【毕业设计】四支点电动叉车倾斜机构与液压系统设计

以永恒力叉车为例其以此为基础发展了巡航控制系统斜坡上防重力下滑，转弯时防止侧翻。

制动能量再生电子制动系统在初次制动时将牵引电机变为发电机延长充电工作时间。

随着电子技术渐渐融入机械制造技术，电动叉车要求能够实现高效节能环保安全及智能化。

各种新方案的推出让电动叉车在性能结构方面取得了长足进步，配置也变得更优化。

倾斜机构简介门架倾斜机构是利用倾斜油缸的伸缩运动，使门架绕下部铰点前倾或后倾，达到货叉从水平位置向前或后倾斜个角度，在可移式叉车和侧面式叉车上门架需沿导轨移动。

门架倾角是指无载的叉车在坚实平坦的地面上，门架相对其垂直位置向前或向后倾斜的最大角度门架前倾角的作用是为便于叉取和卸放货物。

后倾角的作用是当叉车带载行驶时，防止货物从货叉上滑落，增加叉车行使的纵向稳定性。

门架前倾角般不小于叉车在水平地面上叉卸卸货物时的最小前倾角与仓库地面的正常坡度角之和。

增加门架后倾角，有利于提高叉车的纵向稳定性，但后角加大往往受到叉车结的限制，门架倾角还与轮胎的类型有关。

叉车叉货时，后轮负荷大，前轮负荷小，前后轮胎变形量不同，将使门架的前倾角减小。

叉车满载行驶时，前轮负荷大，后轮负荷小，将使门架的实际后倾角减小。

为此，对于充气轮胎的叉车，门架的前后倾角都应适当加大。

倾斜油缸为双作用活塞式油缸，正确的调整活塞杆的长度，可以保证门架的前后倾角符合工作要求，且倾斜油缸的同侧油缸腔连通，保证两个倾斜油缸协同动作。

门架倾斜机构的计算主要是确定倾斜油缸的最大拉力和行程，计算倾斜油缸的的相关尺寸参数，计算缸壁缸底厚度，并对活塞杆强度稳定性进行计算与校核。

工况般为的货物上升至最高位置，且达到。

倾斜油缸工作工况如图所示图倾斜油缸工作工况示意图液压系统简介液压系统除油箱及其管路外，由工作转向油泵和电机作为动力元件，多路换向阀，限速阀等作为控制元件，油缸作为执行元件。

液压系统执行元件主要可分三部分为了升降货物配有起升油缸。

为使装货的框架能前后倾斜，以利于搬运和行走方便使用倾斜油缸。

转向油缸和全液压转向器。

油泵输出的压力油分别进入到工作装置和转向操纵机构，通过前后倾手柄使多路换向阀的滑阀移动以改变液压油的流动方向，从而控制升降油缸与门架倾斜油缸，实现起重货架和门架的前后倾斜。

另个油路是油液经转向油泵与电机到全液压转向器控制转向油缸最后油液将再度重返油箱如此不断循环，液压系统是叉车工作过程中的重要环节。

第二章设计方案论证课题简介与方案设计前文已经对叉车的倾斜机构进行了概述，为了能对本课题做进步认识，首先要了解整车的工作情况，才能准确定位课题，抓牢研究的目的和重点处理各部分的衔接。

图电动叉车工作过程示意图以工作过程为依据进行总体估算的具体工作选择各构件的构造形式，主要尺寸及布置位置，确定工作装置各部分尺寸参数包括起升油缸型式及倾斜油缸的数目布置方式及油缸长度等，液压系统设计，轴距和轮距及其支承方式，选定驱动方式及驱动传动系统构造及布置，设计转向系与制动系，重心，传动比，稳定性，功率，爬坡能力等的计算，电机选择等等。

接着以此为依据切入本课题叉车倾斜机构与液压系统的方案设计。

设计思路门架倾斜机构的计算是确定倾斜油缸的最大拉力和行程。

在最大起升高度和最大倾斜角时，对门架下铰点取力矩平衡，得最大拉力。

在确定倾斜油缸与门架的连接点，与门架前后倾角的条件下，可用作图法求得倾斜油，缸活塞的行程，拉力和行程确定之后，可设计倾斜油缸，考虑液压传动系统选用合适液压元件，合理布置油路。

关于倾斜油缸的布置方案图倾斜油缸布置方案示意图方案两个倾斜油缸，直接布置在门架两侧，如图重型叉车为布置方便，倾斜油缸通过杠杆与门架两侧相连如图二，但对于的电动叉车由于吨位较小故不需杠杆来省力采用直接布置在门架两侧，不但可使结构简化布置方便，在很大范围内减少倾斜油缸的受力和行程，从而减少油缸尺寸，更能降低生产成本，故在本课题中选此方案较好。

方案二当具有刚性较好的驾驶室时，倾斜油缸可布置在驾驶室顶部，但这时倾斜油缸受力虽小，对门架的刚度和强度也较好，但油缸行程较大。

若加个传力机构如图三虽可缩小行程，但要考虑曲柄连杆机构是否会有死点出现，且成本也变高。

故不宜采用。

关于液压系统的设计方案开式回路方案双泵驱动即工作装置与转向装置均采用齿轮泵成本低变转速调节，双作用活塞式倾斜油缸，油路布置为开式油箱与非上置式泵站分布于两侧，两个倾斜油缸布置于外门架两侧，两个起升油缸位于门架后方视野开阔，控制阀位于驾驶员右方操纵方便出油口采用网式滤油器结构简单，通油能力大，压力损失小，清洗方便全液压转向。

综合以上优点此种方案较好。

方案二斜轴柱塞式变量双泵驱动不采用转向油泵油液利用率高，控制精度高不会超载，双作用增压缸由两个单杆活塞缸串联即由两个单杆液压缸的活塞杆连成体，其推力等于两个液压缸的推力之和，但两者成本较高，且般用于工作压力较高或大吨位叉车设计中，故在本课题中不宜采用。

方案三单泵驱动，主油泵供油，经分流阀至全液压转向器，不需要转向油泵和电机，油路如前，但由于单泵容易产生供油不足故可靠性差也不宜采用。

方案设计总结综上所述两部分都采用选用方案为倾斜油缸直接铰接在外门架两侧，液压系统采用开式油箱供油，双齿轮求综上可得活塞杆行程为油缸作用时间计算从后倾到前倾油泵流量的选择般据起升油缸的要求来决定，至于能否满足倾斜油缸的工作需要，要按门架前倾最大角度时启用的时间来校核，时间般规定在内，据门架由垂直位置到前倾位置所需时间为式中门架前倾最大角度时活塞行程，作图法求得油泵的额定流量暂取为起升油缸的流量油泵的容积效率实际倾斜油缸活塞推出的压力根据所选的换向阀要求小于推推所以推单推，故以起升油缸公称压力，即是满足要求的。

当时，实际流量为对应的实际油缸作用时间综上油缸作用时间不在内，所以为了弥补这弊端在油缸的各进油管路中装有回油节流阀以减慢油缸的动作速度。

稳定性校核根据力矩平衡，列出下式上述方程各项除得向后倾斜参看工程力学页，压杆稳定性校核计算步骤，根据压杆支承情况及相关尺寸求出压杆的柔度长细比根据压杆材料求出和由值确定压杆类型，并选用适当的公式求出临界力或临界应力按压杆稳定条件计算。

上式所求结果含负号表示此时油缸后倾时才开始进入受压工况，在门架后倾最大角活塞杆受压最厉害。

活塞杆受压最大时计算油缸的长细比采用两端铰支，据钢的，据公式据经验公式钢的再据公式和式中焊缝外径满足即故此时油缸的活塞杆属于短杆，不存在失稳计算与校核，稳定性计算略去。

油缸壁厚的计算式中液压系统最大工作压力的倍为油缸内径缸体材料的许用应力号无缝钢安全系数故选用油缸壁厚，故壁厚强度满足。

焊缝外径综合以上，设计的倾斜油缸缸体的零件图为图倾斜油缸缸体零件图活塞杆强度计算由于活塞杆受压时不存在稳定性计算，则活塞杆计算主要为拉压强度破坏。

杆杆式中取受压时最大压力推注号钢，取。

，则选用强度足够。

缸体螺纹连接计算螺纹处拉应力式中螺纹预紧力系数。

通常取此时暂取拉力缸内径螺纹内径螺纹直径螺纹内摩擦系数故合成应力为则，螺纹处强度足够。

缸底厚度及缸底的焊缝强度计算缸底厚度式中缸底内径液压系统最大压力许用拉力，因为号钢的，取，故有结构上要求缸底厚度要超过才可，故满足要求。

缸体和缸底焊缝强度计算焊缝应力式中油缸推力焊接效率般不高焊缝外径焊缝内径最终设计出的倾斜油缸装配图示图倾斜油缸装配图。

总结与展望总结故在本课题中我将以国内外已使用的技术为参考，深入学习和研究叉车是什么怎么工作的技术性能如何倾斜机构所起的作用是什么液压系统又是如何形成开式循环系统的本设计所要完成任务主要为叉车总体方案设计概算，即根据给定的技术参数及工作条件，确定整机型式，各部分构造形式，尺寸范围，进行总体布置对各项技术性能进行计算或估算，为各部件的技术设计提供依据或限制。

二液压系统设计及线路布置与选择。

三倾斜机构设计活塞杆行程及油缸设计。

当然设计中还存在问题与未能实现的预期目标在选择油泵时，查询现今已经能够实现用变量泵代替定量泵，由于所选用的是齿轮泵，大部分是基于经济性方面的考虑，因为采用变量柱塞泵，这也是我初始的设计思想，选用斜轴式轴向柱塞变量双泵型号代替转向和工作油泵两个齿轮泵，但由于此种泵成本很高，能够提供的功率等技术参数也远远超出了要求，所以只好被否定。

但我试图想用叶片泵代之，因为叶片泵是可以做成变量泵的，齿轮泵则很难做成定量泵。

二选择油路时，本想利用油泵直接将液压油从油箱中泵出后，经分流阀后在分两路，由于时间关系，我尚未来得用此种方案，希望以后有机会，将此种方案详细设计出来。

同时如果有可能尝试闭式回路可以减少体积和重量，对于行走机械这点也是优势。

三关于起升缸，虽然不是我设计内容，但我对采用两级柱塞泵其倒置的方案尚有疑问，希望今后有机会探究，通过这次的毕业设计，使我对叉车的总体有了定的认识，尤其是液压系统的设计。

我觉得知识得到增长能力得到提高才是最难能可贵的。

这次的训练同时让我认识到了细心和耐心的重要性，对我而言这次的毕业设计既是训练也是挑战，我将在以后的学习和工作中继续秉持这样的作风，争取做到更好，参考文献参考文献王耀斌简晓春主编物流装卸机械北京人民交通出版社，陈慕忱主编装卸搬运车辆北京人民交通出版社，刘娜陈慕忱主编型电动叉车设计计算书Ⅲ液压系统武汉陈启松主编液压传动与控制手册上海上海科技出版社，许福玲陈尧明主编液压与气压传动第二版北京机械工业出版社，刘鸿文主编材料力学第四版北京高等教育出版社，吴克坚于晓红钱瑞明主编机械设计北京高等教育出版社，吴宗泽罗圣国主编机械设计课程设计手册北京高等教育出版社，刘毅整理编著型叉车课题毕业设计指导书南京东南大学收藏，周恩