發(fā)布時(shí)間：2020-07-17 00:30

【摘要】：本課題的研究對象是和企業(yè)合作共同開發(fā)的某型3T平衡重式叉車。叉車作為典型的工程車輛,其主要功能是作為搬運(yùn)貨物的重要機(jī)械。應(yīng)用的領(lǐng)域和場所也比較廣泛,其在物流、快遞中轉(zhuǎn)站、港口、倉庫等地方也很好的工作表現(xiàn)。但是由于叉車自身結(jié)構(gòu)問題,其很容易在工作中發(fā)生側(cè)翻從而導(dǎo)致人員和貨物的損傷。由于側(cè)翻導(dǎo)致的事故發(fā)生率在叉車所有事故一直占據(jù)榜首。所以本文以叉車的橫向穩(wěn)定性作為主要研究內(nèi)容,同時(shí)研究門架貨叉的安全性對整車穩(wěn)定性的影響。目的在于提高叉車穩(wěn)定性的安全性能,減少財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。本文的研究內(nèi)容整理如下:(1)建立平衡重式叉車整車運(yùn)動(dòng)學(xué)模型、輪胎受力分析、前后橋的載荷和輪胎垂直作用力分析、側(cè)翻臨界條件理論判斷,綜合分析影響平衡重式叉車橫向穩(wěn)定性的主要因素。(2)提出一種新的研究思路來研究叉車橫向穩(wěn)定性。依據(jù)車輛動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的相關(guān)知識,自行建立了線性二自由度叉車模型,通過建立的二自由度微分方程用Simulink仿真得到質(zhì)心側(cè)偏角—質(zhì)心側(cè)偏角速度相圖,根據(jù)相平面的相軌跡劃分穩(wěn)定性區(qū)域作為叉車橫向穩(wěn)定性研究和控制提供依據(jù)。(3)叉車側(cè)傾控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的一種名為三連桿液壓支承調(diào)整機(jī)構(gòu)的裝置,采用橫置支撐油缸,解決了傳統(tǒng)垂直支撐油缸面臨的安裝空間和制造成本問題,而且能有效調(diào)整叉車側(cè)傾姿態(tài)。提出了平衡重式叉車橫向穩(wěn)定性側(cè)傾分級控制策略,將叉車側(cè)傾分為一級側(cè)傾和二級側(cè)傾,采用變論域模糊控制設(shè)計(jì)側(cè)傾分級控制器;當(dāng)叉車處于一級側(cè)傾時(shí),采用一級側(cè)傾變論域模糊控制;當(dāng)叉車處于二級側(cè)傾時(shí),采用二級側(cè)傾變論域模糊控制。(4)闡述叉車門架研究的重要性,提出的控制策略:當(dāng)載荷增大、高度增高時(shí),前傾角度減小、后傾速度減慢;當(dāng)載荷減小、高度降低時(shí),前傾角度增大、后傾速度加快。該策略能夠有效的解決和減少側(cè)翻事故的發(fā)生、更好的幫助駕駛員安全駕駛,減少因駕駛員主觀錯(cuò)誤判斷所引起的事故發(fā)生率。(5)實(shí)車試驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)的三連桿液壓支撐調(diào)整機(jī)構(gòu)和側(cè)傾分級控制策略可以有效的提高叉車的橫向穩(wěn)定性。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH242
【圖文】：

第一章 緒論第一章 緒論1.1 課題研究背景及意義近年來我國工業(yè)發(fā)展迅速，叉車行業(yè)也在這種利好環(huán)境中快速崛起。目前，國內(nèi)已有杭叉、合力、林德(中國)、龍工、諾力、臺勵(lì)福、柳工、中力等等上百家叉車制造企業(yè)。經(jīng)中國機(jī)械工程工業(yè)協(xié)會(huì)下屬的工業(yè)車輛分會(huì)統(tǒng)計(jì)，在 2017 年，我國的工業(yè)車輛行業(yè)取得十分巨大的成就。于此同時(shí)，全世界范圍內(nèi)工業(yè)叉車的銷售量達(dá)到歷史巔峰，總銷量已超過 130 萬輛，同比增長 16.2%，經(jīng)權(quán)威部門預(yù)計(jì)，我國的叉車年度產(chǎn)量(含出口)將會(huì)達(dá)到 48 萬輛，甚至有突破 50 萬輛的可能性，相對于 2016 年的 37 萬輛產(chǎn)量增長 30%。同時(shí)，我國國內(nèi)的叉車銷量（不含出口）將會(huì)達(dá)到 36 萬輛，比 2016 年的年銷量 26.8 萬輛增長 34.3%。2006-2016 年全球叉車銷量如圖 1.1 所示。

圖 1.4 平衡重式叉車Fig1.4 Counterbalanced forklift truck與傳統(tǒng)汽車的四輪驅(qū)動(dòng)或者后輪驅(qū)動(dòng)相比，叉車是前輪驅(qū)動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向。決定叉車這一機(jī)構(gòu)的原因在于：平衡重式叉車的舉升系統(tǒng)位于叉車車體前部，為了高叉車的舉升工作能力，叉車前輪一邊負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)功能，一邊又要負(fù)責(zé)承重功能這樣叉車前輪的設(shè)計(jì)尺寸較后輪要大很多。為了達(dá)到較高的舉升高度和更強(qiáng)的升載重能力，叉車前輪設(shè)計(jì)成雙胎結(jié)構(gòu)；于是將叉車后輪設(shè)計(jì)為轉(zhuǎn)向輪，轉(zhuǎn)向的設(shè)計(jì)要求是達(dá)到轉(zhuǎn)向輕便的效果，轉(zhuǎn)向橋（后橋）利用縱向布置的中間軸與體鉸接，車體和后橋的相對位置可隨著轉(zhuǎn)向而改變，同時(shí)還可以吸收路面?zhèn)髦辽淼恼駝?dòng)。車體上安裝有固定限位塊，它的作用是限制后橋的擺動(dòng)角度的值，其保持在 2°~3°的范圍內(nèi)，確保叉車具有良好的橫向穩(wěn)定性能，避免后橋擺動(dòng)過導(dǎo)致叉車側(cè)翻事故的發(fā)生。車架與后橋采用鉸接的連接形式，導(dǎo)致平衡重式叉的支撐平面和行駛平面并不在同一個(gè)平面上，存在一夾角 γ，稱為平面傾角，γ 變化范圍在 8°~13°之間[47]，如圖 1. 5 所示，平面 ABCD 為叉車的行駛平面，平

9(a) (b)圖 1.6 叉車與普通車輛穩(wěn)定區(qū)域?qū)Ρ葓DFig1.6 Contrast diagrama of stability regiona between vehicle and forklift衡重式叉車在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，用量大，約占叉車總產(chǎn)量的 3類型叉車在各種工況下的穩(wěn)定性，對其設(shè)計(jì)研究工作和客戶使用都。平衡重式叉車具有很多種類，按照叉車的支承平面的形式分類，承式（三輪式）和四點(diǎn)支承式（四輪式）兩種，如圖 1.7 所示。輪支承式平衡重式叉車是由兩個(gè)驅(qū)動(dòng)前輪和一個(gè)轉(zhuǎn)向后輪組成，其接在車架上。三輪式平衡重式叉車的支撐平面 ABC 和行駛平面 ABC間無夾角。當(dāng)叉車縱向傾翻時(shí)，傾翻軸線為 AB，橫向傾翻時(shí)，傾翻BC。輪支承式平衡重式叉車是由兩個(gè)驅(qū)動(dòng)前輪和兩個(gè)轉(zhuǎn)向后輪組成，后

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本文編號：2758724