ZG3型交流电动叉车总体设计毕业设计

ZG3型交流电动叉车总体结构设计 电动叉车背景介绍电动叉车是以电力直流或交流为动力实施装卸、起重、搬运、堆垛作业的车辆。八十年以来,由于电动叉车具有易操作、作业灵活、安全、动力利用率高、噪声小,对环境污染小等优点,更适合于工矿企业作搬运机械使用,因而倍受人们重视,得到了迅速发展，而蓄电池是电池中的一种，它的作用是能把有限的电能储存起来，在合适的地方使用。它的工作原理就是把化学能转化为电能。电动叉车的电瓶内装的也就是这种蓄电池。要注意的是：电池最好不要横放！因为，电池的内部一般是22～28%的稀硫酸。电池正放的时候电解液可以淹没极板并且还剩下一点空间如果把电池横放的话会有一部分电极板暴露在空气中，这对电池的极板非常不利，而且一般的电池的观察孔或者电池的顶部都有排气口与外界相通，所以电池横放电解液很容易流出。在当今电动叉车领域，交流电气驱动系统的发展十分迅速。相对直流驱动系统，交流电气驱动系统凭借其高效率、免维护、长寿命等优势，吸引了众多厂商和用户的注意，并得到成功的应用。但是，全交流电气驱动系统也存在成本较高、技术复杂及国内用户在整机价格一时难以接受等劣势。

针对交流驱动系统的优缺点，如何做到既能发挥交流驱动系统的优势，又可以大幅降低整车驱动系统的成本，最大限度的提高叉车性能和在国内加大普及速度？半交流驱动系统是解决叉车驱动系统的最佳方案。所谓半交流驱动系统，即叉车行走部分是交流驱动（交流电机+交流控制器），液压提升部分是直流驱动（直流电机+直流控制器）。交流行走驱动电机与直流行走驱动电机相比：采用再生制动，减少机械磨损，易于编程，控制能力大增强，叉车操作更加舒适，具有动力强、效率高、噪音低、体积小、重量轻、再生能量高、电磁干扰小、终身免维护、结构简单、易于冷却和寿命长等优点。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，为交流电气驱动系统广泛应用和普及创造了良好的基础。电动叉车的分类一、车型选择作业需要的车型和配置。1、车型分类电动叉车通常可以分为三大类：平衡重式电动叉车、仓储电动叉车和前移式电动叉车。（1）平衡重式电动叉车以电动机为动力，蓄电池为能源。承载能力1.0～4.8吨，作业通道宽度一般为3.5～5.0米。没有污染、噪音小。（2）仓储电动叉车仓储电动叉车主要是为仓库内货物搬运而设计的叉车。除了少数仓储电动叉车（如手动托盘叉车）是采用人力驱动的，其他都是以电动机驱动的，因其车体紧凑、移动灵活、自重轻和环保性能好而在仓储业得到普遍应用。在多班作业时，电机驱动的仓储叉车需要有备用电池。（3）前移式电动叉车承载能力1.0～2.5吨，门架可以整体前移或缩回，缩回时作业通道宽度一般为2.7～3.2米，提升高度最高可达11米左右，常用于仓库内中等高度的堆垛、取货作业。①电动托盘搬运叉车电动托盘叉车的主要功能是实现托盘货物在平面上点到点的移动，因此没有门架起升系统，适用于注重搬运、无需堆垛的场所，有自走式、站驾式、坐驾式三种类型，成本各不相同。承载能力1.6～3.0吨，作业通道宽度一般为2.3～2.8米，货叉提升高度一般在210mm左右，主要用于仓库内的水平搬运及货物装卸。一般有步行式和站驾式两种操作方式。②电动托盘堆垛叉车电动托盘堆垛叉车是一种轻型的室内提升堆垛设备，侧重于堆垛功能，因车身轻巧。适合在楼层式仓库或其他狭窄场所内轻小型物料的搬运。承载能力为1.0～1.6吨，作业通道宽度一般为2.3～2.8米，在结构上比电动托盘搬运叉车多了门架，货叉提升高度一般在4.8米内，主要用于仓库内的货物堆垛及装卸。④电动拣选叉车在某些工况下（如超市的配送中心），不需要整托盘出货，而是按照订单拣选多种品种的货物组成一个托盘，此环节称为拣选。按照拣选货物的高度，电动拣选叉车可分为低位拣选叉车（2.5米内）和中高位拣选叉车（最高可达10米）。承载能力2.0～2.5吨（低位）、1.0～1.2吨（中高位，带驾驶室提升）。⑤低位驾驶三向堆垛叉车通常配备一个三向堆垛头，叉车不需要转向，货叉旋转就可以实现两侧的货物堆垛和取货，通道宽度1.5～2.0米，提升高度可达12米。叉车的驾驶室始终在地面不能提升，考虑到操作视野的限制，主要用于提升高度低于6米的工况。⑥高位驾驶三向堆垛叉车与低位驾驶三向堆垛叉车类似，高位驾驶三向堆垛叉车也配有一个三向堆垛头，通道宽度1.5～2.0米，提升高度可达14.5米。、其驾驶室可以提升，驾驶员可以清楚地观察到任何高度的货物，也可以进行拣选作业。⑦电动牵引车牵引车采用电动机驱动，利用其牵引能力（3.0～25吨），后面拉动几个装载货物的小车。经常用于车间内或车间之间大批货物的运输。⑧前移式叉车前移式叉车的起升机构可以在叉车纵向前后移动。叉取货物时。货物重心落在车轮构成的四个支点内。因此前移式叉车具有较好的灵活性、高起升安全性、稳定性。其载重范围通常为1—2．5吨，起升高度可达12米。但由于车轮较小。通过性受限，且因为结构复杂，成本较高，因此适用于空间狭窄、起升高度要求较高的场所，多用于高层仓储库房。电动叉车特点电动叉车优点使用成本低电能的消耗成本要比柴油或石油液化气的消耗成本低很多。假如我们以一台载荷能力为三吨的叉车来做比较，一辆柴油内燃叉车每个班次（8小时）所消耗的柴油（按照每个班次消耗40升柴油，车辆每小时循环消耗5升柴油计算）成本大约为196元（每升柴油4.9元）。而一辆三吨电动叉车如果采用的是80伏500AH的蓄电池的话（该电瓶的储存电量为80X500=40千瓦时），操作一个班次（5-6小时），（放电80%，按照120%补充充电比例，需要消耗电能约为40度）成本是约60元左右（按照目前工业用电每度1.5元计算）。每天可以节省136元，一年按照250工作日计算的话，一年可以节省34000元的能源成本。如果以使用5年时间来计算的话，可以节省170000元。电动叉车由于其操作控制简便，灵活外，其操作人员的操作强度要相对内燃叉车而言轻很多，其电动转向系统，加速控制系统，液压控制系统以及刹车系统都由电信号来控制，大大降低了操作人员的劳动强度，这样一来对于提高其工作效率以及工作的准确性有非常大的帮助。还有噪音低，无废气的排放的优点。电动叉车存在的问题1、成本高同等载荷能力的电动叉车相对内燃叉车而言的一次性采购的费用较高(就目前国内市场中端3吨内燃叉车的市场价格在6万左右，一辆中端市场的3吨电动叉车的价格在11万左右，包含电瓶以及充电器。其购买价格相差5万左右)。2、大吨位工作时工作时间较短。3、使用过程中有一些不必要的耗电功能。4、电瓶的更换与充电的困惑。充电设备必须离工作地点较近。5、对路面要求较高，抗震性较差。6、工作环境狭小，易使驾驶员疲劳，多处手杆操作易降低工作效率。轮毂电机技术在叉车中的应用轮毂电机技术导入轮毂电机技术又称车轮内装电机技术，它的最大特点就是将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内，因此将电动车辆的机械部分大大简化。早在2O世纪5O年代初，美国人罗伯特就发明了一种将电动机、传动系统和制动系统融为一体的轮毂装置。该轮毂于1968年被通用电气公司应用在大型的矿用自卸车上。近来，随着电动汽车的兴起，轮毂电机重新引起了人们的重视。轮毂电机驱动系统的布置非常灵活，它可以使电动汽车成为2个前轮驱动、2个后轮驱动或轮驱动。轮毂电机优点与内燃机汽车和单电机集中驱动电动汽车相比，轮毂电机具有以下几方面优势：(1)动力控制由硬连接改为软连接型式，通过电子线控技术，实现各电动轮从零到最大速度的无级变速和各电动轮间的差速要求，省略了传统汽车所需的机械式操纵换档装置、离合器、变速器、传动轴和机械差速器等，使得驱动系统和整车结构简洁、有效利用空间大、传动效率提高。(2)各电动轮的驱动力直接独立可控，使其动力学控制更为灵活、方便，能合理地控制各电动轮的驱动力，从而提高恶劣路面条件下的行驶性能。(3)容易实现各电动轮的电气制动、机电复合制动和制动能量回馈，节约能源。(4)底架结构大为简化。(5)在采用轮毂电机驱动系统的4轮电动汽车上，若进一步导人线控四轮转向技术(4WS)，实现车辆转向行驶高性能化，并有效减小转向半径，甚至实现零转向半径，大大增加转向灵便性。从目前发展趋势以及各种驱动技术的特点来看，轮毂电机将是电动汽车的最终驱动形式，也是现阶段电动汽车研究的热点和难点之一。电动叉车的结构电动平衡重式叉车是以直流电源（电瓶）为动力的装卸及搬运车辆。重点以电动叉车为例。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。第二种情况，当电瓶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；另一种是液压缸位于门架外测。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2~5m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2~6m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，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。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。电动叉车的主要性能一、叉车的起重性能1、最大起重量和载荷中心度前者是指货物重心与载荷中心处于同一铅垂线时，所能装卸货物的最大重量；后者是指货物重心到货叉垂直前段前壁的水平距离，它是按标准在设计时规定的二、叉车的牵引性能1、车速叉车在平直、干硬路面上满载行驶所能达到的最高车速。叉车通常在货场、合库等地作短距离的往返搬运工作。在这些场所中高速行驶是不安全的，故叉车的最高车速较低。2、最大爬坡度叉车在正常路面上用头档等速行驶时，所能爬上的最大坡度。它应满足具体工作场所的道路坡度要求。三、叉车的机动性叉车的机动性是指叉车在最小面积内回转和通过狭窄弯曲道路的能力。由于叉车的工作场所一般都较狭小，所以机动性尤为重要。此外，与驾驶员操纵方向盘的轻便程度以及方向盘的转角等也有关系。四、叉车的通过性叉车的通过性是指叉车通过各种道路和障碍物的能力。它不仅影响叉车的装卸效率，还可能直接决定叉车能否进行作业。影响通过性的主要参数为几何参数和支承牵引参数。五、叉车的稳定性叉车的稳定性是指叉车进行装卸作业和在各种道路上行驶时抵抗倾覆能力。它分为纵向稳定性和横向稳定性。参考文献[1]余志生，汽车理论，机械fL业出版社．1990．5．[2]张洪欣，汽车设计，机械工业山版社．1999[3]顾云青，张立军．电动汽车电动轮驱动系统开发现状与趋势[J]．汽车研究与开发，2004，(12)：27-30．[4]陈家新．两轮电动车用电机及驱动方式[J]．电机电器技术，2002，(1)：l6一l9．[5]万沛霖，电动汽车的关键技术，北京理』=人学出版社，1998[6]张洁

.仓储叉车国内和出口销售情况分析