大吨位平衡重叉车设计计算书

1大吨位平衡重式叉车设计计算书一、13吨理论自重计算条件：①设计起重量13吨②载荷中心距600③前轮半径与轴距pleG.S.R.SG)22045041(0G0－叉车理论自重Gp－额定起重量Se－载荷中心距R－前轮半径Sl－轴距吨....G20.3≈513×)2209051×450356×41600(0★为考虑负差叉车理论自重修正为：21.3吨二、13吨理论行驶速度计算1)平路、满载行驶最大理论速度条件：①平路②满载③电机额定功率23kw由：ηVfGGPmpMax×3600××)10000(0PMax－电机功率G0－叉车理论自重力Gp－额定起重量f－滚动阻力系数取0.025Vm－行驶速度η－机械效率取0.85得：hkmfGGPηVpMaxm/01.8≈.0250×10×)3.511.32(　32×　.850×3600×)10000(　×　×360040★平路、满载行驶最大理论速度：8.01km/h2)平路、空载行驶最大理论速度条件：①平路②空载③电机额定功率23kwhkmfGPηVMaxm/22.13≈.0250×10×21.3　32×　.850×3600×10000　×　×360040★平路、空载行驶最大理论速度：13.22km/h三、13吨理论传动比计算条件：①平路满载最大行驶速度②电机额定转速2051rpm(电机参数)前轮角速度：rpm×DπVnm59.71≈0.712×3.14×60108.01××60312理论转速比：54≈35.4359.7120511.3nniH★理论传动比：34.5该传动比为理论计算值，实际传动比应根据设计爬坡能力，以及前桥配速的实际情况修正。★根据驱动桥的确定实际传动比：34.82从而理论满载行驶速度为：7.9km/h四、13吨理论极限爬坡能力的计算1)电机额定力矩mkgnNMHHH·74.10205107.23×955955MH－电机额定力矩NH－电机额定功率nH－电机额定转速2)电机最大力矩根据YDQ23－4电机特性参数可查得电机的最大转矩mkgM·654.30max3)极限爬坡能力RW'iηMi×××maxmaxMmax－电机极限力矩i－传动比η－机械效率0.85R－前轮半径W’－叉车质量（有载）7.32%.3560×10×8.4334.82×58.0×30.654××3maxmaxRW'i×ηMi★理论极限爬坡能力：7.32%五、13吨校核电机过载能力1)爬坡度5%时校核计算ηiRifW'M运行坡××)(×W’－叉车质量（有载）i运行－传动比η－机械效率0.85R－前轮半径f－滚动阻力系数取0.0253mkgηiRifW'M运行坡·39.130.85×34.820.356×)0.050.025(×10×34.8××)(×35根据发热条件(等值)，将M坡5折算60分钟工作制的M’坡518.110.7419.43'λ55H坡坡MM★λ坡5在[λ]=1.8～2范围之内，爬坡5%时，电机满足过载要求2)爬坡度6%时校核计算mkgηiRifW'M运行坡·58.350.85×34.820.356×)0.060.025(×10×34.8××)(×36根据发热条件(等值)，将M坡6折算60分钟工作制的M’坡6mkgMM坡坡·03.2223/60×'66★λ坡6大于[λ]=1.8～2范围，爬坡6%时，电机不能满足过载要求六、13吨前后桥理论静载荷计算1)满载前后桥静载荷条件：①满载②轴距参照13吨资料③静止状态1.1后桥静载荷：)(02pttaattaGGSSGSSGG0－叉车理论自重Gp－额定起重量Sta－总重重心至前轴的距离St－轴距根据设计资料，后桥满载条件下承重为总重量的10%，约为3.5吨。根据13吨参数推算，后桥满载条件下承重为总重量的16.34%，本案取16.34%，约为5.686吨。★满载时后桥静载荷为5.686吨4由：吨5.686)(02pttaattaGGSSGSSG得：mmGGSSatta311.38.435.686×1905×21.2前桥静载荷：吨GGSSGSSGpttaatta29.1144.83×)1905311.31()(×)1()1(01★满载时前桥静载荷为29.114吨2)空载前后桥静载荷由上式可绘出下图：5平衡条件：002×1905×1260×tpSGGG得：mmGGGSpt1307.1321.31905×5.6861260×13.51905×2601×0202.1前桥静载荷：吨GSSGtt6.68521.3×)19051307.131()1(0010★空载时前桥静载荷为6.685吨2.2后桥静载荷：吨GSSGtt14.61521.3×19051303×0020★空载时后桥静载荷为14.615吨3)综合前后桥最大静载荷前桥满载时载荷为最大静载荷=29.114吨后桥空载时载荷为最大静载荷=14.615吨七、13吨前后桥理论动载荷计算6由路面的反力应与垂直重力相平衡得：CosαGFFaRR×21Ga－叉车满载总重FR1、FR2－分别为前轴及后轴的地面反力α－路的坡度角从前轮触地点中心的力矩平衡得：0×××××)(×00212CosαSGSinαhGhFkFFSFtaaagRRtR采用滚动阻力系数f来替代滚动阻力臂k，f与k两者关系如下：g/rkfrg－车轮滚动半径由：CosαGrf)kF(FagRR×××21和agGFag得：后桥理论载荷计算式为：)]×()()××()×[(002SinαhhgaCosαrfCosαSSGFgtataR再由前轮触地中心的力矩平衡条件，进行以上相应整理得：7前桥理论载荷计算式为：)]×()()××(×)[(001SinαhhgaCosαrfCosαSSSGFgtattaRFR1和FR2与G1和G2的关系是大小相等方向相反。自重及载重是轴载中的基本成分，为两轴分担。Ⅰ、滚动阻力对轴载的影响为：前行时，后轴负载＋，前轴负载－，后退时则相反。Ⅱ、惯性力对轴载的影响为：前行加速时，后轴负载＋，前轴负载－，后行加速时则相反。其他因素对轴载的影响见下表：因素轴载1234基本重力滚动阻力矩惯性影响坡度力矩加速制动上坡下坡前行后行前行后行前行后行前行后行前行后行前轴＋－＋－＋＋－－＋＋－后轴＋＋－＋－－＋＋－－＋1)前桥最大理论动载荷（根据叉车实际工作工况，前桥最大理论动载荷条件如下）条件：①满载②平路③前行④制动⑤h0根据13吨放样取800mm，a取0.25g)]()×()[(01hgarfSSSGFgtattaR吨FR32.6)]800×52.0()563×025.0()311.31905[(190534.81★前桥最大理论动载荷为32.6吨★前桥选型最大载荷32.6×1.05=34.23吨2)后桥最大理论动载荷（根据叉车实际工作工况，后桥最大理论动载荷条件如下）条件：①空载②上坡③前行④加速⑤h0根据13吨放样取800mm，a取0.25g)]×()()××()×[(000002SinαhhgaCosαrfCosαSSGFgttR吨SinCosCosFR35.71)]3×800()800×0.25()3×356×0.025()3×1307.13[(190521.302★后桥最大理论动载荷为17.35吨八、13吨轴载转移1)前桥满载轴载转移系数81197.129.1632.6111GFmR2)后桥满载轴载转移系数222GFmR3)前桥空载轴载转移系数010110GFmR4)后桥空载轴载转移系数187.114.61517.35202020GFmR九、13吨最大制动力矩计算制动转矩最大值：mNrmGψTkτ·626500.356×1.1197×9.8×10×29.16×55.0×××311maxG1－叉车前桥负荷ψ－附着系数(橡胶胎与地面的附着系数取0.7，实心聚氨脂轮胎取0.55)，可取0.7～1.0m1－制动时轴载转移系数rk－车轮滚动半径相应最大制动力：吨mGψrTFkττ17.9581.1197×29.16×55.0××11maxmax十、13吨前后轮最大承载重量条件：①参照13吨资料，前轮定为2个，后轮定为4个②按前后桥最大动载荷1)单个前轮最大承载：吨16.3232.62)单个后轮最大承载：吨4.338417.35十一、13吨起升油缸计算1)起升油缸活塞理论直径条件：①额定起升重量13吨②估算内门架、滑架、货叉总重量为2吨③起升油缸2个③液压系统额定压强为160bar设起升油缸活塞直径为0.11m，起升油缸活塞所受压强9由：ArFPsL和4×14.32DAr和mgFL得：bar.×.×DmgArFPsL160.083211014349.81×10×213.5×14.34×232）（活塞所受压强小于系统额定压强，活塞内径0.11m可以满足起升要求，实际值应根据条件②的实际值做近一步验算修正。★起升油缸活塞理论直径为110mm★起升油缸选型参数缸筒133活塞110mm杆径85行程1500mm2)起升油缸流量条件：①起升油缸活塞直径0.11m②起升速度90mm/sec③起升油缸2个2.1单个起升油缸1秒钟的流量：smArQS/10×4.274100045×34-2.2两个起升油缸1分钟的总流量min51.2886×4.274×2××2L/tQQSm★起升油缸流量51.288L/min十二、13吨倾斜油缸计算1)单个倾斜油缸所需的拉力条件：①额定起升重量13吨②估算门架、滑架、货叉总重量为2.9吨③倾斜油缸2个③液压系统额定压强为160bar10根据上图得平衡条件：856×1260×)2.9(FGp得：吨吨GpF03≈0.1736851260×)2.9(吨31≈0.79313吨COSFFM单个油缸拉力为：N吨FFMS15500015.51/2×＝★单个倾斜油缸所需的拉力为155000N2)倾斜油缸活塞理论直径条件：①设倾斜油缸工作压强为160bar2.1倾斜油缸所需的有效受力面积23-2510×9.7096880.010×601550001mmPsFsAr2.2设倾斜油缸活塞芯杆径为70mm，推算活塞直径3534501.00038465.0009688.070drDAAAm2mmADD3.3111000×14.3/×211★为保证工作压力，活塞直径修正为135mm3)倾斜油缸行程放样得行程为130mm★两倾斜油缸可选参数为135/70mm，行程130mm4)倾斜油缸流量条件：①设倾斜油缸工作角速度为2°/sec，整个倾角工作6秒完成3.1修正后的活塞有效受力面积：10460.070513dDpAAA＝104.6×10‐4m23.2油缸工作角速度为2°/sec转换为线速度VsmV/0.021671/6×13.03.3两个油缸拉伸期间所需的流量0.01046×0.02167×22pVAQ4.533×10‐4m3/s=27.2L/min★倾斜油缸流量27.15L/min十三、13吨转向机构计算1)最大转向阻力转矩条件：①空载原地转向时为最大转向阻力转矩1.1车轮的滑动摩擦阻力转矩2×62×2×××20201bGψkGψTμψ－附着系数(橡胶胎与地面的附着系数取0.7，实心聚氨脂轮胎取0.55)G20－叉车空载时后轴载荷k－当量半径(橡胶胎与地面的附着系数取k=b/3，实心聚氨脂轮胎取k=b/5,由于本案转向轮的转轴点在两轮对称中心k=b/6)b－车轮宽度mN.×Tμ·38292×678102×210×10×4.571×0.55311.2车轮的滚动阻力转矩eGfTμ××202对称面间的距离(本案放样得53+30mm)mNTμ·3020.083×10×14.57×0.02542121.3车轮总的摩擦阻力转矩mNTTTμμμ·4131302382921★最大转向阻力转矩为4131N·m2)转向油缸计算条件：①空载原地转向时最大转向阻力转矩②叉车右转，油缸拉状态③根据13吨转向装置放样图④系统压力160bar2.1油缸受力计算NLTFμ46943088.041312.2油缸活塞计算00293.010×061469435PsFArm2=2.93×10‐3m2设活塞芯杆径为40mm,求活塞直径041860.0125600.002930.040drDAAAm2★为保证工作压力，活塞直径修正为75mm★转向油缸可选参数为40/75mm,行程380mm3)转向油缸流量条件：①根据13吨放样油缸行程380mm②总转向角135°，设转向角速度为13吨°/sec，折算到油缸行程线速度38mm/s③按油缸推状态时计算最大流量3.1修正后的活塞最大有效受力面积：044160.075DpAA＝44.16×10‐4m23.2转向油缸推状态时的流量0.004416×380.0pVAQ1.678×10‐4m3/s=10.07L/min十四、13吨油泵电机选型计算条件：①本案液压系统采用双泵合流形式②系统最大流量61.36L/Min(起升油量51.288L与转向油量10.07L之和)，取62L/Min③系统额定压力160bar单个油泵额定流量：31L/Min13kWQPNS8.0761531×160615×rpmqQn169418.11000×31液压系统总效率以0.85计算，得单个油泵电机功率为大于10kW，★油泵电机可选参数功率12kW,转速2000rpm十五、13吨齿轮油泵选型参数条件：①本案液压系统采用双泵合流形式②系统最大流量61.36L/Min(起升油量51.288L与转向油量10.07L之和)，取62L/Min单个油泵额定流量：31L/Min★油泵电机可选参数压力大于16Mpa,理论排量18.3mL/rev十六、13吨液压转向器选型参数计算条件：①转向所需要的最大油量10.07L/min，液压转向器选型参数：公称流量≥10.07L/min，排量：≥155mL/rev十七、13吨液压系统油箱容积计算油箱容积(包括10～15%的占空)一般取3~5倍的液压泵流量，本案取3.5倍，油箱容积应大于230L十八、13吨蓄电池参数计算1)所需功率：ppwwηJCPηJC)(PP×1Pw、Pp－驱动电机、油泵电机功率（kW）ηw、ηp－驱动电机、油泵电机效率，取0.85JC－油泵电机工作持续率（以百分数计），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。取15%条件：①驱动电机额定功率23kW，油泵电机功率12kW×2。kWP27.20.850.15×240.850.15)1(×232)蓄电池的容量：条件：①电压80V②每个工作班内净工作时间4小时14AhUPTQ151180×9.04×1000×7.229.0★蓄电池可选参数电压80V，1500Ah十九、13吨起升链的选型计算条件：①起升链数量：2根②额定起升重量13吨③货叉、货叉架、滑架总重1.45吨④平均拉伸载荷大于等于额定拉力的5倍⑤根据13吨资料链板型式为3×4组合kNF373.85×10×21.4513.5＋★起升链的选型参数为4×4组合,平均拉伸载荷≥375kN二十、13吨驻车制动力矩计算条件：①满载②坡度角6%③机械效率0.85mNSinT·25085.034.820.356×9.8×10×34.8×5.33