| 标准编号 | GB/T 43756-2024 (GB/T43756-2024) | | 中文名称 | 叉车设计规范 | | 英文名称 | Design specifications for forklift trucks | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J83 | | 国际标准分类 | 53.060 | | 字数估计 | 142,113 | | 发布日期 | 2024-03-15 | | 实施日期 | 2024-10-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 43756-2024: 叉车设计规范
ICS 53.060
CCSJ83
中华人民共和国国家标准
叉 车 设 计 规 范
2024-03-15发布
2024-10-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅶ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义、符号和代号 2
3.1 术语和定义 2
3.2 符号和代号 2
4 总体设计 2
4.1 基本构成 2
4.2 载荷和载荷组合 3
4.2.1 通则 3
4.2.2 计算载荷 3
4.2.3 载荷组合 5
4.3 自重、质心和桥荷 6
4.3.1 自重及质心位置计算 6
4.3.2 质心位置实测 6
4.3.3 桥荷 7
4.4 机动性能 8
4.4.1 最小外侧转弯半径 8
4.4.2 最小直角堆垛通道宽度 9
4.5 动力特性 14
4.5.1 发动机选型 14
4.5.2 电动机选型 15
4.5.3 控制器设计选型 18
4.5.4 内燃叉车传动系统总速比 20
4.5.5 传动系统速比分配原则 22
4.6 牵引特性 22
4.6.1 牵引力与速度 22
4.6.2 最大牵引力 24
4.6.3 爬坡能力 24
4.7 制动性能 25
4.7.1 行车制动力矩 25
4.7.2 停车制动力矩 25
4.8 整机稳定性 25
5 结构 25
5.1 金属结构件的计算通则 25
5.2 金属结构件的连接计算 26
5.2.1 焊接 26
5.2.2 螺栓连接 27
5.2.3 销轴连接 29
5.3 门架结构计算 30
5.3.1 门架结构强度估算 30
5.3.2 门架结构强度验算 30
5.3.3 门架局部弯曲应力分析 40
5.3.4 门架合成应力 41
5.3.5 门架滚轮接触应力分析 41
5.4 货叉架结构验算 42
5.5 车架结构验算 44
5.5.1 结构验算通则 44
5.5.2 结构验算方法 44
6 机械 45
6.1 起升系统 45
6.1.1 门架基本尺寸 45
6.1.2 零部件验算 49
6.2 转向系统 58
6.2.1 转向阻力矩 59
6.2.2 液压缸推力 60
6.2.3 转向机构 60
6.2.4 转向桥桥体 63
6.3 驱动系统 65
6.3.1 离合器 65
6.3.2 变矩器 67
6.3.3 变速器 67
6.3.4 联轴器 67
6.3.5 驱动桥 67
6.4 制动系统 74
6.5 车轮 75
7 电气设备 75
7.1 基本要求 75
7.2 电源和供电 75
7.2.1 供电电源 75
7.2.2 控制电源 76
7.2.3 供电系统 76
7.3 电气控制系统 76
7.3.1 电气控制元件 76
7.3.2 控制器 76
7.3.3 控制系统设计 76
7.4 电动机 77
7.5 辅助电气设备 78
7.5.1 仪表 78
7.5.2 照明和信号装置 78
7.6 通信 78
7.7 电线电缆 79
7.7.1 一般要求 79
7.7.2 导线敷设 79
8 液压 79
8.1 基本要求 79
8.2 液压系统回路 79
8.2.1 一般要求 79
8.2.2 液压泵回路 79
8.2.3 负载回路 80
8.2.4 卸荷回路 80
8.2.5 调压回路 80
8.2.6 限速回路 80
8.3 液压系统类型 80
8.3.1 开式液压系统与闭式液压系统 80
8.3.2 单泵、双泵与多泵液压系统 80
8.4 液压系统压力 80
8.5 液压元件的设计与选型 80
8.5.1 设计通则 80
8.5.2 液压缸 81
8.5.3 液压泵 82
8.5.4 液压阀 82
8.6 液压辅助元件 83
8.6.1 管路 83
8.6.2 液压油箱 84
8.6.3 滤油器 84
8.6.4 冷却器 84
8.6.5 蓄能器 84
9 安全 84
9.1 基本要求 84
9.2 动力系统 84
9.3 传动系统 85
9.4 转向系统 85
9.5 制动系统 85
9.6 液压系统 85
9.7 电气系统 85
9.8 控制装置 86
9.9 工作装置 86
9.10 安全防护装置 86
9.11 安全尺寸 86
附录A(规范性) 本文件使用的符号和代号 88
附录B(规范性) 稳定性计算 106
B.1 通则 106
B.2 稳定性计算 107
B.2.1 平衡重式叉车 107
B.2.2 侧面式叉车 109
B.2.3 前移式叉车和插腿式叉车 112
B.2.4 托盘堆垛车 117
B.2.5 三向堆垛式叉车 124
附录C(资料性) 液力变矩器特性 130
C.1 液力变矩器构造 130
C.2 液力变矩器特性 130
C.2.1 液力变矩器外特性 130
C.2.2 液力变矩器输入特性 131
C.3 液力变矩器与发动机的匹配 131
参考文献 133
图1 质心位置测量示意图 7
图2 前驱四支点叉车和单电动机前驱三支点叉车转向示意图 8
图3 双电动机前驱三支点叉车及后驱三支点叉车转向示意图 8
图4 前驱四支点叉车和单电动机前驱三支点叉车b12/2≤b13时直角堆垛示意图 9
图5 前驱四支点叉车与单电动机前驱三支点叉车b12/2 >b13且b12/2+b13< r时直角堆垛示意图 10
图6 双电动机前驱三支点叉车及后驱三支点叉车直角堆垛示意图 11
图7 前移式叉车直角堆垛示意图 12
图8 托盘堆垛车直角堆垛示意图 13
图9 插腿式叉车直角堆垛示意图 13
图10 门架受力示意图 31
图11 门架总成截面示意图 38
图12 翼缘局部弯曲应力分布 40
图13 翼缘局部应力计算简图 41
图14 货叉架受力简图 42
图15 货叉架上横梁截面计算图 43
图16 二级门架理论高度设计示意图 46
图17 三级全自由门架理论高度设计示意图 48
图18 货叉强度计算简图 50
图19 货叉叉尖挠度计算简图1 51
图20 货叉叉尖挠度计算简图2 52
图21 货叉叉尖挠度计算简图3 53
图22 滚轮受力分析 54
图23 起升液压缸简易模型 57
图24 充气轮胎触地示意图 58
图25 实心轮胎触地示意图 59
图26 曲柄滑块式转向机构液压缸推力示意图 60
图27 内外轮偏转角之间关系示意图 61
图28 叉车曲柄滑块式转向机构示意图 62
图29 转向桥的受力简图 63
图30 驱动桥桥壳受力简图 69
图31 轴承安装简图 72
图32 以环境温度和海拔高度为函数变量的修正值 78
图B.1 稳定性计算原理示意图 106
图B.2 平衡重式叉车第一项稳定性工况 107
图B.3 平衡重式叉车第二项稳定性工况 107
图B.4 平衡重式叉车第三项稳定性工况 108
图B.5 平衡重式叉车第四项稳定性工况 109
图B.6 侧面式叉车第一项稳定性工况 109
图B.7 侧面式叉车第二项稳定性工况 110
图B.8 侧面式叉车第三项稳定性工况 111
图B.9 侧面式叉车第四项稳定性工况 111
图B.10 侧面式叉车第五项稳定性工况 112
图B.11 前移式叉车和插腿式叉车第一项稳定性工况 112
图B.12 前移式叉车和插腿式叉车第二项稳定性工况 113
图B.13 前移式叉车和插腿式叉车第三项稳定性工况 114
图B.14 前移式叉车和插腿式叉车第四项稳定性工况 114
图B.15 前移式叉车和插腿式叉车第五项稳定性工况 115
图B.16 前移式叉车和插腿式叉车第六项稳定性工况 116
图B.17 前移式叉车和插腿式叉车第七项稳定性工况 116
图B.18 前移式叉车和插腿式叉车第八项稳定性工况 117
图B.19 托盘堆垛车第一项稳定性工况 118
图B.20 托盘堆垛车第二项稳定性工况 118
图B.21 托盘堆垛车第三项稳定性工况 119
图B.22 托盘堆垛车第四项稳定性工况 120
图B.23 托盘堆垛车第五项稳定性工况 121
图B.24 托盘堆垛车第六项稳定性工况 122
图B.25 托盘堆垛车第七项稳定性工况 123
图B.26 托盘堆垛车第八项稳定性工况 123
图B.27 托盘堆垛车第九项稳定性工况 124
图B.28 三向堆垛式叉车第一项稳定性工况 125
图B.29 三向堆垛式叉车第二项稳定性工况 125
图B.30 三向堆垛式叉车第三项稳定性工况 126
图B.31 三向堆垛式叉车第四项稳定性工况 127
图B.32 三向堆垛式叉车第五项稳定性工况 127
图B.33 三向堆垛式叉车第六项稳定性工况 128
图B.34 三向堆垛式叉车第七项稳定性工况 129
图C.1 液力变矩器构造示意图 130
图C.2 液力变矩器的外特性曲线 131
图C.3 液力变矩器输入特性曲线 131
图C.4 液力变矩器匹配 132
图C.5 发动机匹配 132
表1 叉车滚动阻力系数 4
表2 载荷与载荷组合表 5
表3 附着系数 24
表4 焊缝连接的许用应力 26
表5 普通螺栓连接的许用应力 27
表6 抗滑移系数μ值 28
表7 单个高强度螺栓的预拉力Pag 28
表8 强度安全系数 28
表9 销轴连接的许用应力 30
表10 与矩形截面高宽比有关的系数 44
表11 货叉强度安全系数 51
表12 向心轴承的动载荷系数 55
表13 链条破断安全系数 56
表14 叉车滑动摩擦系数 59
表15 许用比压p0 和摩擦系数μ 66
表16 摩擦花键连接的摩擦阻力对压紧力影响的修正系数 67
表17 管路内允许流速 83
表18 钢管材料的许用应力安全系数 84
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国机械工业联合会提出。
本文件由全国工业车辆标准化技术委员会(SAC/TC332)归口。
本文件起草单位:安徽合力股份有限公司、北京起重运输机械设计研究院有限公司、杭叉集团股份
有限公司、宁波如意股份有限公司、太原科技大学、林德(中国)叉车有限公司、中联重科安徽工业车辆有
限公司、诺力智能装备股份有限公司、浙江中力机械股份有限公司、科朗设备(苏州)有限公司、北京科正
平工程技术检测研究院有限公司、丰田工业(昆山)有限公司、上海市特种设备监督检验技术研究院、龙
工(上海)叉车有限公司、柳州柳工叉车有限公司、浙江加力仓储设备股份有限公司、徐州徐工港口机械
有限公司、浙江吉鑫祥叉车制造有限公司、河南嘉晨智能控制股份有限公司、安徽皖南新维电机有限公
司、福建省威盛机械发展有限公司。
本文件主要起草人:毕胜、赵春晖、杨馨蕾、尚洪、张金侠、谢国生、傅敏、高有山、张冬林、曾优连、
邵波涛、刘云华、余晓贤、王海清、王军、葛立银、石磊、陆时明、龚文、马乙、刘清榕、戴肖肖、侯博伦、
徐佳敏、姚欣、潘晋、肖辉英。
叉 车 设 计 规 范
1 范围
本文件确立了叉车总体、结构、机械、电气、液压和安全的设计原则,规定了设计、计算要求和方法。
本文件适用于GB/T 6104.1所定义的平衡重式叉车、前移式叉车、侧面式叉车、插腿式叉车、托盘
堆垛车和三向堆垛式叉车,其他类型叉车参照使用。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T 985.1 气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口
GB/T 985.2 埋弧焊的推荐坡口
GB/T 2982 工业车辆充气轮胎规格、尺寸、气压与负荷
GB/T 3098.1 紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱
GB/T 3766 液压传动 系统及其元件的通用规则和安全要求
GB/T 4208-2017 外壳防护等级(IP代码)
GB/T 4662 滚动轴承 额定静载荷
GB/T 4942-2021 旋转电机整体结构的防护等级(IP代码) 分级
GB/T 5008.1 起动用铅酸蓄电池 第1部分:技术条件和试验方法
GB/T 5143 工业车辆 护顶架 技术要求和试验方法
GB/T 5182 叉车 货叉 技术要求和试验方法
GB/T 5184 叉车 挂钩型货叉和货叉架 安装尺寸
GB/T 6074 板式链、连接环和槽轮 尺寸、测量力和抗拉强度
GB/T 6104.1 工业车辆 术语和分类 第1部分:工业车辆类型
GB/T 7403.1 牵引用铅酸蓄电池 第1部分:技术条件
GB/T 10823 充气轮胎轮辋实心轮胎规格、尺寸与负荷
GB/T 10827.1 工业车辆 安全要求和验证 第1部分:自行式工业车辆(除无人驾驶车辆、伸缩
臂式叉车和载运车)
GB/T 10827.3 工业车辆 安全要求和验证 第3部分:对带有起升操作台的车辆和专门设计为
带起升载荷运行的车辆的附加要求
GB/T 14687 工业脚轮和车轮
GB/T 16622 压配式实心轮胎规格、尺寸与负荷
GB/T 17300 土方机械 通道装置
GB/T 18849 机动工业车辆 制动器性能和零件强度
GB/T 26560 机动工业车辆 安全标志和危险图示 通则
GB/T 26948.1 工业车辆驾驶员约束系统技术要求及试验方法 第1部分:腰部安全带
GB/T 26949.2 工业车辆 稳定性验证 第2部分:平衡重式叉车
GB/T 26949.3 工业车辆 稳定性验证 第3部分:前移式和插腿式叉车
GB/T 26949.4 工业车辆 稳定性验证 第4部分:托盘堆垛车、双层堆垛车和操作者位置起升
高度不大于1200mm的拣选车
GB/T 26949.5 工业车辆 稳定性验证 第5部分:侧面式叉车(单侧)
GB/T 26949.22 工业车辆 稳定性验证 第22部分:操作者位置可或不可起升的三向堆垛式
叉车
GB/T 27544 工业车辆 电气要求
GB/T 27544-2011 工业车辆 电气要求
GB/T 31465.1 道路车辆 熔断器 第1部分:定义和通用试验要求
GB/T 31465.2 道路车辆 熔断器 第2部分;用户指南
GB/T 41134.1 电驱动工业车辆用燃料电池发电系统 第1部分:安全
3 术语和定义、符号和代号
3.1 术语和定义
GB/T 6104.1和GB/T 10827.1界定的术语和定义适用于本文件。
3.2 符号和代号
本文件使用的主要符号和代号及其单位和含义按照附录A。
4 总体设计
4.1 基本构成
叉车主要由工作装置、动力装置和轮式底盘构成。各部分主要构成如下。
a) 工作装置:门架、货叉架、货叉和起升操作台。
b) 动力装置:
1) 内燃叉车:发动机、冷却系统、燃油系统、进气系统和排气系统;
2) 电动叉车:电池、电动机和电气控制元器件。
c) 轮式底盘。
1) 传动系统:
---内燃叉车机械传动:离合器、变速箱和驱动桥;
---电动叉车机械传动:变速箱和驱动桥;
---液力传动:液力变矩器、变速箱和驱动桥;
---静压传动:液压泵、液压马达、变速箱和驱动桥。
2) 转向系统:方向盘(舵柄)、转向器、转向装置和转向桥。
3) 制动系统:行车制动装置和停车制动装置。
4) 车身系统:车架、平衡重、机罩类、底板类、座椅、护顶架(司机室)和车轮。
5) 操纵系统:油门(加速器)操纵系统、制动操纵系统、变速操纵系统、转向操纵系统和阀操
纵系统。
6) 电气系统:电源、电气控制元器件、辅助电气设备和电线电缆。
7) 液压系统:液压油箱、液压泵、液压阀、液压缸、液压马达、液压管路和液压辅助元件。
4.2 载荷和载荷组合
4.2.1 通则
4.2.1.1 计算载荷和载荷组合用于验证叉车金属结构件和机械零部件的防强度失效和防疲劳失效的
能力。
4.2.1.2 4.2.2所述的计算载荷为叉车在正常工作时产生的载荷。当设计用于室外工况时,应根据所搬
运载荷的体积、风速和起升高度确定是否考虑风载荷。
4.2.2 计算载荷
4.2.2.1 自重载荷
自重载荷PG 是叉车无载及无操作者时,叉车可立即投入使用的全部质量产生的重力。
4.2.2.2 额定起升载荷
额定起升载荷PQ 是叉车额定起重量产生的重力。
4.2.2.3 阻力载荷
叉车运行时遇到的阻力有以下几种:
a) 车轮在地面上滚动的摩擦阻力PF;
b) 叉车变速的惯性阻力PI;
c) 叉车上坡时的坡道阻力Pr。
叉车运行时需要考虑的阻力载荷PR 按公式(1)确定。
PR=PF+PI+Pr (1)
式中:
PR ---阻力载荷,单位为牛顿(N);
PF ---车轮在地面上滚动的摩擦阻力,单位为牛顿(N),计算见下式;
PF=f(G+Q)gcos(arctanα)
f ---滚动阻力系数,见表1;
G ---叉车自重,单位为千克(kg);
Q ---额定起重量,单位为千克(kg);
g ---重力加速度,单位为米每二次方秒(m/s2),取9.81m/s2;
α ---坡度,数值以百分比(%)表示;
PI---叉车变速的惯性阻力,单位为牛顿(N),计算见下式;
PI=δ(G+Q)
dv
dt
δ ---转动零件引起的惯性载荷增大系数,内燃叉车一般取1.1,电动叉车一般取1.0;
dv
dt
---加速度,单位为米每二次方秒(m/s2);
Pr---叉车上坡时的坡道阻力,单位为牛顿(N),计算见下式。
Pr=(G+Q)gsin(arctanα)
表1 叉车滚动阻力系数
路面条件
滚动阻力系数f
充气轮胎 实心轮胎 聚氨酯车轮
混凝土路面 0.012~0.013
沥青路面 0.013
碎石路面 0.035
硬土路面 0.06
较充气轮胎对应路面条件
的f大10%~15%
0.018~0.02
0.02~0.03
4.2.2.4 变速运行载荷
叉车在水平地面上进行起(制)动时,叉车自重和额定起重量的水平惯性力,按该质量与运动加速度
乘积的ΦS倍计算,但不应大于主动车轮与路面之间的黏着力,此时ΦS 取1.5,用来考虑叉车驱动力突
变时结构的动力效应。这些惯性力都作用在各相应质量上,挠性视为刚性处理。
4.2.2.5 起升动力载荷
当货物被起升离开地面时,货物的惯性力将会使起升载荷出现动载增大的作用。此起升动力效应
用起升动载系数Φ1 乘以额定起升载荷PQ 来考虑。
起升动载系数Φ1 与稳定起升速度v1 和起升状态等有关,其值可以由试验或分析确定,也可以按
公式(2)计算。
Φ1=Φ1min+β1v1 (2)
式中:
Φ1 ---起升动载系数;
Φ1min---起升动载系数的最小值,一般取0.2;
β1 ---按起升状态设定的系数,一般取0.68;
v1 ---稳定起升速度,单位为米每秒(m/s)。
4.2.2.6 运行冲击载荷
叉车运行时所产生的垂直冲击动力效应,即运行冲击载荷,用运行冲击系数Φ2 乘以叉车的自重载
荷PG 与额定起升载荷PQ 之和来计算。
Φ2 的值取决于叉车的构造型式(质量分布)、运行速度,以及路面的种类和状况。此冲击效应可根
据经验、试验或采用适当的叉车和运行路面的模型分析得到。一般Φ2 可取1.3。
4.2.2.7 转弯离心力
叉车转弯离心力FN 按公式(3)计算。
FN=(G+Q)
v2
RG
(3)
式中:
FN ---转弯离心力,单位为牛顿(N);
G ---叉车自重,单位为千克(kg);
Q ---额定起重量,单位为千克(kg);
v ---转弯速度,单位为米每秒(m/s);
RG ---叉车质心处的转弯半径,单位为米(m)。
4.2.3 载荷组合
4.2.3.1 基本设计方法
在叉车构(部)件设计中,通常采用“许用应力法”和“极限状态法”两种方法。
4.2.3.2 工作情况
叉车在正常工作状态下,其工作情况有以下三种:
---门架无起升仅叉车运行;
---叉车无运行仅门架起升;
---叉车起升与运行联合操作。
4.2.3.3 载荷组合说明
4.2.3.3.1 叉车在正常工作状态下的载荷组合如下。
a) 门架无起升仅叉车运行工作状态下的载荷组合有以下两种:
1) A1---叉车在平整道路运行、转弯产生的载荷,按正常操作控制下的驱动机构引起的变
速运行载荷和转弯离心力进行组合;
2) A2---叉车在不平整道路运行、转弯产生的载荷,按A1的载荷组合和运行冲击载荷进行
组合。
b) 叉车无运行仅门架起升工作状态下的载荷组合如下:
B---叉车起升货物产生的载荷,按额定起升载荷和起升动力载荷进行组合。
c) 叉车起升与运......
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