手动液压叉车设计说明书.docx

1、手动液压叉车设计说明书手动液压叉车设计说明书淮阴工学院手动液压义车课程设计设讣报告课 程：专业综合实践 班级：机自3093学 院：机械工程学院 指导老师：吴 彦农设计：王晓波王彬谷泓毅日期：2012.12. 301 - 1 -淮阴工学院义车设计摘要义车是物流系统中最常用的装卸、搬运设备。本文介绍了世界范围内义车的市 场，义车发展趋势以及义车的结构特点，了解液压起重机械设讣的主要参数:根据 液压起重机械的特点，设讣液压手动义车参数有:起重量、跨距、幅度起重高度、 各机构的丄作速度及起重机各机构的丄作类型。义车的主要参数首先山使用单位根 据生产需要提出，具体数字应按国家标准或工厂标准来确定，同时也

2、要考虑到制造 厂的现实生产条件。因此，在确定参数时应当进行调查研究，充分协商和慎重确 定。现代义车技术发展的主要趋势是充分考虑舒适性、安全可靠性和可维护性，产 品专业化、系列多样化，大量应用新技术,完善操控系统，重视节能和环保，全面提 升产品的性能和品质。通过对国际国内义车造型设计的现状分析运用工业设计的理论和方法，研究了 义车造型设计的要素及设计原则:造型要求简洁明快、线条流畅，以体现车身的力 度感与坚实稳重的感;色彩（力求单纯，给人以轻松、愉悦的感觉，主色调以明度较 高的黄 色、橙色为宜;车身前后左右要求有宽大的玻璃，仪表具有良好的可读性。 研究结果对义车设计具有重要的实际指导意义。关键词

3、：义车;载重;提升机构第1章绪论1.1课题发展现状和前景展望义车是应用十分广泛的流动式装卸搬运机械，是物料搬运机械（国外称为工业 车辆或地面运输车辆）的一种，是实现物流机械化作业，减轻工人搬运劳动强度， 提高作业效率的主要工具。义车乂名铲车、万能装卸车或自动装卸车。它是由在无 轨底盘上加装专用装卸工作装置构成的。义车具有通用性强、机动灵活、活动范围 大等特点，所以它广泛用于车站、港口码头、机场、仓库以及工矿企业等部门，用 来实现机械化装卸、堆垛和短距离运输，是物流系统不可缺少的机械设备。而义车 中进行装卸作业的直接工作的装置是义车起重系统，货物的卸放、堆垛最终都是III 其完成的，所以它是义车

4、最重要的组成部分。在我国国民经济的发展中，各行各业 对义车的需求量逐年增加。据国家权威机构研究预测，在今后儿年我国义车年需求 量将超过15万台。义车产业市场潜力巨大，发展前景广阔。1.2课题主要内容和要求实验室提供液压千斤顶，螺旋千斤顶实物样品，要求参照其工作原理设计用于 较重货物的装卸、移动的省力工具，通过3维CAD软件进行设计，产生主要零件的 工程图，总装配图，工程图要有公差粗糙度要求，热处理要求，材料要求，编制主 要零件的工艺过程卡。1.3研究方法、步骤和措施1 - 2 -绘制零件图完成设计说拆卸零件完成装配图明书淮阴工学院第二章参考图例及设计参数2.1参考图形2.2设计参考数据1 -

5、3 -淮阴工学院t6doNOOOiOOOl1GW缓眾低枚直越3JK8SS106贷伽 ZZOMZ4QtX筋oSo3UI800-1000800 -IOOO第荷屮心距M40Q-5汕400-5W205T、竝皮可控Can cQatx-ol轸?工秤uS140OSlfiOO外廉尺寸AXRXf3B116014001660仝SbUBEL575080伞应Fu2000自主I：toiro316値伦言桎u490*2.3完成图例第三章 液压系统设Ik 3. 1液压回路原理设计为使液压缸结构紧凑，采用简单的液压回路。用下图作为原理图：1 - 4 -淮阴工学院图24基于千斤顶的原理图1.6液压缸2.3单向阀4油缸5截止阀最后

6、得岀手动液压义车液压回路原理如下图2. 5液压回路原理图1（6.液压缸2. 5.单向阀3.油箱4.截止阀3. 2各液压元件的设计计算与校 核为使液压系统结构更紧凑、简洁，使液压系统集中在一个模块内，把各液压元 件做成一体。把油箱与液压缸装配在同一圆心轴线内，把各油路与各阀等设讣在液 压缸的底座内。3.2. 1液压缸的设计及计算1.液压缸材料的确定为使液压缸结构更紧凑、简洁，液压缸材料釆用高质量,具有高抗拉强度极限 的材料，采用高质量的无缝钢管,材料为：45号钢制造，调质处理.查机械设计课程设计表12-1,得,，硬度为：162-217HBS,抗拉强度为:二600MP屈服极限为：=355NT aa

7、bs2.大液压缸内腔直径的计算与确定由上得知，液压系统的最大负荷为:F二43600NP为使液压缸结构较小，取液压系统的设汁压力尽量的高。初取液压系统的设计压力为：=17MPa maxi - 5 -淮阴工学院4F 因为，二F/A二（2.12） Pmax2D,（A为液压缸内腔的有效面积，D为液压缸内腔的直径）4F 所以，D二（2. 13） ,Pmax4,45600= 3.14, 17=40. 76mm取液压缸内腔的直径为:D二42mm所以，液压系统的设计压力为：4F 二F/A二(2.14) Pmax2D,4, 45600二 23.14, 50=19MPa3.液压缸外直径的讣算与确定,，为使液压缸结

8、构较小，先把液压缸按薄壁计算。因为，D/10时，为薄壁PDy, 乂因为，(2. 15) ,2,(其中？16M 时，二 16M 时，二)PPI. 25PP, Pl. oPPyPymaxamaxmaxamax所以 P二 1. 5=28. 5 M PPymaxa取按全系数为：n=5,所以=/n=120 M , P, baPDy,所以，(2. 16) ,2,28.5, 50= 2, 120=6. 0mm,，所以，D/=50/6=8. 310 为厚壁。所以，要按厚壁计算，为使设计更准确一些，按第四强度理论计算得：2222D, DD, D2222ww,二(2. 17) , p, ptrtryy2222D,

9、 DD, DwwD (其中，为液压缸外直径)w,P,取，安全系数为:n二5,所以二/n二120 M所以，ba222, , P4, 3p, D, D (2. 18) w22, 3p222120, 194, 120,3, 19,50 22120,3, 19,59. 3mmD取，液压缸外直径为:二62mm w3.2.2油箱的设计伸缩臂套的材料:选工程用铸造钢ZG310-570o1 - 6 -淮阴工学院查机械设计课程设计表12-1,得硬度为：7153HBS,抗拉强度为:=570MP , ab为使液压系统结构更紧凑，把油筒与液压缸装配在同一圆心轴线内。要求:油筒油面的最高高度不超过，油筒高度的80%因为

10、油路和阀中对油量的 损耗，所以，估算，液压缸到达最高极限位置所需的油量为总油量的90%。乂因为，推程:S二520mm液压缸内腔的直径:D二42mm所以，液压缸到达最高极 限位置所需的油量为：12 (2. 19) L, ,DS 缸 43 ,1197125mm,1.2 升所以，所需的最少油量为：=/90%=1. 2/90941. 33 升 LL 需缸所以，油箱的最小容积为：=/80%=1. 33/80941. 66 升 LL, L 筒需缸因为，油箱与液压缸装配在同一圆心轴线内，122 所以，S(D,D),L (2.20) w筒筒 4液压缸外直径为:二62mm Dw所以，油箱内腔的直径为：L42 筒

11、 D, , D (2. 21) w 筒,S64, 1.66, 102, 64 = 3.14, 610=83mm取油箱的上直径内为873. 2. 3油路的设计为使液压系统结构更紧凑、简洁，使液压系统集中在一个模块内，把各液压元件做成一体。把各油管路做在液压缸的底座内。油管路的管径不宜选得过大，以免使液压装置的结构庞大:但也不能选过小，以免使系统压力损失过大，影响工作。取，油道内径为:d二5mm3. 2.4截止阀的设计为使液压系统结构更紧凑、简洁，使液压系统集中在一个模块内，把各液压元件做成一体。把各阀等设计在液压缸的底座内。P因为，液压系统设汁的最高压力为：=19MPa max取，截止阀的开启系

12、数为:n=l. 1所以，截止阀的开启压力为：PP二n (2.22) max=1. 119 ,21 MPa ,所以，截止阀的开启力为：12, dPF二(2.23) 412, 3.14, 5, 21= 4二412N截止阀弹簧的设计：取截止阀的弹簧的最大工作载荷为开启为的1.5倍。所以，截止阀的弹簧的最 大作用载荷为：1 - 7 -淮阴工学院=1. 5F=1. 5412=618N F, max1.根据丄作条件选材料并确定其许用应力因为弹簧在一般在静载荷条件下工作，可以按第三类弹簧（爱变载荷作用的次数1000次以下的弹簧）设计，现选用碳素弹簧钢丝D级，并根据实际结构，估取弹簧钢丝的直径为3.0mm,查

13、机械设计表16-3,暂选=1710 MPa, ,B-2,可知二0. 5=0. 5X1710=855MPa根据机械设计表16, B第四章义车主要结构设计4.1货义基本参数和尺寸的确定hblab,货义的主要尺寸有货义水平段长度;货义垂直段高度;货义断面尺寸（为 货义厚度，为货义a宽度等）（图4-1）。货义尺寸主要取决于起重量Q、载荷中心距c,根据选题，已知起重量Q二1.8 吨，按IS0/DIS1214-79标准规定，载荷中心距离为c二500mm,再由IS0/DIS2326-81 和ISO2382-77标准，查出货义的基本参数和尺寸为lmm, 1000货义长度:;hmm, 520货义垂直高度：；2a

14、bmm, , , 40120货叉断面尺寸：;dmm, 409货叉两狡支点中心距：；emm, 76货叉外伸距：；据机械设计手册选择材料为40Cr钢，热处理工艺选用调质处理40Cr钢屈 服强度。，539NIPas4. 2货叉的计算简图货义和义架的联接形式不同，其制支承类型有所不同，按照ISO2328-77标准 规定，1.8吨义车货叉和义架的联接形式为挂钩型。挂钩型联接，上支承可简化为 活动钱支座。按照这种简化，货义可看作一次超静定刚架（图3-2） o与此同时虑到 挂钩型货义上部的挂钩处有安装间隙，并非绝对不能转动，照此分析，货义乂可简 化为支1 - 8 -淮阴工学院承在两个较接支座上的静定刚架（图

15、4-3）。图4-3静定刚架计算简图这两种讣算简图，在集中载荷P力作用下，货义的危险截面均在支座A以下的 垂直段，其应力状态相同，强度相等。但货义垂直段的受力情况不同，导致变形不 同。山于静定刚架水平段的变形量大于静定刚架水平段的变形量。为偏于安全起 见，货义的强度和刚度均按静定刚架进行计算。4. 3货义的强度验算(a) (b)(c) (d)图4-4货叉强度验算汁算简图从货义所受的集中载荷P力作用的内力图（图3-4）来看，水平段受弯矩和剪力, 垂直段受弯矩和拉力，危险1 - 9 -淮阴工学院截面支座A以下垂直段的最大正应力为Pca32,（式 4T） , max2ab式中P货义的计算载荷，N;C标

16、准载荷中心距，mm;a 货义厚度;mm；b货义截面宽度，mm, 4. 4计算载荷P的确定QPKK,（）（式 4-2） 122式中Q起重量，Q=l. 8t=17640NK动载荷系数，由文献1推荐，取K二1.2; 11K偏载荷系数，由文献1推荐，取K二1.3. 22由此得出17640PN, , , 1.21.3（）13759.2 24.5安全系数n的确定安全系数的选取，与货义的讣算载荷大小、动载荷系数和偏载荷系数的选取密 切相关。如果讣算载荷比较准确，安全系数可以取较小数值。否则，安全系数应取较大数值。【】2强度 计算时，安全系数应满足以下条件其中 强度安全系数；n,材料屈服极限；s,危险截面处应

17、力（即最大正应力）；,，注:与单位相同。s此次设计选择安全系数为n二3。1 - 10 -淮阴工学院4.6计算最大正应力,539s （式 4-3） , MPal79. 67,n34.7强度验算把数据代入式3-1,得出13759.23500240, , max240120,113. 23MP&因为，所以货义满足强度条件。,113. 23179. 67MPaMPa, max4.8货义的刚度校核Q货义的刚度通常校核义尖处的静挠度，即以额定载荷之半作为计算载荷（P,）,按等截面静定刚架12来讣算乂尖处的挠度，计算方法用简便的弯矩图乘法（图3-5）。（a）计算图（b）M弯矩图（c）弯矩图MP图3-5货义义

18、尖挠度计算图山此可得义尖的挠度Pclc, , 1362fIced,（式 4-4） E, ,6EJ1,式中3ab4J, cm货义的截面惯性矩，；122Ncm/货义的弹性模量，；EQN货义的额定截荷，.P, 12代人数据，得出1 - 11 -淮阴工学院17640, , 5010050,2 , ,fcm31003067.6240.91.41, , ,E3100, , 412, 5,6205.81012义尖的许用挠度为1100 （式 4-5） , , fcm2, , 5050由于，所以货叉满足刚度条件。fcmfcm, 1. 412, , , , E4.9货义挂钩形式的确定义车货义上的挂钩与货义的联接形

19、式，通常有整体式和非整体式两种。非整体 形式的联接方法，乂有焊接和螺栓联接等形式。山于焊接形式货义制造容易，安装 拆卸方便，所以，货义与挂钩的联接多采用非整体的焊接形式。4. 10货义与挂钩焊接强度验算挂钩尺寸根据 ISO2328-77 标准规定，z二 17. 5mm, M二31mm, s二50mm, K二H二5mm, b二 120mm, G=36mm（图 3-6）。,1挂钩的水平段受弯矩和拉力，垂直段受弯矩。根据起重机焊接强度的汁算规 范，由拉伸应力和剪切应,，CP1力所组成的复合应力，按等效应力来进行计算，其 计算公式为1 - 12 -淮阴工学院22FP,22, , 44cpll,HDHD

20、,(式 4-6 式中F挂钩所受的水平力，N;D 焊缝总长度，cm;P所受垂直力，No代入数据，得出DbGHmm, , ,22(2)21202(3625)292Paez, , , , , 13759.24501.75, , , , FN18754.90, d40.9则2218754. 913759. 2, 22, MPa, , , , 4422. 81, llcpO. 529. 20. 529. 2,490NfPab货义与挂钩焊接的焊条选用TB13-2,焊条的抗拉强度，焊条的许用 应力,490 b, MPal63. 33, n3由于,22. 81MPa, 163. 33MPa, , cp,所以，

21、货义与挂钩满足焊接强度条件笫五章义车保养注意为确保义车工作正常可靠，发挥其应有工作效率，相关责任人定期做如下技术 维护保养：1、 日常维护:每班工作结束后，及时清洗车体上的污渍、泥土等，检查车体 有无划痕，转向器是否可靠、灵活；2、 一级技术保养：累计工作100小时后，（一班工作制相当于2周）检查各部 位的紧固情况，重点是:货义架支承、车轮螺钉、车轮固定销、转向器螺钉。3、 二级技术保养:累计工作500小时后，（一班工作制相当于一个季度）做全 车检查，重点是:各管道接头、机油箱、升降油缸、液压转向器、转向油缸等，是 其实际情况及时紧固、补液压油、加润滑油等。4、 在工作过程中，如果发现可疑的不

22、正常的现象，必须立即停车检查，及时 釆取措施加以排除，在没有排除故障前不得继续作业。5、 工作一天后，义车应定点停放在指定位置。6、 未经经管人同意，任何人不得动用义车。为了提高义车的使用寿命及防止 意外事故的发生，为保持义车最佳运行状态和各零部正常运转，在使用过程中必须 对本机器严格地进行定期保养。7、 检查义车各机械联接件的紧固情况，特别是转向系统、车轮、起升机构等 联接螺栓及锁紧装置是否紧固与正确。8、 检查义车各部件管路和接头有无损坏、松动和漏油。9、 义车只能在指定的区域内使用：新车间一、二楼及库房，没有特殊情况绝不 允许义车到车间以外的区域使用；1 - 13 -淮阴工学院笫六章义车

23、设计体会及小结义车是物流系统中最常用的装卸、搬运设备。本文介绍了世界范围内义车的市 场，义车发展趋势以及义车的结构特点，了解液压起重机械设讣的主要参数:根据 液压起重机械的特点，设讣液压手动义车参数有:起重量、跨距、幅度起重高度、 各机构的丄作速度及起重机各机构的丄作类型。义车的主要参数首先山使用单位根 据生产需要提出，具体数字应按国家标准或工厂标准来确定，同时也要考虑到制造 厂的现实生产条件。因此，在确定参数时应当进行调查研究，充分协商和慎重确 定。设计手动义车起重机必须要以义车的参数为依据。起重机的参数是说明起重机 工作性能的指标，义车的主要参数有:起重量、跨距、幅度起重高度、各机构的工

24、作速度及起重机各机构的工作类型。对于某些义车起重机，生产率也是主要参数。 此外轨距、基距、外形尺寸、最大轮压力等也是重要参数。义车的主要参数首先山使用单位根据生产需要提出，具体数字应按国家标准或 工厂标准来确定，同时也要考虑到制造厂的现实生产条件。因此，在确定参数时应 当进行调查研究，充分协商和慎重确定。义车在工作时必须安全可靠。要使一台起重机工作安全可靠，除了要使各个机 构和金属结构满足要求外，还要装设安全与指示装置。所以我们在设计起重机时根据上述的要求，在设讣液压起重机时考虑过载保 护、机架足够强度，认真计算各个参数，尽可能的全面考虑问题。作为当代大学本科机械设计制造及其自动化的毕业生，我必将刻苦钻研，努力 奋斗，树雄心，立壮志，攻难关，攀高峰，不断用先进的设计理论和生产技术来武 装与发展我国的机械工业，密切结合用户需求和国内外市场动向，创新开发高质 量、高性能、多品种、多功能的现代化机器，为推进全人类的物质文明和精神建设 做岀应有的贡献。1 - 14 -