基于叉车平台的新型物料装载车的设计

基于叉车平台的新型物料装载车的设计

杜晓倩 张欣宇 张泽辰 李媛媛

青岛黄海学院 智能制造学院 山东 青岛 266427

摘要：传统叉车是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输、重物搬运作业的各种轮式搬运车辆。它广泛应用于车站、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。随着中国经济的快速发展，叉车的细分场景化应用需求愈发广泛，为对应新需求，对铲车实现零散物料的装卸进行了研究，叉车是一种广泛使用的移动式装卸机械，普遍应用于公路运输，铁路运输和水上运输的各个部门。多年来，由于货物的种类多，规格杂，不同的形状和包装，对这些货物的装卸难以机械化。随着叉车的问世，这一问题得到了解决，不仅保证了安全生产，而且大大减轻了临时工和劳动强度，并且成为港口码头、铁路车站和仓库货物等部门不可或缺的工具。

关键词：叉车；设计；装载

New material loading truck based on forklift platform

Du Xiaoqian, Zhang Xinyu, Zhang zechen, Li Yuanyuan

(school of intelligent manufacturing, Qingdao huanghai university, Qingdao 266427)

Abstract:Traditional forklift refers to a variety of wheeled handling vehicles used for loading and unloading, stacking, short-distance transportation and heavy lifting of pallet goods. It is widely used in stations, ports, airports, factories, warehouses and other sectors of the national economy, is mechanized loading and unloading, stacking and short distance transportation of efficient equipment. With the rapid development of China's economy, the subpided scene application demand of forklift is more and more extensive. In order to meet the new demand, forklift is studied to realize the loading and unloading of scattered materials. Forklift is a widely used mobile loading and unloading machinery, which is widely used in various departments of road transportation, railway transportation and water transportation. Over the years, it has been difficult to mechanize the loading and unloading of these goods because of their variety, specifications, different shapes and packages. With the advent of the forklift, this problem has been solved, not only to ensure safety in production, but also greatly reduce temporary labor and labor intensity, and become an indispensable tool in ports, docks, railway stations and warehouse goods and other departments.

Keywords: forklift; design; loading

引言

随着物流和制造行业的快速发展，工业车辆必须进入车间、仓库、超级市场等。这不仅需要精细化、多品种的车辆结构，而且还要求无污染，低噪音以及过道的宽度，门槛，车顶架子的高度，电梯的使用权限，地下楼板的承重能力，耐低温性，防爆技术等。这些要求只有轻型和小型搬运车辆才能轻松实现。近年来，在物流技术的推动下，很多实业公司加大了对技术改造，各个城市物料需求量的增加也为企业增加了巨大的商机，给轻型和小型特种搬运车的产量和品种发展创造了良好的条件。因此，轻型和小型特种搬运车是物流技术的重要设备之一。轻型和小型特种运输车辆行业应尽快抓住“物流热”的机遇，努力提高产品的技术含量，增加品种规格，为各行各业的物流提供业务服务。对叉车的发展历史，叉车的类型和组成进行了调查，主要对新型特种叉车的应用场景，重要的结构和工作原理进行了研究。

1 叉车的总体设计

1.1叉车的基本结构设计

本文的设计内容为基于叉车平台的新型物料装载运输车设计，我选择的是合力的内燃机叉车作为基体。结构设计方面，对前叉和前架的结构改装，并且在叉车的提升机构上增加大臂结构；液压系统方面，设计液压系统原理图，进行理论计算，确定系统参数，选择液压元件。由于叉车本身结构复杂，各系统和零部件众多，结合本专业所学，并在阅览大量叉车相关书籍之后，结合相关资料对叉车货叉进行设计，并运用Solidworks完成对叉车的总体建模设计。基于作品准备设计的结构：大臂、大臂液压装置、大臂举升液压装置、小臂、旋转装置、铲斗、前叉。尤其是克服旋转装置的承受问题，需要充分考虑材质强度问题。而且新型叉车属于平衡重式叉车，必须具有一定的稳定性^[1]。新型叉车的倾覆轴线分为纵向倾覆轴线和横向倾覆轴线，以保证在不同工况下均具有抵抗倾覆的能力。叉车水平运行时，额定起重量位于规定的载荷中心，货叉起升到最大高度，进行堆垛或拆垛。

1.2叉车的工作原理及依据

图1 原理图

1－大臂 2－大臂液压装置 3－大臂举升液压装置 4－小臂

5－旋转装置 6－挖斗 7－前叉 8－铲斗

大臂1通过轴承轴向固定在叉车前架上，可绕轴承做周向运动。大臂液压装置2一端连接大臂1另一断和小臂4连接，通过液压装置的伸缩控制小臂的举升幅度。小臂4上方的液压装置通过连杆机构控制挖斗6装卸货物。大臂举升液压装置3一端铰接在叉车前架部分，另一端和大臂相连，通过举升液压装置的伸缩来完成大臂的举升动作。旋转装置5是旋转液压马达，用来完成铲斗8的旋转动作。铲斗8底部开槽用于和前叉7的配合，在前叉7的顶部开通槽，在铲斗相对应的位置也开设通槽，前叉7插入铲斗8底部的配合槽中，在两者顶部开设的通槽上插入螺栓进行安全固定，也易于拆卸。

2 叉车的主要功能和实用状况

将铲斗安装到叉车货叉上，采用螺栓进行固定，可拆卸。在叉车升降机构上焊接横梁，用于叉车大臂的固定。货叉与叉车大臂实现共同升降，可以对载具高度有一定要求的应用情景完成装卸。因为货叉与铲斗配合，所以新型叉车可以完成铁屑等零散物品的装卸，较适合工厂、木屑、碎渣，车间等环境。

叉车的基本作业功能分为水平搬运、堆垛/取货、装货/卸货、拣选。新型叉车在保留传统叉车功能的前提下，还可以完成对铁屑等零散物品的装卸作业，专门满足了一机多用的特别需求，在室内作业非常方便^[2]。

叉车作业时，仅依靠驾驶员的操作就能够使货物的装卸、堆垛、搬运等作业过程机械化，而无需装卸工人的辅助劳动，这不但保证了企业的安全生产，而且占用的劳动力大大减少了，劳动强度也大大降低，从而使作业效率大大提高，经济效益十分显著。缩短作业时间，加快物资周转速度，从而加快了车、船的利用率，提高了生产效率。充分利用了空间．节省了库房面积。使用叉车作业，货物堆得更高，库房容积利闸率可增加数倍。并且可减少货物破损，提高作业的安全程度，实现安全装卸。叉车作业与大型装卸机械作业相比，具有成本低、投资少的优点。

3 结语

本文以液压叉车提升机结构的机械结构为主要研究对象。在总结了现存的同类机构的基础上，结合实际工作和设计要求并研究如何设计出结构简单且满足实际工作要求的机械结构，使叉车的工作装置能够完成升降倾斜。提升机是叉车的工作装置，同时也是叉车的主要部件。叉车的工作装置是通过起升液压缸的运动带动链条运动，链条的一端连接在门架上带动其运动进而带动货叉运动。在设计提升机的同时．参考并总结现存的同类机构的基础上，结合实际工作和设计要求， 设计出了结构简单且满足实际工作要求的液压叉车提升机结构设计。并通过对提升机中主要零件的设计及校核计算，说明了设计的机构满足强度要求。

参考文献：

[1] 介绍叉车及仓储安全新技术[J]. 刘世宏.西部特种设备. 2018.

[2] 致敬匠心——60年老设备述说重型叉车的前世今生[J].集装箱化. 2019.

作者简介:杜晓倩，2000年5月，青岛黄海学院 智能制造学院 电子信息工程专业 本科在读.

此文章为校级大学生创新创业训练项目：基于叉车平台的新型物料装载车 项目编号：X202013320071 的阶段性成果。