油缸缸径D=56活塞杆d=40油缸外径=70则面积S=D2/4=24.632考虑联合操作超载10%P=1.1P=4252Kg压力损失10kg/2P=4252/24.63+10=183kg/2S1=Q+GX+P1*f+P2*f+Pf*f其中P1=34621NP2=34439NP3=2570KgP4=9476KgPf=1591Kg（侧向滚轮正压力）B，油缸稳定性计算最大挠度x确定x=E*J/（P/2）=2280*0.049*4/3865=130安全系数n=2-42.2.2倾斜油缸的计算2.2.2.1倾斜油缸的行程计算tgEBC=EC/BE=219/570EBC=21BC=219/Sin21=611mmCAG=53.3AC=535BAF=68.9AB=694.5mmBAC=57.7结论：

稳定性通过C，活塞杆强度计算因油缸中部有支撑，按xL计算初始挠度=（1+2）L1*L2/2a*L=（0.015+0.018）*149.5*164.5/2*15*314=0.086=P/S+P*+F（L1-a/2）W按等截面杆计算稳定临界力计算柔度：

=149.5/1.002=1491=105油缸主要受纵向稳定控制稳定临界力Pk=2*E*J1/（u*L）=11644KgPk/P=116