二级叉车门架设计.

泰山学院本科毕业设计二级叉车门架设计（5t）所在学院机械与工程学院专业名称机械设计制造及其自动化申请学士学位所属学科工学年级2011级(3+2)学生姓名、学号刘振2011170219指导教师姓名、职称季绍琨副教授完成日期2013年5月30日摘要I摘要叉车主要用于厂矿、仓库、车站、港口、机场、货场、流通中心和配送中心等场所，并能进入船舱、车厢和集装箱内、对成件、包装件、以及托盘、集装箱等集装件进行装卸、堆码、拆垛、短途搬运等工作，是托盘运输、集装箱运输必不可少的设备。门架系统是叉车的工作装置，是进行装卸作业的直接工作机构，货物的叉取卸放、升降堆码都靠它完成。叉车门架是叉车取物装置的主要承重结构。根据叉取货物起升高度的要求，叉车门架可做成两级或多级，常见的普通叉车多采用两级门架。两级门架由内门架和外门架组成，悬挂在叉架上的货叉和叉架一起借助于叉架滚轮沿内门架上下移动，带动货物起升或下降。内门架靠起升油缸驱动升降，亦由滚轮导向。门架后方的两侧设有倾斜油缸，可使门架前倾或后仰(门架最大前倾角约3°-6°，后仰角约为10°～13°)，以利叉取和堆放货物。关键字：货叉，叉架，门架ABSTRACTIIABSTRACTForklifttruckismainlyusedforindustrial,warehouse,station,port,airport,warehouse,distributioncenteranddistributioncentersandotherplaces,andcanenterthecabin,carandcontainer,topieces,packages,andthetray,containerandpackageforloadingandunloading,stackingdestacking,short-distancetransportation,etc.,istheessentialequipmenttraytransport,containertransport.Thedoorframesystemisworkingdeviceofforktruck,isadirectworkingmechanismofloadingandunloading,goodsforkliftunloading,stackingonit.Forkliftisthemainload-bearingstructureoftheforkliftfetchingdevice.Accordingtotheforksgoodsliftingheightrequirements,forkliftcanbemadeintotwoormore,theordinaryforkliftfrequentlyusedtwodoorframe.Twodoorframedoorframeandtheouterframebycomposition,hangingintheforkofaforkandtheforktogetherbymovingtotheforkrolleralongthedoorframe,movegoodsliftingordropping.Thedoorframebyaliftingoilcylindertodrivethelifting,alsobytherollerguide.Doorsonbothsidesoftherearframewithtiltcylinder,canmakethedoorframeforwardandbackward(doorframemaximumanteversionangleabout3°-6°,aftertheelevationisabout10°-13°),inordertofacilitatetheforkandthepilingupofgoods.Keywords:fork,forkframe,doorframe目录III目录引言................................................................11货叉..............................................................21.1货叉简介.....................................................21.2货叉的主要参数...............................................21.3货叉计算简图.................................................31.4货叉强度计算.................................................31.5货叉的刚度计算...............................................42叉架..............................................................52.1叉架的简介...................................................52.2叉架的主要参数...............................................62.3叉架的强度计算...............................................63门架..............................................................93.1门架的简介...................................................93.2门架的主要参数..............................................103.3门架的高度计算..............................................113.4叉架滚轮压力计算............................................123.5门架的计算..................................................133.6门架的刚度计算..............................................15参考文献...........................................................16泰山学院本科毕业设计1引言社会对叉车的需求不断加大，使叉车的性能得到了改善，数日，品种和规格也不断增多，使用范围也不断增多。例如在森林中木材工业方面，已在堆场方面使用叉车来装卸与搬运圆木，方木和板料。在水泥预制品的加工中，过去一直使用塔式起重机进行装卸和搬运工作，现在国外以大量使用叉车，获得良好的效益。类似的情况还很多。叉车主要用于厂矿、仓库、车站、港口、机场、货场、流通中心和配送中心等场所，并能进入船舱、车厢和集装箱内、对成件、包装件、以及托盘、集装箱等集装件进行装卸、堆码、拆垛、短途搬运等工作，是托盘运输、集装箱运输必不可少的设备。门架系统是叉车的工作装置，是进行装卸作业的直接工作机构，货物的叉取卸放、升降堆码都靠它完成。因此，门架系统是叉车最重要组成部分之一。泰山学院本科毕业设计21货叉1.1货叉简介货叉是叉车最基本和最通用的取货装置。一般叉车都有两个相同的货架，货架装在叉架上。货叉是叉车承载的重要构件。制造货叉的材料其屈服极限不应低于3600公斤每平方厘米。最常用的材料是低合金钢、中碳钢、弹簧钢和高强度合金钢提高材料的屈服极限可以减小货叉截面。货叉的水平段用来插入货物或托盘的底部，插起来后用来承载货物。因此，货叉的水平段的上表面必须水平，水平段的下表面略有斜度，以使叉尖处厚度较薄，并且叉尖前端逐渐变窄，叉尖两侧逐渐带有圆弧，这样有利于使货叉插入货物底部，叉取货物。此次设计我选的是挂钩型货叉，其垂直段的背部上、下各有一个钩，钩在叉架的上，下水平衡梁上。这种形式货叉的制造过程是先锻造成长条坯，在镦锻弯成L形，在焊接上，下钩，之后进行热处理。我选的材料是40Cr。这种货叉制造容易也方便安装，为了使叉架上定位货叉，在上部挂钩设置有定位销，定位销插入叉架上横梁的凹槽中，以防止货叉任意移动。调解时，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货叉的主要参数b(200)d(90)l(800)Q(50000)/2DH(600)e(127)h(594)H(811)AAAA泰山学院本科毕业设计31.3货叉计算简图由于货叉和叉架的连接形式不同，其支承载荷类型也不同，按照ISO2328--77标准规定5吨叉车货叉和叉架的连接形式为挂钩型上支承可看做固定支座，下支撑可化简为活动铰链支座，货叉可看做超静定刚架考虑到挂钩上部挂钩处有安装间隙，并非绝对不能转动故而货叉又可简化为支撑在两个铰接制座上的静定刚架如下图：DH(600)P1.4货叉强度计算1）Q=mg=5x1000x10=50000NK1：动载荷系数为1.2K2：偏载荷系数为1.3P=K1K2Q/2=1.2x1.3x50000/2=39000Ｎ（2）40Cr的屈服强度σs为784MPa（3）安全系数n为：[σ]=σs/n=784/1.25=627.2MPa(4)σmax=σ弯+σ拉=Mmax/W+P/F=P×DH/W+P/FP-货叉的计算载荷DH--载荷中心距W--抗弯截面模量（d2×b/6）泰山学院本科毕业设计4F--货叉垂直段截面面积(d×b)将数据代入得：σmax=14+2.1=16.1MPa＜627MPa因此，货叉的强度满足要求。1.5货叉的刚度计算货叉刚度计算的目的，是确定货叉水平段在外载荷作用下的变形，通常都是以叉尖的垂直静挠度作为计算值。挠度越小，表示货叉的刚度越大。挠度计算的公式：fE=P1×DH×ｌ×[(DH/ｌ)×(3ｌ-DH)+6e+2h]≤[fE]40Cr钢的弹性模量E=205.8X109N/mm2I表示货叉截面惯性矩（d3b/12）P1表示货叉额定截面载荷力：P1=Q/2=25000NfE叉车的许用挠度为（l/50=16）fE=15.9mm＜16mm因此，货叉的刚度满足要求。泰山学院本科毕业设计52叉架2.1叉架的简介叉架又名滑架，它的作用是安装货叉或其他工作属具，并带动货物一起升降。货物的重量靠叉架传给起重链条，货物重量产生的力矩通过叉架传给门架，当链条带动叉架升降时，叉架要可靠的沿着门架导轨运动。由此，决定了叉架在构造上是一个垂直运动的承载小车，一般有两部分组成。其前部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，与前部框架焊接构成一体，有链条牵引，沿门架导轨垂直升降。我选的叉架类型为板式，材料为Q345。如下图：泰山学院本科毕业设计62.2叉架的主要参数l(200)l(200)Fp1Ff(594)FFp1叉架简图xxYYb(45)h(120)BA叉架上横梁截面图2.3叉架的强度计算叉架的受力比较复杂，受到的力有：货叉上部的压力、货物产生的力偶、滚轮的反力偶、侧向力偶、链条的拉力等，而且按照力的作用有垂直于叉架平面和平行于叉架平面两种情况需要进行计算超静定框架。简化方法是把作用在框架平泰山学院本科毕业设计7面横梁的力与横梁看成简支悬臂梁，主要计算横梁。如下图：l(200)p1p1FFl(200)l(200)l(200)1、A点的应力最大，其计算公式如下：σA=Mx/Wx+My/Wy=P1×l/(b×h2/6)+F×l/(b2h/6)≤[σ]平面内的弯矩：Mx=P1×l=5000000N•mm垂直于平面的弯矩：My=F×l=P1（c+a+b/2）/f=5