液压叉车液压系统及结构设计

摘  要：随着叉车越来越普遍的使用，叉车为工业生产带来的便利性越来越突出。叉车不仅可以将装卸与搬运作业实现机械化，并能减轻劳动强度，节约劳动力，提高生产率，而且可以缩短堆码、装卸、搬运的作业时间，以此加速车辆的周转，提高仓库的利用率，减少货物的破损，提高作业的安全水平。

    本课题的主要内容是介绍叉车液压的系统设计。本文以叉车的液压系统设计为例，介绍叉车的液压系统的设计方案及步骤，其中包括叉车液压系统的主要参数的设定、原理图的拟定、液压元件的选择和液压系统的性能验算等。

关键词：叉车；电液控制；液压元件

Abstract：With the increasingly common use of forklifts, forklift for the industrial production has brought convenience and more prominent. Not only can the truck loading and unloading operations mechanized, and can reduce labor intensity, save labor, increase productivity, and can shorten the working time stacking, handling, transportation, in order to accelerate the turnover of vehicles, improve the utilization of storage and reduce damaged goods, enhance the safety of operations.

     The main content of this paper is to introduce the forklift hydraulic system design. In this paper, the design of the hydraulic system of the truck as an example, the forklift hydraulic system design and procedures, including setting the main parameters of the forklift hydraulic system schematic formulation, checking the performance of hydraulic components and hydraulic systems and other selection.

Key words: Forklift; Electro-hydraulic control; Hydraulic components

目  录

摘要 .......1

关键词 .......1

1前言 .......2

1.1课题背景 2

1.2叉车发展概况

2 液压元件 6

2.1液压阀块简介 6

2.2集成块的设计步骤 8

3.1液压系统设计概述 9

3.2液压系统设计

3.2.1原理图

3.2.2起升油缸最大工作压力及流量 12

3.2.3求液压系统最大压力

3.2.4液压泵站及液压泵的规格及选用

3.2.5油泵功率及电机选择

3.2.6选择换向阀

3.2.7管道设计与管件的选择 19

3.2.8液压油选取 21

3.2.9滤油器及油箱选取 21

3.2.10压力损失的计算 22

3.2.11节流阀的设计 23

4 液压站结构设计 25

4.1液压站的结构型式 25

4.2液压泵的安装方式 25

4.3液压油箱的设计 27

4.3.1液压油箱有效容积的确定 27

4.3.2液压油箱的结构设计 27

4.4液压泵结构设计的注意事项 28

5 倾斜机构设计计算 28

5.1倾斜机构设计概述 29

5.2倾斜机构设计 29

5.2.1倾斜油缸受力分析及负荷计算 30

5.2.2计算倾斜油缸缸径和活塞杆直径 30

5.2.3计算油缸行程 30

5.2.4计算油缸作用时间 31

5.2.5稳定性校核 31   

5.2.6油缸壁厚的计算 32

5.2.7活塞杆强度计算 33

5.2.8缸体螺纹连接计算

5.2.9 缸底厚度及缸底的焊缝强度计算 33

结论 34

参考文献 35

1 前言

1.1  课题背景

叉车最先出现在上世纪20年代，由工作装置完成垂直方向作业，由车轮行驶系统完成水平方向作业，是室内搬运的首选工具。目前欧美发达国家和日本的电动叉车的产量已经占有了国际上80%以上的市场。目前，科技先进的国家已经广泛采用负荷传感，变量系统，并利用先导控制技术实现了液压系统的高效节能和远程控制等。但传统叉车的液压系统仍采用定量泵，使得整机流量大、压力高，引起了系统油温过高，液压元件泄露，所以可靠性差。与此同时其制动节能，转向动力提高等方面也都已经不能满足要求，所以叉车行业也正面临着改革与创新。

我国的机械制造行业起步较晚，原有的基础比较薄弱，与工业先进国家相比，差距不小。国内生产叉车的技术更是比国外落后很多，如何提高叉车技术是我们大家共同努力的目标。为此，本文主要进行叉车的设计计算，重点在于液压系统设计计算，已经完成了油箱、动力元件、控制元件、执行元件以及各种液压元器件的选型和设计、校核等，将液压系统各部分组成按流程逐步设计后，以此为依据，设计了液压系统布置图。本设计还将论述设计方案的合理性，以合力叉车为原型集中研究现今国内叉车技术发展的实际情况，学习叉车总体设计结合所学汽车、机械和液压知识，将其融会贯通，力求设计能够达到技术上的创新同时又能兼顾经济性^[1]。

1.2  叉车发展概况

随着社会化生产的发展与进步，劳动力与机械的专业分工也越来越细，各种专业设备的配套与衔接，使得整个物流系统运作井然有序，效率得到成倍提高。而叉车作为装卸搬运车辆的一种，因为具有能量转换效率高、噪声小、无废气排放、控制方便等优点而成为室内搬运的首选工具。为了作业方便，通常工作装置放在叉车的前方，其主要工作属具是货叉，叉车由此得名。叉车主要用于成件货物的装卸，实现了装卸作业的机械化。现阶段电动叉车在车体、门架、液压系统以及底盘技术方面与传统叉车相比均取得了一定成就。车体一般5mm以上钢板制成，无大梁车体强度高，可承受重载．此外流线型设计也将叉车的护顶架，车身，配重及其各种装饰融为一体。宽视野的两节或三节型门架，起升高度在2-6m。目前门架下降还采用负载势能回收的原理，实现门架下降的无级调速。将势能转化为电能对蓄电池充电，从而达到节能的目的。

新型液压系统采用了负荷传感、变量系统、先导控制技术等实现了液压系统的高效节能和远程控制，系统油温显著降低，整机性能先进，操作舒适，安全可靠。由单独电机驱动的油泵又能为门架工作系统的提升和倾斜机构提供液压动力。同时在工作装置回路上增设了单向阀，作用是当油泵侧压力比工作油缸侧压力低的情况下换向时油液不会倒流。目前国外品牌叉车还采用液压脉冲控制技术，可自动平衡电机速度与用油量，电源利用率高，无电压峰值，噪声低，液压元件磨损低，大大提高了整车的可靠性，节能性和使用寿命。

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^[3]。

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