叉车门架系统设计

叉车门架系统设计

院系: 汽车与交通工程学院班级: 物流10-1 姓名: 胡国鹏学号: 20101387 题目:叉车参数

内燃叉车货叉及门架设计要求:额定起重量Q1.5t~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，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amin 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

L1

表面达到最大起升高度时，叉架上的滚轮有安全运动轨道，从而课确定内Hmin 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:

H,H,(H,,，,)/2，L，d，t21max1

式中 H—最大起升高度(mm) max

—货叉厚度 ,

,—满载时的轮胎变形量(大致与相当)(mm) ,

—叉架(内外门架间)的纵向滚轮间距(mm) L1

—纵向滚轮直径(mm) d

—构造或焊接工艺结构所需的尺寸(在图面设计时确定)(mm)。 t

叉车整车最低结构高度(不考虑护顶架)为 Ha

H,H，aa1min

起升液压缸行程为

S,(H,,，,)/2cmax

液压缸安装高度为

H,S，Ccc1

式中—液压缸的导向、缸盖、缸底等固定尺寸。 C1

在液压缸安装高度小于门架立柱高度所能提供的安装空间时，通过HHc1

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(。) 12 ,

离地间隙X(mm) 130 根据公式的 H,H,(H,,，,)/2，L，d，t21max1

—最大起升高度3000mm Hmax

—叉架(内外门架间)的纵向滚轮间距420mm L1

—纵向滚轮直径110mm d

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。

=3000/2+420+110=2030mm H,H,H/2，L，d，t21max1

加上离地间隙尺寸 =2030+130=2160mm H,H，aa1min

2.2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/t 3~3.5

H/mm 160

h/mm 120

B/mm 55

b/mm 15

d/mm 20.7

2 面积/ 4082.2 mm

单位重量/(kg/m) 32

3 162666.7 w/mmx

L形截面几何尺寸参数

起重量/t 3~3.5

38 B1

20 h1

18 d1

2面积/ 4727.4 mm

单位质量/(kg/m) 37.1 3 185136.1 w/mmx

立柱结合图:

2.3 货叉设计

货叉的截面尺寸决定于起重量及载荷中性能距。即决定于载荷力矩。货叉长度以及货叉截面尺寸设计:

货叉长度选用标准数据里的1000mm

货叉截面尺寸系列数据货叉厚度30mm，货叉宽度100mm。货叉形式选用A 型，数据为:

起重量/t 2.7~4.75 载荷中心距/mm 500

货叉形式A

a 76

b 508

568 h1

478 h2

476 h3

40 m1

38 m2