黑龙江工程学院本科生毕业设计
第2章 平衡重式电动叉车设计总体方案
2.1 叉车的定义与分类
叉车是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的各种轮式搬运车辆。属于物料搬运机械。广泛应用于车站、港口、机场、工厂、仓库等国民经济各部门，是机械化装卸、堆垛和短距离运输的高效设备。 叉车分类：
1.越野叉车：其基本构造和工作原理与普通叉车相同，但具有较大的离地间隙，较大的爬坡能力，更好的稳定性，采用类似于拖拉机的越野轮胎，有时还采用前后桥驱动，其最大特点就在于具有良好的通过性能和越野性能，可用语城镇建设工地和管道铺设等工程建设，如图2-1所示。
2.集装箱叉车：除起重量较大和往往采用集装箱吊具外，工作原理和结构特点与普通平衡重式叉车无异，如图2-2所示。
3.集装箱空箱堆高机：空箱堆高机的起重量一般不超过8t，常见为4t，结构类似于集装箱叉车，虽然起重量不大，但起升高度很大，行驶速度较高，采用特殊的空箱侧面集装箱吊具，如图2-3所示。
4.集装箱正面吊运机：集装箱正面吊运机具有机动性强、作业效率高、操作简便等优点，已成为集装箱货场作业的一种重要机型，如图2-4所示。
5.叉装机：叉装机在结构上类似于集装箱正面吊运机，知识个头小一些，取物装置还原为货叉，叉装机在底盘方面类似与越野叉车，如图2-5所示。
6.伸缩臂式叉车：建筑材料的卸车和短途运输，将建筑材料直接投放到作业点，或给汽车吊、塔吊喂料。 工地各种物料的搬运和场地清理整理。 使用货叉和吊具搬运块状、条状、不规格形状建材；使用料斗搬运散料、平整地面；使用高空作业平台进行高空安装；使用玻璃吸盘安装幕墙；等如图2-6所示。
7.侧面叉车：侧面叉车主要用来装卸和搬运长大物品如电杆、木材等。侧叉的门架位于车身的一侧，既可以起升下降，也可以伸出和缩回，能够将货物搁在车体右半边的载物台上搬运。侧面叉车在装卸货物时为了保证稳定性，应伸出支腿液压缸。侧叉的门架系统除伸出机构外与平衡重式叉车无异，转向系统类似于
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汽车，传动系统采用发动机后置，由于车身的三分之二被门架导轨槽分割，使车架比较特殊，如图2-7所示。
8.手动托盘搬运车：手动（液压）托盘搬运车在使用时将其承载的货叉插入托盘孔内，由人力驱动液压系统来实现托盘货物的起升和下降，并由人力拉动完成搬运作业。工作时舵柄的上、下运动用来操作一个类似于液压千斤顶的装置，带动货叉的后部上升，同时通过一套杆系的传动，使货叉前部的轮子下压，使货叉的前部也同步升起，起升高度一般不超过300mm，仅限于使货物离开地面，能够被顺利搬运。舵柄在搬运过程中起牵引杆和转向舵的作用。手动托盘搬运车是托盘运输工具中最简便、最有效、最常见的装卸、搬运工具。该产品虽然技术含量不高，成本低廉，但用量很大，往往成为企业出口创汇的拳头产品。如图2-8所示。
9.平衡重式电动叉车：车体前方装有升降货叉、车体尾部装有平衡重块的起升车辆，简称叉车。叉车适用于港口、车站和企平衡重式叉车业内部装卸、堆垛和搬运成件物品。3吨以下的叉车还可在船舱、 火车车厢和集装箱内作业。将货叉换装各种属具后，叉车可搬运多种货物，如换装铲斗可搬运散状物料等。自行式叉车出现于1917年。第二次世界大战期间叉车得到发展。中国从50年代初期开始制造叉车。
图2-1 越野叉车 图2-2 集装箱叉车
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图2-3 集装箱空箱堆高机 图2-4 集装箱正面吊运机
图2-5 叉装机 图2-6 伸缩臂式叉车
图2-7 侧面叉车 图2-8 手动托盘搬运车
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2.2 蓄电池的选择
电动叉车是指以电来进行作业的叉车，大多数都是为蓄电池工作。而蓄电池是电池中的一种，蓄电池是一种能量转换和储存装置，充电时，将电能转换为化学能，加以储存，放电时化学能转换成电能，输送给电动机。
蓄电池由正、负电极和电解液组成，蓄电池分为酸性蓄电池和碱性蓄电池，实用的酸性蓄电池有铅蓄电池，以硫酸为电解液。碱性蓄电池由于需要贵重金属，成本较高，目前很少用作叉车的能源。我国叉车主要用铅酸蓄电池，铅酸蓄电池正极板上是活性物质氧化铅，负极板上的活性物质是海绵状的纯铅，电解液是稀硫酸溶液。
蓄电池的主要性能参数为电压和容量，蓄电池在指定的放电条件下所放出的电量称为容量Q,其单位为A·h，蓄电池的容量与放电电流及电解液的温度有关，还与充电电流、电解液的相对密度和纯度有关。
牵引用的蓄电池工作特点是：持续放电时间长，放电电流比较均匀，不能随时充电。为了不使叉车一次停车充电或更换蓄电池后有较长的使用时间，要求这种蓄电池有较大的电容量。
蓄电池组的额定电压由叉车的起重量选择决定，起重量为1～2吨的电动叉车一般选用额定电压为48v，每个蓄电池2v的电压，有12个电池组成。
对于电动叉车，所有的电机使用同一个电池组，可由下式折算所需要的功式中
P=Pw?1-JC??W+PpJC?P=54KW （2.1）
Pw Pp——分别为运行电动机和油泵电动机功率， ?w ?p——分别为运行电动机和油泵电动机效率
JC——油泵电动机的工作持续率，即叉车一个作业循环中，油泵电动机工
作持续时间与叉车工作循环时间的比值。
已知所需功率，则蓄电池组容量按下式求出：
Q=PT 0.9U=375A·h （2.2）
式中 T——每作业班内车辆的净工作时间 U——蓄电池组的额定电压
已知蓄电池组容量，通过查表可以选出蓄电池组的型号为 DG-400，容量为400A·h满足使用要求。
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2.3 行走电机的选择
行走电机驱动传动系统最终向车轮提供驱动力矩，叉车上驱动行走机构的电动机，称为牵引电动机，经常采用直流串励电动机。这是由于串励电动机具有软的机械特性，能适应车辆的运行要求，且比较经济。这种电动机的励磁绕组与电枢绕组串联，电枢电流增大时，磁极的磁通也增加，电动机的转矩不仅由于电动机电枢电流增加而提高，同时也由于磁通的增大而提高，在磁极磁通未饱和的情况下，电动机的转矩几乎和电枢电流的平方成正比。因此，可在电枢电流较小的情况下获得较大的转矩。这对减小蓄电池的放电电流，充分利用蓄电池的容量，也有好处。直流串励电动机用于车辆牵引的优点有：可以带载启动，传动系统无需离合器；能正反转，无需倒档，具有自动适应阻力变化的趋势；力矩变化倍数大于电流变化的倍数，对保护蓄电池、延长其使用寿命有利；与液力传动相比，在不同转速下高效区宽。
1.行走电动机功率 满载运行功率：
Pm=f(G+Q)Vmax/(3600ηt)=0.02（3400+2000）×12×9.8/（3600×0.86） =4.1KW （2.3）
Pe=(1.5～2)Pm=2×4.1=8.2KW （2.4）
所以电动机取10KW的XQ-10：
Temax=9549×αPemax/N额=9549×1.2×10/1200=95.49（Nm） （2.5） 传动比确定：
Umax=0.377rn/IminIo→Io=0.377rn额/βIminUmax 0.377×0.59/2×
1200/(1.1×0.8×12) (β=1.1)
Igmax=(G+Q)(αmax+f)r/TemaxIoηt=9.8×(3400+2000)(0.18+0.02)×0.59/2/95.49×12.63806878×0.86=3(0.7 〈Igmin〈0.8取Igmin=0.8)
F-滚动阻力系数，f=0.02 G+Q-满载叉车总重（N）
Vmax-满载最大车速，一般为10～15KM/H Ηt-传动效率，可取0.85～0.90
功率P e=（1.5～2）Pm，原因是上坡时功率最大。 由公式得电动机：行走电动机-XQ-10（10KW） 液压泵电动机XQD-6（6KW） 转向电动机XQD-0.55（0.55KW）
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