电动叉车的组装与维护毕业设计

1、目录前言1第1章 叉车概述21.1 电动叉车的现状及发展趋势21.2 我国近年叉车发展情况简述3第2章 电动叉车的功用与型号52.1 电动叉车的功用52.2 电动叉车的型号52.3 电动叉车的分类6第3章 电动叉车的结构和主要性能参数73.1 电动叉车的主要部件73.2 电动叉车的主要性能参数10第4章 电动叉车动力装置的结构与维修124.1动力型蓄电池的结构与维修124.1.1 动力型蓄电池的结构特点124.1.2动力型蓄电池的性能124.1.3动力型蓄电池的维修124.2直流电动机的分类与结构144.2.1直流电动机的分类144.2.2直流电动机的型号154.2.4直流电动机的工作原理16

2、4.3直流电动机的维修17第5章 电动叉车直接驱动的设计195.1直接驱动的特点195.2直接驱动方案对驱动电机的要求195.3 选用高转矩/低转速的力矩电动机205.4 力矩电动机的优化设计205.4.1 削弱纹波转矩的措施215.4.2 削弱齿槽转矩的措施21第6章 电动叉车底盘的使用维护与节油226.1 叉车底盘的使用维护措施22第7章 电动叉车液压系统的常见故障与排除方法257.1工作的原理257.2液压系统的组成257.3液压缸267.4 液压控制阀277.5 液压泵28参考文献34结束语35前言叉车是物流行业的重要设备，是门架和货叉为工作装置的自行式装卸搬运机械，可用于装卸堆放成件

3、货物。它体积小、重量轻、结构紧凑、噪音低、污染小、造价低、操作灵活，可以在工作场地狭小的空间作业。随着科技的发展和工业设计的发展，人们在对叉车的功能上提出更高的要求的同时，对其外观造型也有了更高的要求。这样，运用工业设计的方法和人机工程学，研究叉车的造型，就显得十分重要。作为以门架和货叉为工作装置的自行式装卸搬运机械。叉车可用于装卸堆放成件货物。更换工作装置后也能用于特种物品和散料的装卸搬运作业。叉车由动力装置轮式底盘和工作装置三个主要部分组成工作装置包括门架链条叉架货叉和液压缸等。门架为伸缩结构,铰接在车轴或车架上,通过倾斜液压缸可前后倾斜以便于装卸货物和带货行驶。起升液压缸通过链条传动使装

4、有货叉的叉架沿内门架升降内门架叉以外门架为导轨上下伸缩使叉车能以较低的门架高度把货物举升到较高的高度。电动叉车是以蓄电池（电瓶）或交流电为动力的车辆。其中以蓄电池电动机驱动的为蓄电池叉车，又称为电瓶叉车；以交流电为动力的叉车又称为交流电叉车。本次论文所涉及的电动叉车都是指以蓄电池为动力源的蓄电池车辆。与内燃叉车相比，电动叉车主要有以下几方面特点：结构简单、操作方便、起步平稳、污染少、噪声小。其不足之处是受蓄电池容量的限制，其驱动功率和起重量都较小，作业速度低，对路面要求高。另外，对蓄电池叉车通常还需专门的充电设施。随着科技的不断发展和进步，目前在电动叉车上普遍采用高比能量、长寿命、易充电的蓄电

5、池，以及大量采用微电子技术实现较全面的自调速、自诊断和自保护功能，是电动叉车无论是在作业效率、可靠性能，或在耐久性、节能效能上都得到大大提高。在上述发展因素的促进下，室外作业场合中也愈来愈多地采用电动叉车和其他电动工业车辆。目前，我国能够生产电动叉车的生产厂家已多达数十家，其中最为代表性的有杭州工程机械股份有限公司，安徽叉车集团公司以及厦门叉车有限公司等单位。由此可见，电动车辆将是未来工业车辆发展的重点，也是未来物流业发展不可或缺的搬运车辆，具有十分广阔的发展潜力与市场前景。第1章 叉车概述1.1 电动叉车的现状及发展趋势随着电子技术的不断发展，电动叉车这一集电子技术和机械制造技术于一体的产品

6、日新月异。国外著名叉车公司都生产全系列的电动叉车，包括三支点和四支点平衡重式叉车、前移式叉车、拣选车、三向堆垛机和托盘搬运车等；并投入大量的人力、财力于电动叉车的研发，使之成为现代高新技术产品。国外市场特别是欧美发达国家，由于受环保法规影响，电动叉车占到保有量的50%60%，而我国目前的保有量约占15%20%，有着广阔的市场前景。1、外观造型和表面处理 无论是国内还是国外公司，外观造型都采用了现代轿车的设计方法，即大圆弧流线形曲面造型。叉车的护顶架、车身、配重及各种装饰件融为一体，考虑美学效果，制作精良，更容易受到客户的青睐。一般来说，国际著名的叉车公司在推出新一代叉车之前，都会根据自己产品的

7、一贯风格和颜色，经过模型制作、外观工业造型、油漆颜色选取等过程，才会进入产品功能设计。在表面质量上，对黑色金属进行侵蚀处理后喷漆，更容易获得高的表面质量。如意大利CESAB, 公司采用了高压静电喷涂工艺，将自动控制的喷枪喷出的粉末，以100000V 静电的形式喷向部件表面，再经过干燥炉干燥处理，最后形成了比湿法喷涂高得多的表面质量，有类似于桔皮样的颗粒效果，形成了自己的特色。2、人机工程 现代叉车驾驶室的每一个设计细节都充分考虑了工作效率和安全性，更符合人机工程学原理。操作空间加大，使操作者的手、脚、腿、头、背部有更大的活动空间， 如CROWN的FC4000系列相对于FC3000系列而言，头部

8、空间增加61mm，肩部间隙加大240mm，膝盖空间加大90mm。座椅和方向盘均可在三个自由度范围内，根据司机身高、体重和习惯任意调节。座椅为全悬浮式和司机约束座椅（OSR），座椅右侧有带衬垫的可调手臂托架，用于搁放司机手臂，托架前端布置有电气控制式集成液压操作杆或指尖操作杆。仪表盘置于方向盘下方，随方向盘摆动。喇叭、灯开关、紧急断电开关等操作手柄和按钮集中置于托架或仪表盘上，操作和控制更加方便。Linde、Still等公司的驾驶室可根据用户要求向左或向右旋转45°，便于短距离倒车。这一系列措施可确保每一位司机工作在最佳位置。3、电气系统 现代电动叉车均配有先进完善的电气系统，包括行走

9、、起升、转向控制器、DC-DC转换器和车载充电器等。 行走电机从DC串励向DC它励并进一步向AC交流方向发展。加速器从碳膜电阻型有磨损式向霍尔型无磨损式发展。仪表盘上配置有各具特色的组合仪表面板，它采用大屏幕点阵式液晶显示和LED管，实时显示叉车状况，其中包括：放电显示、工作计时、电机温度、故障诊断及更多信息。随着电子技术的发展，电动叉车的控制器日趋完善，从传统的串励控制器发展到现在的DC它励控制器和AC交流控制器。DC它励控制器的特点：可实现传统串励电控无法实现的坡道防下滑功能；电瓶、电机工作电流的脉动大大减少；空载和满载均能实现最大车速。它励电控取消了三个接触器，即换向、旁路（又称全速）、

10、再生接触器，从根本上解决了接触器易拉弧、故障多的问题，大大减少了维护工作量，降低了使用维修费用。 AC交流控制器的特点：低速时恒转矩控制，高速时恒功率控制，在低速段有电压补偿功能，使得爬坡和启动性能更好，加之AC电机有速度反馈功能，因此操作灵敏度高，动力控制精确；同时AC电机不使用触点和碳刷，维修更简易。 这两种先进的控制器都可以通过CAN总线和其它元件通信。CAN总线技术的应用，使得叉车电气系统所有元件的通讯变得方便、快捷、可靠，故障诊断可由电脑检测记录，电气连接线少。 新型电气元件的装备提升了电动叉车的档次，提高了整车性能，使得电动叉车朝着高起升、高速度、高爬坡性能、高安全性方向发展。特别

11、是最近几年，国际大公司都竞相推出高性能的全AC驱动叉车，行驶速度可达到17km/h，爬坡度可达到20%，达到同吨位内燃车水平。预计在未来35年内，AC叉车将会超过DC叉车而占据电动叉车主流市场。4、制动系统 现代叉车一般配有3套独立的制动系统：作用于驱动轮和承载轮的踏板液压制动；电子或机械式驻车制动；再生制动。再生制动原理：叉车在下坡、停车、前进/后退转换过程中的动能不是仅仅消耗在机械制动器上，通过控制器可将电动机变成发电机，给蓄电池再充电；这种制动系统延长了每次充电后的工作时间，一般可延长5%10%，同时减少了机械制动器的磨损，降低了使用成本，对于频繁启、制动的叉车来说尤为重要。5、动力转向

12、 现代叉车普遍采用电气动力转向（EPS）和电气液压动力转向（EHPS），这两种转向均由电脑控制。Linde、Jungheinrich、BT、Still公司的前移式叉车装备了EPS，由输入轴、输出轴、转向轮、转向电机和传感器等组成。在方向柱下装有1个固态逻辑单元（电子传感器），它可以检测转向角的差值，并将其输入到电气控制系统中来控制转向电机，使其与转向力成正比。当方向盘不转动时，则转向电机不工作，而传统的转向电机一直旋转，噪声和能耗较大，容易造成电机和齿轮泵的磨损。Toyota和Shinko公司的平衡重式叉车装备了最先进的EHPS，其结构原理见图/。方向盘转动时，车轮的转向角度通过转向传感器同步

13、反馈给控制器，自动补偿并修正定位，使叉车的转向操作更为精确，实现了方向盘的自动精确定位。1.2 我国近年叉车发展情况简述中国工业车辆行业经过近20年高速的发展，使得整个行业蛋糕迅速膨胀，产业规模达到200亿以上，从业人数20万左右，全国目前叉车保有量超过50万台。2001-2009年，中国共销售工业车辆81.8万台，其中出口20.1万台，国内销售60.7万台，中国工业车辆行业以年平均增长超过20%的速度发展。叉车产品75%内销、25%出口。在遭遇全球危机之痛时，2009年我国叉车销量依然创造了138,908台的骄人成绩，将美国远远甩在后面成为全球最大叉车制造和销售中心。经历了2009年全行业同

14、比下降30%以上的低迷行情之后，我国叉车制造业积蓄了一年之久的压抑气氛在2010年得以全面释放。2010年第一季度我国叉车销量达到47567台，同比增长83.3%，较2009年第四季度环比增长17.6%。虽然叉车市场复苏的步伐略微滞后于其他工程机械产品，但势头尤为强劲。叉车整合了装载机、装卸车等功能，具有一机多用的灵巧性，是托盘运输、集装箱运输必不可少的高效设备。除了载重量大的内燃叉车市场需求旺盛，绿色环保的电力叉车也颇受市场青睐，而仓储叉车的应用还有很多空白等待填补。随着物流领域的快速发展，叉车的市场需求将不断扩大，工程机械行业未来可持续投资产品非叉车莫属。近几年，我国叉车的生产、销售以年均

15、30-40的速度持续增长，2010年中国叉车年产销量超过12万台，直追装载机总量，从而成为工程机械另一大类产品。目前，中国的叉车行业经过多年的发展，已经在国际市场特别是北美、欧盟等发达国家和地区市场上站稳了脚跟，龙头企业正在构建新营销体系和售后服务体系，以期完善持续扩大市场份额的条件。叉车在销售之后，通常还需要持续的售后服务，服务的及时性和品质也是影响客户购买的重要因素。目前，我国已经有部分企业在主要国家和地区市场上建立了比较完善的售后服务网络，为持续发展打下了良好的基础。中国市场上，国内叉车企业的配置都差不多，经济适用型占主要地位。尽管现在是国外的叉车一直在占领着高端市场，但是随着国内叉车行

16、业的发展，技术的完善，性能的提高，国产叉车也完全可以参与到这一领域的竞争之中。第2章 电动叉车的功用与型号2.1 电动叉车的功用电动叉车具有自行能力，其工作装置可完成升降和前后倾，夹紧、推出等动作。能完成成件物资的装卸、搬运和拆码垛作业。若配备其他属具，还能用于散装物资和非包装物资的装卸作业。电动叉车的功能可以归纳为以下几点：1. 可有效的减轻劳动强度，节约劳动力，提高劳动生产率，据国外有关资料表明，一台叉车可以代替8个15个装卸工人的体力劳动。2. 由于提高了生产率，缩短了作业时间，从而加快了车、船的周转。3. 使用叉车作业，货物堆得更高，目前可达3m以上，库房容积利用率可以提高，如可达30

17、%40%4. 可采用托盘和集装箱盛装货物，使货物包装简化，节省包装费用，降低装卸成本，提高作业效率和货物的安全性。5. 可解除笨重的体力劳动作业，减少货损也人员工伤事故，提高作业的安全度。2.2 电动叉车的型号目前，国内关于电动叉车型号的编制方法还不统一，有机械工业部颁发的“JB”标准所规定的统一型号；也有铁道部颁发标准规定的型号；还有各生产厂厂标所规定的型号等。综合各种编制方法，一般表示如下：例如：CPDQ10A 表示为1t平衡重式蓄电池叉车，经过一次改进； CQD1 表示额定起重量为1t的前移式电动叉车。2.3 电动叉车的分类按动力源分，电动叉车可分为以蓄电池为动力源的蓄电池叉车（过去称电

18、瓶叉车）和以交流电为动力源的交流电叉车。由于交流电叉车受电源的限制，作业范围较小，目前只有少数几种机型。如果按结构形式和用途分，电动叉车又可分为平衡重式叉车、插腿式叉车、前移式叉车、侧向堆垛式叉车和侧面式等几种类型的叉车。 平衡式叉车：具有载货的货叉，货物相对于前轮呈悬臂状态，依靠叉车的自重来平衡的轮式机械。多用于成件物质的装卸、堆拆垛和物质的短距离搬运。 侧面式叉车：货叉或门架相对于运行方向能横向伸出和缩回，进行侧面堆垛或拆垛作业的叉车。可用于长件物质，在较小空间内进行装卸、堆拆垛和物质的短距离搬运。 插腿式叉车：车体前两条外伸的车轮支腿作业时跨在货物两侧，货叉位于支腿之间，使货物重心总是处

19、于车辆支撑面内的堆垛用起升车辆。用于在较小空间内进行装卸、堆拆垛和物质的短距离搬运。 前移式叉车：前移时使货叉上承载的货物相对于前轮呈悬臂状态的堆垛用起升车辆。用于在较小空间内进行装卸、堆拆垛和物质的短距离搬运。 随车携行式叉车：有用于自身动力装上运输车或固定在运输车辆的后面，进行伴随保障的叉车。具有叉车的各项功能，并可实施伴随保障，随行速度高。 拣选车：操作者可随操作台及承载的货叉或平台一同起升，在货架中拣选存取货物。主要用于库内货架间工作。 侧向堆垛式叉车：门架正向布置，货叉可在车辆横向的一侧或两侧进行堆垛作业的起升车辆。主要用于侧向堆垛。 三向堆垛式叉车：门架正向布置，货叉可在车辆正向及

20、横向两侧进行堆垛作业的起升车辆。可用于多向的堆、码垛作业。第3章 电动叉车的结构和主要性能参数3.1 电动叉车的主要部件电动叉车与内燃叉车的结构大致相同，都是由底盘、动力装置、工作装置、液压系统、电气系统等几个部分组成。1、车体 车体是叉车的主体结构，一般都是由5mm以上钢板制成，其特点是无大梁，车体强度高，可承受重载。就电瓶在叉车车体上的放置位置而言，有两种不同的制造技术，即电瓶安置于前后桥之间或后桥之上。这两种技术代表了叉车设计的两种最优选择，且各有优缺点，稳定性好，但是车体内的可利用空间较小，因此限制了电瓶的容量，这对于载重量不超过3t的叉车并不突出，但对于那些运动情况复杂，8h工作时间

21、内电瓶容量要求高的大吨位叉车就变得严重了。 采用大容量电瓶，以延长电动叉车的持续工作时间，从而扩大电动叉车的使用范围，这是各叉车制造商共同追求的目标。 例如，STILL公司的R60/40系统叉车，由于采用了第一种技术，其最大的电瓶容量为80V，870A.h;69.6kW.h,而CARER公司的R40叉车由于采用第二种技术，电瓶容量达到960A.h;76.8kW.h（高出了10.35%）。在LINDE公司采用第一种技术的E40系列叉车上可安装电瓶的最大容量为735A.h,58.8kW.h。同样规格的CARER公司叉车，由于采用了第二种技术，可安装电瓶的最大容量增加30.6%。 第二种情况，当电瓶

22、布置在叉车后桥上时，叉车的重心提高了，整机稳定性受到影响，由于叉车的高度增加，司机的座位提高，因而司机在操作时视野更开阔，特别是搬运体积大的货物时就更适用了。当电瓶安置在后桥上，电机和液压泵的维修更方便，因为拆走电瓶和脚踏板后，电机和液压泵便一目了然。 目前，国内企业生产的电动叉车，大多采用的是第二种技术，而国外企业则两种情况都有。 2、门架 目前，国内外电动叉车大部分已经采用宽视野门架，起升液压缸由中间放置改为两侧放置。液压缸的放置位置有两种：一种是液压缸位于门架后面，如抚顺叉车厂和TOYOTA的电动叉车；另一种是液压缸位于门架外测，如南京华瑞电动叉车和BALKANCAR叉车。CARER公司

23、的R40/45系列电动叉车的液压缸位于门架外侧，R50/60/70系列叉车的液压缸则位于门架后面。 门架一般分为标准型、两节型或三节型。国内叉车的起升高度一般在25m之间，且以3m及3m以下的居多，而国外电动叉车的起升高度一般在26m之间，由于仓库的立体化程度高，因此起升高度3m以上，电动叉车的需求量比国内高得多。 3、驾驶室 由于多数电动叉车用于室内搬运，因此一般没有封闭的驾驶室，只安装起防护作用的护顶架。世界上比较先进的电动叉车，如：LINDE的E20新型叉车驾驶室，按先进的人机工程学原理开发研制，采用舒适的液压减振悬挂式座椅，能够根据驾驶员的身高和体重进行调整。双踏板加速系统在叉车改变行

24、驶方向时无需转向，方向盘立柱的倾角可根据驾驶员的要求进行调节。中心液压操纵杆集门架的升降和前后于一体。所以这些新设计都大大地减轻了驾驶员的劳动强度。 4、驱动系统驱动系统是电动叉车的关键部件之一。各种叉车在驱动系统的结构上存在很大的差别，有单电机布置形式上也存在差别，如国内一些叉车，其电机轴与驱动桥为丁字型结构，而国外TOYOTA等叉车的驱动电机轴与驱动桥却是布置的，结构紧凑。LINDE的E20电动叉车和CARER的P50叉车的前轮驱动是由两个独立的电机来完成的，电机与驱动轴平行放置，结构紧凑。由于是双电机驱动，加速和爬坡性能好，牵引力大，采用了电子整速系统，替代原来的机械差速系统，使用性得到

25、了很大的提高。 5、液压系统 电动叉车一般都采用单独的电机，带动齿轮泵，从而为其门架工作系统的提升和倾斜提供液压动力。目前国产叉车，由于没有实现液压电机的调速，液压电机在启动后，只能高速转动，不会随着功能和压力的改变而自动调节，多余的流量只能通过溢流阀流回油箱，造成能量浪费。国外新型叉车，如LINDE的E20电动叉车，采用了先进的液压脉冲控制技术，液压泵脉冲控制器能够根据液压回路的反应，自动平衡电机速度与用油量，从而节约电能，这种控制的优点是电源利用率高，无电压峰值，液压系统的噪声低，液压元件的磨损也低，从而大大地提高了整车的可靠性和使用寿命。 6、制动系统 一般的电动叉车主要采用机械式停车制

26、动和液压式行车制动。停车采用手制动，行车采用脚制动。 NISSAN公司BX系列电动叉车制动系统装有一个主导真空增压器，可保证任何时候都有足够的主动压力，既增加了制动的安全性，又减轻了驾驶员的劳动强度。 CARER电动叉车采用液压制动系统。膨胀型制动有外部控制，并采用动力辅助制动（与动力转向系统的动力形式相同）。SCR 和MOS管的使用，使电瓶叉车的制动能量再生成为可能。能量再生过程也就是一个电子制动过程，电子制动在以下三种情况下产生：（1）松开加速器控制踏板时。（2）踏下反向的加速器踏板时。（3）踏下液压制动踏板的第一级时。对于LINDE的E20和CARER的P50电动叉车，当初次或者轻轻踏下

27、制动器时，牵引电机将变成一台发电机，将电能补送回电瓶，而不象一般叉车制动时将能量白白地浪费掉。只有在进一步制动时，液压制动才真正起作用。这种制动系统的优点是延长了每次充电后的工作时间，减少了制动系及传动元件的磨损，也减少了维修的停工时间，因而降低了。 平衡叉车都采用后轮转向，且工作范围小，转向运动频繁。如果采用机械转向，则驾驶员的工作强度会很高。如果采用液压动力转向，则劳动强度会大大降低。因此，现在市场上销售的叉车基本上实现了动力转向。国内电瓶叉车的液压转向一般是转向电机在叉车工作过程中不停地满负荷运转，因此造成了不必要的能量浪费，以及电机和液压减的磨损。但是，LINDE 和NISSAN等公司

28、的电瓶叉车，其动力转向则更进了一步，即通过方向盘不动时，则转向电机不工作。此功能不但节约能量，还延长了再次充电后的可工作时间，缩短了转向电机的空转时间，因此也减少了电机和液压泵的磨损。 7、电控及其自我诊断和液晶显示系统 电气控制是显示电动叉车技术水平的一个重要因素。因此，随着电子技术的发展，电瓶叉车的电控也日趋完善。电动机控制器的发展主要经历了以下几个阶段：（1）电池直接启动，仅靠复杂的调整或电池的放电控制。（2）电阻器启动。控制能量损失大，只可有限地分解速度。（3）晶闸管控制器（也叫可控硅控制器）控制。 晶体管控制使可靠性大大提高。（4）双极晶体管控制。与晶闸管相比，使用更加简单，但是电路

29、的可靠性要求比较高。（5）MOS场效应管（即金属-氧化物-半导体场效应管）控制。门极驱动电流小，并联控制特性好，正向电压降较小，开关损失降低，MOS场效应管比双极晶体管的控制特性更好。由于减少了元器件，并采用全封闭装置，可靠性大大提高。通常SCR（可控硅）控制器的插座电压为11.5V，而MOS场效应管控制器的插座电压0.25V。MOS管场效应管的工作效率更高，允许的最高速度更大，操作噪声更小，保护措施更强，所以的用户电源都有防短路保护装置，并且具有独特的三项安全保护措施，即软件自动保护措施，硬件自动保护和硬件自我诊断保护。 晶体管斩波器在叉车上的成功应用，除了实现无级调速和再生性制动外，还增加

30、了自我故障诊断和液晶数字显示功能。3.2 电动叉车的主要性能参数电动叉车的技术参数主要表明叉车的性能和结构特征，包括电动叉车的性能参数、尺寸参数和质量参数等。其中，性能参数有：额定起重量、实际起重量、载荷中心距、最大爬坡度、最小离地间隙、最小通道宽度等；尺寸参数有：轴距、前后轮距、外形尺寸等；质量参数有：自重、桥负荷、挂钩牵引力等。常用电动叉车的额定起重量（t）有：0.4、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0、6.0等。用来表明叉车的结构特征和工作机能的。电动叉车的主要技术参数有：额定起重量，载荷中央距，最大起升高度、门架倾角，最大行驶速度，最小转弯半径，最小离地间隙

31、和轴距、轮距等。1、额定起重量：叉车的额定起重量是指货物重心至货叉前壁的间隔不大于载荷中央距时，答应起升的货物的最大重量，以t (吨)表示。当货叉上的货物重心超出了划定的载荷中央距时，因为叉车纵向不乱性的限制，起重量应相应减小。2、载荷中央距：载荷中央距是指在货叉上放置尺度的货物时，其重心到货叉垂直段前壁的水平间隔，以mm(毫米)表示。对于1t叉车划定载荷中央距为500mm。3、最大起升高度：最大起升高度是指在平坦坚实的地面上：叉车满载，货物升至最高位置时，货叉水平段的上表面离地面的垂直间隔。4、门架倾角，门架倾角是指无载的叉车在平坦坚实的地面上，门架相对其垂直位置向前或向后的最大倾角。前倾角

32、的作用是为了便于叉取和卸放货物；后倾角的作用是当叉车带货运行时，预防货物从货叉上滑落。根据功课需要，现代叉车是京城重工和韩国现代合资的产品！一般电动叉车前倾角为3°6°，后倾角为10°12°。5、最大起升速度：叉车最大起升速度通常是指叉车满载时，货物起升的最大速度，以m/min (米/ 分) 表示。进步最大起升速度，可以进步功课效率；但起升速渡过限，轻易发生货损和机损事故。目前海内叉车的最大起升速度已进步到20m/min。6、最高行驶速度；进步行驶速度对进步叉车的功课效率有很大影响。对手起重量为1t的内燃叉车，其满载时最高行驶速度不少于17m/min。7

33、、最小转弯半径：当叉车在无载低速行驶、打满方向盘转弯时，车体最外侧和最内侧至转弯中央的最小间隔，分别称为最小外侧转弯半径Rmin外和最小内侧转弯半径rmin内。最小外侧转弯半径愈小，则叉车转弯时需要的地面面积愈小，机动性愈好。8、最小离地间隙：最小离地间隙是指车轮以外，车体上固定的最低点至地面的间隔，它表示叉车无碰撞地越过地面突出障碍物的能力。最小离地间隙愈大，则叉车的通过性愈高。9、轴距及轮距：叉车轴距是指叉车前后桥中央线的水平间隔。轮距是指统一轴上左右轮中央的间隔。增大轴距、有利于叉车的纵向不乱性，但使车身长度增加，最小转弯半径增大。增大轮距，有利于叉车的横向不乱性，但会使车身总宽和最小转

34、弯半径增加。10、直角通道最小宽度：直角通道最小宽度是指供叉车来回行驶的成直角相交的通道的最小宽度。以mm表示。一般直角通道最小宽度愈小，机能愈好。11、堆垛通道最小宽度：堆垛通道最小宽度是叉车在正常功课时，通道的最小宽度。使用范围产业搬运车辆广泛应用于港口、车站、机场、货场、工厂车间、仓库、畅通流畅中央和配送中央等，并可进入船舱、车厢和集装箱内进行托盘货物的装卸、搬运功课。是托盘运输、集装箱运输必不可少的设备。电动叉车在企业的物流系统中扮演着非常重要的角色，是物料搬运设备中的主力军。广泛应用于车站、港口、机场、工厂、仓库等国民经济各部分，是机械化装卸、堆垛和短间隔运输的高效设备。自行式叉车泛

35、起于1917年。第二次世界大战期间，电动叉车得到发展。中国从20世纪50年代初开始制造叉车。特别是跟着中国经济的快速发展，大部门企业的物料搬运已经脱离了原始的人工搬运，取而代之的是以电动叉车为主的机械化搬运。因此，在过去的几年中，中国叉车市场的需求量每年都以两位数的速度增长。目前市场上可供选择的叉车品牌众多，车型复杂，加之产品本身技术强并且非常专业，因此车型的选择、供给商的选择等是良多选购的企业常常面对的题目。本文着重从车型选择、品牌选择、机能评判尺度和我国叉车海外市场贡献率等方面进行先容。第4章 电动叉车动力装置的结构与维修4.1动力型蓄电池的结构与维修4.1.1 动力型蓄电池的结构特点 目

36、前，在电瓶叉车上使用的电源基本上都是动力型蓄电池。动力型蓄电池也称牵引型蓄电池，其工作原理与启动型蓄电池基本相同。 在结构上，动力型蓄电池正极板一般采用管式极板，负极板是涂膏式极板。管式正极板是由一排竖直的铝锑合金芯子、外套以玻璃纤维结成的管子；管芯是在铅锑合金制成的栅架格上，并由填充的活性物质构成。由于玻璃纤维的保护，是管内的活性物质不易脱落，因此管式极板寿命相对较长，如下图所示。 将单体的动力型蓄电池通过螺栓紧固连接或焊接的形式，可以组合成不同容量的电池组，电瓶叉车就是以电池组的形式提供电源的。4.1.2动力型蓄电池的性能 动力型蓄电池自出厂之日起，在温度为540，相对湿度不大于80%的环

37、境中，保存期为两年；若超过两年，容量和使用寿命都会相应地降低。 动力型蓄电池在放电过程中，单电解液温度不同时，其表现出的电气性能也不同。4.1.3动力型蓄电池的维修 1.动力型蓄电池的维护。动力型蓄电池的维护与启动型蓄电池的维护基本相同，为了使蓄电池经常处于完好状态，延长其使用寿命，在蓄电池使用中应特别注意以下几个方面：.拆装、搬运蓄电池时应注意防震，电池在车上应固定稳妥；.加注电解液应纯净，防止灰尘进入电池内部，经常擦除电池表面的灰尘赃物，保持加液口塞通气孔畅通；.及时清除导线接头及极柱上的腐蚀物，并紧固接头；.定期检查电解液密度和液面高度；.经常检查蓄电池的放电程度，夏季放电不能超过50%

38、，冬季不能超过25%；否则，应及时进行补充充电。具体维护方法如下表所示。动力型蓄电池定期维护时间表维护项目维护内容工具每天（8小时）每周（50小时）每月（200小时）3个月（600小时）6个月（1200小时）动力型蓄电池电解液水平目测OOOO电解液比重比重OOOO电瓶电量OOOOO接线端子是否松动OOOOO连接线是否松动OOOOO电瓶表面清洁OOOOO通风盖是否拧紧，通风口是否通畅OOOO远离烟火OOOOO注：表中“o”表示检查、校正及调整。 2.动力蓄电池常见故障诊断。动力型蓄电池常见故障诊断，如下表所示。故障现象故障特征故障原因诊断措施容量降低达不到额定容量或容量不足使用后充电不足或补充电

39、不足均衡充电并改进运行方法电解液密度偏低调整电解液密度外接线路不通畅，电阻较大理顺外接线路，减小电阻容量逐渐降低极板严重硫化反复充电消除极板硫酸盐化电解液有杂质检查电解液，必要时更换电池局部短路维修或更换容量突然降低电池内部或外部短路检查原因，并排除电压异常电池充电时电压偏高，在放电时电压降低很快极板硫酸盐化消除极板硫酸盐化电池在使用中，开路电压明显降低反极或短路检查单体电池电压冒气异常电池充电末期不冒气或冒气少充电电流过小或电池充电不足调整充电电流，继续充电电池后不冒气电池内部短路检查并排除电池在充电冒气太早，并有大量气泡极板硫酸盐化消除极板硫酸盐化电池在放置或在放电过程中冒气充电后立即放电

40、或电解液中有杂质搁置一小时左右放电或更换电解液电解液温度高正常充电时，液温升高异常充电时电流过大或内部短路调整充电电流或排除短路个别电池温度比一般高极板硫酸盐化消除极板硫酸盐化电解液密度和颜色异常电池在充电中密度上升少或不变极板硫酸盐化消除极板硫酸盐化电池充放电以后，搁置期间密度下降大电池自放电严重更换电解液电解液颜色、气味不正常，并有浑浊沉淀电解液不纯，活性物质脱落更换电解液并冲洗电池内部4.2直流电动机的分类与结构 电动机是将电能转化为机械能的装置，按照供电电源不同，可分为交流电动机和直流电动机两大类。作为装卸搬运机械的原动机，电动机在门桥式起重机、电动葫芦、带式输送机和电动搬运车辆上有广

41、泛应用。交流电动机具有结构简单、制造容易、价格便宜、运行可靠、维护方便、效率较高等优点，其缺点是功率因数低，运行时需要从电网吸收无功电流来建立磁场，功率因数小于1.直流电动机具有良好的启动性能和调速性能，加之机械特性能更好地满足工作机械的要求，广泛用于电力牵引、起重设备等要求调速范围大、精度高的场合。由于目前电动叉车使用的都是直流电动机，因此，本论文主要介绍直流电动机的结构和工作原理。 4.2.1直流电动机的分类 按照励磁方式的不同，直流电动机可分为他励、串励、并励和复励等种类，如下图所示。 他励直流电动机励磁绕组WE与电枢绕组WA互不相联，他励绕组由独立的直流电源供电，如上图（a）所示。 串

42、励直流电动机励磁绕组WE与电枢绕组WA串联，两绕组中的电流相同，如上图（b）所示。 并励直流电动机励磁绕组WE与电枢绕组WA并联，两绕组电压相等，如上图（c）所示。 复励直流电动机有两组励磁绕组WE1和WE2，其中一组WE2与电枢绕组WA串联，另一组与电枢绕组WA以及WE2并联，如上图（d）所示。 不同励磁方式的电动机具有不同的机械特性。根据生产机械的要求选择相应的励磁方式的直流电动机、其中串励式直流电动机具有双曲线的（软）机械特性，可以在低速时获得较大的转矩，轻载时获得较高转速的特点，所以蓄电池叉车采用了串励直流电动机。 按照功能不同，直流电动机又可分为牵引电机、起升电机和转向电机。它们的工

43、作原理大致相同，只是在功率大小、励磁方式上有所不同。如下表所示，列出CPD10/15H、CPD10/15HA两型电动叉车的牵引电机、起升电机和转向电机的技术参数。电动叉车用牵引电机、起升电机和转向电机的技术参数型号功能额定功率kW额定电压V额定电流A额定转速n/m最高转速n/m励磁方式绝缘等级冷却方式防护等级定额m质量kgXQ-5-1B牵引54513914803200串励FIC01IP206095XQD-6.3A工作6.345172.820003200复励FIC00IP441572XQD-0.55-3转向0.554518.514502800复励FIC00IP443013 4.2.2直流电动机的

44、型号 在直流电动机上有一块表明其型号和主要技术参数的铭牌，为使用和选择电动机提供依据。1、 铭牌。根据国家标准及使用时的技术要求，制造厂对电动机规定了额定工作情况，标志额定工作情况的各种数值称为定值。一般在电动机铭牌上标有：额定容量（功率）PN（kW）；额定电压U（V）；额定电流（A）；额定转速（r/min）；工作定额和温升等，对于他励直流电动机还需标明励磁电压。2、 直流电动机的型号。在电动叉车中用到的直流电动机型号有很多种，常用的主要有ZQ、ZXQ、ZQD、ZZ、ZZY等几种。其型号的具体意义举例说明。例如ZXQ 40/45中 Z为直流电动机，X为蓄电池车用，Q为牵引，40为额定功率（kW

45、），45为额定电压（V）。3、 直流电动机的参数。根据国家标准及使用时的技术要求，制造厂对电动机规定了额定工作情况，标志额定工作情况的各种数值称为定值。一般在电动机铭牌上标有：额定容量（功率）PN（kW）；额定电压U（V）；额定电流（A）；额定转速（r/min）；工作定额和温升等，对于他励直流电动机还需标明励磁电压。4.2.3 直流电动机的结构 直流电动机在结构上可以分为定子（或磁极）和绕轴转动的转子（或电枢）两部分，如下图所示为直流电动机的结构图。1、 定子（磁极）部分。直流电动机的定子部分主要由产生磁场的主磁极、外壳（机座）、电刷装置和前后端盖等组成。2、 转子（电枢）部分。转子部分是由电

46、枢铁芯、电枢绕组和换向器等组成；其主要功能是在磁场中受力而对外输出机械转矩。4.2.4直流电动机的工作原理 下图所示电路是直流电动机的原理示意图。磁极N、S是由主磁极产生的一对磁极，线圈abcd代表点数线圈（绕组）；A和B表示换向器，小方块表示电刷，U是外加电源电压。 我们知道，通电导体在磁场中主要受到力的作用，其受力方向用左手定则判断。图中ab边电流是从ab；cd边的电流是cd。因此根据左手定则可以判断出ab边受力f1是向左的，而cd边受力f2是向右的，故线圈abcd受到一个逆时针方向旋转的力矩。 当线圈abcd旋转了180°后，ab边和cd边与图示位置正好对调了，而换向器同样也随

47、着线圈转了180°，结果ab边和cd边的电流方向都反过来了。根据左手定则判断cd边受力向左，ab边受力向右，线圈abcd仍然受到一个逆时针方向的力矩。因此，线圈连同电枢铁芯就旋转起来，这就是直流电动机的工作原理。4.3直流电动机的维修 电动机发生故障后能否及时排除，对电动叉车的安全作业和提高工效都是十分重要的。为了能够达到迅速排除故障的目的，应对电动机下列情况有所掌握：运行状态；使用情况，如工作环境、运行方式、载荷性质、电源电压等；轴承的润滑和运行情况；机件磨损情况；通风情况；定子和转子间的气隙大小；相互间的接触、清洁卫生及损伤情况；转子、定子铁芯有否变形、松动和损伤等。下面分别以三

48、相交流电动机和直流电动机为例，说明电动机常见故障表现形式及检修方式。 直流电动机的故障可分为电气部分故障和机械部分故障两个方面。电气部分的故障大多发生在绕组部分、换向器和电刷部分；机械部分主要是轴承部分。直流电动机常见故障及诊断方法，如下表所示。直流电动机常见故障及处理方法故障现象故障诊断电动机不能转动电源没有电压或电源没有接通；电刷与换向器接触不良；电刷和换向器不接触（电刷尺寸太大）；电枢绕组、励磁绕组有短路或接地处；励磁绕组接线错误，以致磁极极性不正确；轴承太紧以致电枢被卡住或负载过重电刷产生火花、换向器与电刷摩擦剧烈且严重发热电刷位置不正；电刷与换向器间接触不良；电刷的牌号和尺寸不合适；

49、电刷弹簧的压力过小或过大；换向器表面粗糙不平，换向器片间的云母突出；电枢绕组有局部短路或有接地故障；换向器片间短路或换向器接地电刷发出异响电刷弹簧压力过大；电刷质地过硬；换向器偏见云母突出；电刷尺寸不符电动机绕组和铁芯温度过高电动机过载；外加电压过高或过低；电动机绕组有短路或接地处；通风散热条件不好；电动机直接启动或反转过于频繁；定子、转子、铁芯相擦，轴承损坏电动机内部有火花或冒烟电刷下火花过大；电枢绕组、励磁绕组短路或接地；换向器凸耳之间及电枢线圈各元件之间充满电刷粉末和油污垢引起燃烧；电动机长期过载铜片全部发黑电刷压力不对换向片按一定顺序成组的发黑换向片片间短路；电枢线圈短路；换向片与电枢

50、线圈焊接不良或断路换向片发黑，但无一定规则换向器中心线位移或换向器表面不平、不圆第5章 电动叉车直接驱动的设计 针对电动叉车的行走驱动提出1 套全新的直接驱动策略，使电动叉车的结构最简单化，驱动效率和灵敏度大大提高。根据电动叉车装卸货物时要求具有良好低速性能的特点，研究并提出直接驱动方案对驱动电机的要求; 针对采取直接驱动方式后所产生的新技术问题，阐述了几种控制策略，并进行了分析对比，使电动叉车的行走更具有平滑性。 各种电动叉车的行走驱动存在着很大差别，行走机构的优劣决定电动叉车整车的性能。电动叉车对行走机构的要求，除普通轮车所要求的加速度快、速度可调范围大、效率高、转弯半径小、低噪声、无污染

51、、爬坡性能好并能防止溜坡等功能外，在装卸货物时须定位准确、避免重复调整，因此，要求行走机构具有良好的低速性能。5.1直接驱动的特点目前的电动叉车，无论是直流驱动还是交流驱动，其共同的驱动特点是: 电机高速运转，通过减速器减速增扭后再驱动轮轴。轮轴的驱动又分单电机驱动和双电机驱动，前者的结构和控制系统较简单，后者由于是双电机驱动，加速和爬坡性能好，牵引力大，采用电子整速系统替代原来的机械差速系统，使用性能得到很大提高。由于减速器的存在，使电动叉车的传动效率较低，同时也增加了噪声和故障率。采用直接驱动方式，可省略减速器以及传统的离合器、变速器、换挡装置、传动轴和机械差速器等部件，其主要优点有:(

52、1) 减少了系统部件，使传动效率大为提高，降低了能量损耗和噪声。( 2) 结构紧凑，减小了故障发生的概率，也有利于整车结构布置及车身设计和改型。( 3) 消除了齿轮传动的间隙，使直接驱动的响应能力大大高于机械变速驱动。目前，已有数控机床和加工中心在主轴、工作台和直线进给中采取了直接驱动方式，采用直接驱动的轮毂电机技术已在电动自行车上取得了成功。直接驱动的结构和功能各有特点，所要解决的关键控制技术也不尽相同。5.2直接驱动方案对驱动电机的要求目前，电动叉车的行走驱动电机总体上可分直流电机和交流电机2 大类。直流电机行走驱动出现故障的频率较高，主要原因是用户保养不勤，不及时检查和更换直流行走电机的

53、碳刷及换向器，造成火花大甚至环火仍继续使用，导致电流过大烧坏控制器或电机。交流电机行走驱动与直流电机行走驱动相比，不但具有良好的过载能力、效率高、噪声低、电磁干扰小、故障率低和易冷却等优点，而且容易采取再生制动和直流制动。在下坡运行或制动时采取再生制动，可对蓄电池充电，既延长了蓄电池的单班作业时间，又可减少刹车片的磨损; 在上下坡起动时采取短时的直流制动，可有效防止溜坡。所以，随着交流电机的控制能力大大增强和交流电机控制器硬件部分的成本逐步降低，用交流电机驱动取代直流电机驱动是必然趋势。交流电机直接驱动方式能否广泛应用于电动叉车行走机构，关键是驱动电机的性能和成本，特别是驱动电机的低速性能。5

54、.3 选用高转矩/低转速的力矩电动机 为了能在低速时，特别是叉车起步或爬坡时，提供较大的转矩，传统的方法是通过增大转速比实现。根据转矩折算公式，在电动状态下，有TZ = T'Z /( j)式中，TZ为电机的输出转矩，T'Z为负载所需转矩，j、分别为减速器的转速比和传动效率。以某型号3 t 交流叉车的驱动电机为例，原电机额定功率PN = 11. 75 kW，UN = 55 V ( 蓄电池为80 V) ，额定转速nN = 3 487 r /min，减速器变速比j = 26. 054，传动效率取 = 0. 8，IN = 173. 4 A。现改为直接驱动方式，若要达到同样的驱动转矩，则

55、直接驱动电机的额定转速n'N = nN /j134 r /min额定输出转矩T'N = j TN21TN也就是说，若要保证获得同样的轮轴转矩，直接驱动型电动机的额定输出转矩必须比传统驱动电机的额定输出转矩高21 倍左右。显然，一般的三相异步电动机是不能适应直接驱动的，必须选用特殊的高转矩/低转速力矩电动机。环形永磁力矩电动机是一种专门设计的三相永磁同步电动机，其结构特点是: 直径、长度比很大，轴向长度很短，转轴是中空的，转子呈薄环状。这种结构设计保证了低惯量，转轴中空也为优化机械设计增大了柔性。环形永磁力矩电动机极数多，转子上可安排大量的永磁体，可提供高转矩，其转速通常低于10

56、00 r /min，可满足叉车的直接驱动行走。环形永磁力矩电动机转子无需激磁绕组，可明显减小电机体积、重量，降低电机损耗，避免电机发热，从而提高电机效率和功率因数，具有明显的节能效果。环形永磁力矩电动机已在许多领域应用，如: 船用电力推进器、电梯用直接驱动的永磁同步曳引机、高性能数控机床等设备的伺服装置等。瑞士ETEL 公司为1台大型天文望远镜提供了1台直径2500 mm、厚度仅为400mm、转矩达10000 N·m 的环形力矩电动机，其在回转速度低到56天转1周时，能够很平稳地回转。5.4 力矩电动机的优化设计变频逆变器输出的电流尽管经过SPWM 调制可以逼近正弦波，但其中还含有许多高次谐波。因感应电动势( 电流) 波形畸变引起的谐波转矩称为纹波转矩; 因定