电动叉车设计

本科生毕业设计 毕业设计 电动叉车设计 1 本科生毕业设计 第 1 章 绪 论 1.1 选题背景、目的及意义 叉车是一种装卸搬运机械，它拥有机动灵活的特性，因此可以适应各种各样的装卸搬 运环境，如：车站、港口、车间、仓库、机场及油田等地方。除此之外，叉车还普遍适用 于军事及一些特殊的防爆部门，如有的叉车就能够通过无人驾驶到达操作人员所不能接近 的危险地方，从而代替人员进行工作。总而言之，伴随着物流技术的日益发展与工业化水 平的相继提高，叉车可以使用的地方也将随之不断扩大。如今，叉车已经渐渐成为一种高 产量与多品种的装卸搬运机械。 如今，每年中国叉车市场的生产及需求量的增幅都达到了 25％以上，中国已经成为了 全球第二大叉车消费市场，仅次于美国。在我国，内燃平衡重式叉车大约是占据叉车全 部销量的 80%，然而在全球，电动叉车在叉车销量中的比重却远远超过了50%，由此 可见，在欧、美、日的叉车市场中，电动叉车已经顺其自然的成为了主流产品。由于 在我国，更多的是考虑运行成本， 再加上较低的环保要求以及恶劣的叉车作业环境等 原因，因此在接下来的很长一段时间内， 我国对于叉车的需求仍然将倾向于使用内燃 叉车。 近几年，每一个叉车公司都是将叉车的产品种类、系列的多样化来作为开发的基础， 做到充分满足不同的用户、不同的工作对象与不同的工作环境的有关需要，从而推出新结 构、新车型。内燃叉车是以发动机为动力，它的功率很强，且使用范围也很广，但是它也 有缺点，即排气和噪声，这些污染都是有害人类健康的。相比于内燃叉车，我们可以看到 更多电动叉车的优点，如高效率的能量转换、完全没有废气的排放、低噪声等。由于它完 全没有废弃的排出，所以对室内的作业、离人群较近的作业以及整个的食品类行业来说， 电动叉车就是一个最好的选择；并且它的低噪音也使得作业环境更令人愉快。但它受电瓶 容量限制，功率小，作业时间短。在各大公司的共同努力下，新型的电瓶燃料电池将会克 服在价格这一方面的劣势，平且大批量的投入市场。微电子、传感、信息处理这三大技术 的相继发展和运用，不仅提高了叉车业的整体水平、实现了复合功能，同时也保证了整机 及系统的安全性、控制性与自动化水平，从而使得电子与机械、电子与液压的两两结合更 为密切。 在未来的日子里，叉车的发展与其在电子技术的应用水平息息相关。例如：林德电动 前移式叉车所采用的就是感应式电子转向系统，它给操作者提供的是一种变量扭矩反馈， 其实这也是为了确保其完备的控制性能。未来叉车控制系统发展的主方向将是实现机电液 一体化，其核心为微处理器。对于电动车辆，现已不再采用传统的电阻调速控制器，取而 2 本科生毕业设计 代之并且广泛被运用的是新型 MOSFET 晶体管。原因是：它拥有较小的门极驱动电流，同 时也拥有着比较好的并联控制特性，此外，其还拥有很多优点，如软、硬件的自动保护、 硬件的自我诊断功能等。串励控制器与他励控制器仍然是现在市场上的两大主导产品，而 交流控制技术则还是处于一个起步阶段。近几年，交流调速控制系统所需要的成本费用变 得越来越低，再加上逐渐成熟的闭式交流电机技术，造就了如今功率大、维护性能佳的交 流电机叉车，所以自然而然的将慢慢地取代了之前所使用的直流电机叉车。谈及节能，理 应采用电子转向系统，因为其与动力转向系统相比能够达到节能 25%，它是以叉车使用的 实时工作状况作为依据的，从而再适时地控制电机的转速，这着实是叉车达到节能降噪的 一项有效措施。 纵观全球叉车市场，遥遥领先的当属丰田与林德，而在国内的叉车市场中，占主 导地位的是安叉和杭叉。 目前我国已经拥有生产自 0.5 吨至 45 吨起重量不等的多种型号 的电动叉车的技术，但是每年仍需进口一定量的电动叉车。因为进口的电动叉车具有着较 高的可靠性与舒适感，在使用中也不易发生翻车从而造成人员的伤害，而我国的电动叉车 在这些方面的水平还有待提高。由此可见，当下我国首要任务就是投身于开发平衡重式电 动叉车，注重其安全性能。 现如今，平衡重式电动叉车的市场竞争也愈演愈烈，对于平衡重式电动叉车的技术要 求的变化速度之快令人叹为观止。由于我国的物流业尚且处于最开始阶段, 所以在物流技 术及设施方面与物流业发达国家依然存在着一定的差距, 这些都阻碍着我国叉车的发展。 然而，伴随着我国政府、各大企业及人民对于物流设备的相关认识不断加深, 我国的国际 贸易组织也日益壮大, 再加上外国企业的加入所带来的先进的物流经验，使得我国的平衡 重式电动叉车拥有了非常好的发展前景。但是平衡重式电动叉车与内燃叉车相比，其稳定 性稍差一点，因此为了满足机动性能的高要求，平衡重式电动叉车在设计中必须遵循严谨 的原则，这同时也就在布置和散热方面出现了一些问题有待解决。 因此，本研究课题是在计算机仿真平台的基础上，运用 AutoCAD （AutoCAD 是在 20 世纪 80 年代初由美国 Autodesk 公司所开发的一个绘图程序软件包，专门用于微机且运用 CAD 技术，后经不断完善，现已成为国际上颇为流行的绘图工具。AutoCAD 能够绘制各类 二维及三维图形，与我们传统的手工绘图相比，AutoCAD 绘图的速度更加快、精度更加高， 并且更加富于个性，因此它已经广泛应用于很多领域，如电子、建筑、化工、航空航天等， 并且获得了累累的硕果和很大的经济效益）和当前普遍应用于 CAD 领域的三维软件 Pro/E （PRO/E 是全世界最普及的 3D CAD/CAM 系统，且被广泛应用于电子、家电、航空航天、交 通工具等各大行业，可以说 PRO/E 是一个具备全方位的三维产品开发软件，集模具开发、 板金设计、造型设计、数控加工、自动测量、应力分析、产品数据库管理等功能于一体） 为我国电动叉车产品的设计及开发提供更多的理论指导，进而再次提高我国电动叉车的安 3 本科生毕业设计 全性能，即可靠性与稳定性。 1.2 国内外研究现状 我国的叉车工业始于 20 世纪 50 年代左右。当时是在原机械工业部的领导之下，再选 拔了优秀的技术人员进行一系列的开发与设计，并在当时的计划经济模式的约束下，按照 各类不同型号的叉车分配给各家企业， 从而开始后序的制造与生产。 20 世纪 80 年代以后， 计划经济模式的束缚变得越来越小，各家企业渐渐能够按照自身的技术水平、各种资源， 基于原来的型号再次深入向上或向下拓展延伸，从而建构起一套多种型号的产品系列，技 术上的核心主体由两部分构成，即动力系统与液压系统。20 世纪 90 年代中后期，国际上 涌现了 Linder、Toyota 等大公司的产品，这无疑对于我国叉车工业的发展造成了强大的 冲击，有一定的阻碍作用。为了直面这一挑战，国内企业在许多领域都加大了技改力度， 如车身的钣金工艺、动力系统、液压系统等，同时也引进了许多用于数控的加工装置及相 关流水线，因此在工艺与技术这两方面也都有了极大的提高。可是，在设计方面，国内企 业还是相对比较落后 ，主要还是效仿日本企业的有关设计内容。但是在模仿的过程中， 加工工艺严重制约了设计本身的发展，所以总体效果有点不尽如人意，尤其是在车身的外 观方面存在着许多不足。 在国际上，叉车制造的相关企业更为重视叉车的外观