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本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
文獻(xiàn)綜述
題目： 手動(dòng)叉車的設(shè)計(jì)
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手動(dòng)叉車的設(shè)計(jì)
1 本課題的背景及意義
叉車是指對(duì)成件托盤貨物進(jìn)行機(jī)械化裝卸、堆垛和短距離運(yùn)輸作業(yè)的各種輪式搬運(yùn)車輛[1],過去被稱為叉式裝卸車或鏟車[2]。由于操作方便、輕便靈活，叉車廣泛應(yīng)用于鐵路、港口、機(jī)場(chǎng)、貨場(chǎng)、集裝箱中轉(zhuǎn)站等倉儲(chǔ)場(chǎng)所[3]，特別是用于在倉庫中的短途負(fù)載運(yùn)輸工作，也用于將貨物裝載到貨車或從貨車卸載貨物[4],在企業(yè)的物流系統(tǒng)中扮演著非常重要的角色，是物料搬運(yùn)設(shè)備中的主力軍[5]。
手動(dòng)叉車是一種用于原料和商品的高效流動(dòng)和組織的設(shè)備。它們使一個(gè)人能夠高質(zhì)量高速度提升運(yùn)輸自己不能獨(dú)自運(yùn)輸?shù)漠a(chǎn)品。此外，手動(dòng)叉車可以用最大限度地提高空間和時(shí)間使用的方式有序、可控地安置和存儲(chǔ)產(chǎn)品[6]。
目前，國內(nèi)常用的人力叉車以手動(dòng)液壓叉車為主。由于密封件易老化，加上維護(hù)保養(yǎng)不好，常造成液壓漏油，污染了搬運(yùn)的貨物及環(huán)境，就有人一種手動(dòng)機(jī)構(gòu)叉車,它包括門架、支架、貨鏟、搖桿卷揚(yáng)鼓輪、起重繩等[7]。這種手動(dòng)叉車適用于工廠、車間、倉庫、儲(chǔ)運(yùn)等部門的搬運(yùn)裝卸作業(yè)，更適用于有防火、防爆要求的場(chǎng)合[8]。
2 本課題的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[9][10][11][12]
國內(nèi)叉車行業(yè)發(fā)展歷史短，但發(fā)展迅速。我國叉車產(chǎn)業(yè)自20世紀(jì)50年代末起步，到70年代才初具規(guī)模，到目前已有30多家內(nèi)燃叉車企業(yè)、約20家電動(dòng)叉車企業(yè)、30多家倉儲(chǔ)叉車和輕小型搬運(yùn)車輛企業(yè)和10多家獨(dú)、合資企業(yè)。
在國際上，生產(chǎn)企業(yè)多但比較集中，市場(chǎng)多年徘徊不前。國際叉車巨頭間整合趨勢(shì)明顯。日本的豐田并購了瑞典BT，德國的永恒力并購了英國BOSS,林德參股日本小松的同時(shí)收購法國派特，韓國現(xiàn)代收購本國的漢拿。出現(xiàn)這種趨勢(shì)的原因是國際叉車市場(chǎng)持續(xù)低迷，多年來一直在50-55萬臺(tái)左右的水平徘徊，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，利潤不斷下降，一些未達(dá)到一定規(guī)模的企業(yè)生存出現(xiàn)危機(jī)，從而導(dǎo)致國際叉車市場(chǎng)并購行為頻繁。
2009年全年，我國共銷售叉車138908臺(tái)，其中國內(nèi)銷售11l350臺(tái)，較2008年的107786臺(tái)增長(zhǎng)3％，受國際金融危機(jī)影響，出口銷售比上年下降17．38％，為27558臺(tái)。我國叉車行業(yè)在經(jīng)歷了多年的高速發(fā)展后，產(chǎn)銷增長(zhǎng)趨緩，但叉車市場(chǎng)多年的快速發(fā)展所呈現(xiàn)出典型的行業(yè)發(fā)展特征仍比較明顯。與日本歐美等國家和地區(qū)市場(chǎng)相比，目前中國是世界唯一對(duì)叉車需求量保持持續(xù)旺盛增長(zhǎng)的地區(qū)，因此我國叉車行業(yè)呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì)：
（1）產(chǎn)業(yè)集中度高，投資活動(dòng)活躍。相對(duì)于其他大型機(jī)械行業(yè)，叉車行業(yè)產(chǎn)業(yè)集中度相對(duì)較高，僅安徽叉車與杭州叉車這兩大龍頭企業(yè)就幾乎占據(jù)了市場(chǎng)近60％的份額。與此同時(shí)，我國這個(gè)現(xiàn)今全球第四大叉車市場(chǎng)，行業(yè)的蓬勃發(fā)展也吸引著更多的投資活動(dòng)，一方面國內(nèi)廠家紛紛努力擴(kuò)大產(chǎn)能以適應(yīng)快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，另一方面國外品牌也陸續(xù)加大在國內(nèi)的投資力度，國外龍頭廠商如豐田、林德都已經(jīng)在國內(nèi)合資建廠。
（2）產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)白熱化，內(nèi)燃叉車優(yōu)勢(shì)明顯。由于我國對(duì)環(huán)保要求較低，同時(shí)受到作業(yè)環(huán)境較惡劣以及運(yùn)行成本等因素，我國的叉車需求傾向于使用內(nèi)燃叉車，它撐起了叉車市場(chǎng)的半壁江山。目前國內(nèi)幾家知名企業(yè)的主流產(chǎn)品幾乎清一色的是內(nèi)燃叉車，外資品牌如林德、現(xiàn)代、斗山等也把內(nèi)燃叉車作為沖擊我國市場(chǎng)的先鋒機(jī)種，從而使市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)白熱化。
（3）整體技術(shù)能力提高，出口增長(zhǎng)較快。近幾年我國叉車行業(yè)出口業(yè)務(wù)快速增長(zhǎng)，中國叉車出口流向主要為美國、德國、法國、俄羅斯、意大利等機(jī)械制造強(qiáng)國市場(chǎng)。可以銷售到這么多機(jī)械制造強(qiáng)國，說明國內(nèi)企業(yè)能在競(jìng)爭(zhēng)中處于領(lǐng)導(dǎo)者地位，一方面體現(xiàn)了企業(yè)整體研發(fā)能力的提高，叉車質(zhì)量水平得到提升，已經(jīng)被世界成熟市場(chǎng)用戶所認(rèn)可，另一方面說明國產(chǎn)叉車以其良好的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)在國際競(jìng)爭(zhēng)中已具備很高的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
（4）企業(yè)生產(chǎn)能力不同，發(fā)展前景各異。在叉車市場(chǎng)中低端產(chǎn)品上，仍然是國內(nèi)企業(yè)唱主角，受制于營銷以及售后服務(wù)體系建立需要較長(zhǎng)時(shí)間，并耗費(fèi)大量人力和物力，國外品牌仍然局限于少而精的高端產(chǎn)品，而新進(jìn)入的叉車生產(chǎn)企業(yè)和民營企業(yè)受制于技術(shù)壁壘等因素，在競(jìng)爭(zhēng)中更多的扮演追隨者角色。
從叉車市場(chǎng)的發(fā)展看，我國叉車不僅在國際市場(chǎng)，而且在國內(nèi)市場(chǎng)，前景仍然樂觀。與此同時(shí)，叉車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨加劇，外資企業(yè)已占據(jù)了高端市場(chǎng)，并開始轉(zhuǎn)攻中低端市場(chǎng)，而原有企業(yè)近幾年的投資擴(kuò)張，帶來了整個(gè)行業(yè)的產(chǎn)能急劇擴(kuò)大，產(chǎn)銷問題也日漸突出。面對(duì)發(fā)展的機(jī)遇和激烈的競(jìng)爭(zhēng)，企業(yè)產(chǎn)品戰(zhàn)略和產(chǎn)品的定位就顯得尤為重要了。根據(jù)技術(shù)更新和用戶需求的變化，未來叉車產(chǎn)品的發(fā)展主要有如下三個(gè)趨勢(shì)：
（1）產(chǎn)品向系列化、專業(yè)化兩極發(fā)展。系列化是叉車發(fā)展的重要趨勢(shì)，國外著名大公司已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品系列化，形成了從微型到特大型不同規(guī)格的產(chǎn)品。叉車通用性也在提高，這樣可使用戶在不增加投資的前提下充分發(fā)揮設(shè)備本身的效能，能完成更多的工作。
（2）產(chǎn)品加快電子化升級(jí)，強(qiáng)調(diào)環(huán)保。近年來叉車的振動(dòng)噪聲越來越受到關(guān)注，客戶對(duì)振動(dòng)噪聲的要求越看越嚴(yán)格。而目前電動(dòng)叉車具有能量轉(zhuǎn)換效率高、無廢氣排放、噪聲小等突出優(yōu)點(diǎn)，對(duì)室內(nèi)作業(yè)、靠近人群作業(yè)以及整個(gè)的食品行業(yè)而言，電瓶叉車是最好的選擇。電瓶叉車是食品行業(yè)和冷鏈物流公司的首選。國際上，電瓶叉車的產(chǎn)量已占叉車總量的40％(國內(nèi)則為10％～15％)，且有不斷上升的趨勢(shì)。近年來叉車的振動(dòng)噪聲越來越受到關(guān)注，客戶對(duì)振動(dòng)噪聲的要求越來越嚴(yán)格。新電子技術(shù)的應(yīng)用如采用電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與動(dòng)力轉(zhuǎn)向比可節(jié)能25％ ，它可根據(jù)叉車使用工作狀況，適時(shí)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，是叉車節(jié)能降噪的有效措施，高可靠性、性能優(yōu)越的產(chǎn)品，同時(shí)裝備先進(jìn)電子技術(shù)的機(jī)電一體化叉車市場(chǎng)前景看好。
（3）產(chǎn)品突出安全性，提高舒適性。保證駕駛員的安全一直是叉車設(shè)計(jì)中重點(diǎn)考慮的問題，隨著國際化進(jìn)程的加快，產(chǎn)品的安全性已經(jīng)成為我國企業(yè)邁向國際市場(chǎng)的一道門檻。經(jīng)驗(yàn)表明，疲勞駕駛是最容易造成事故的，而舒適寬松的駕駛環(huán)境則能有效提高叉車的作業(yè)效率。同時(shí)駕駛員的舒適感對(duì)保證叉車高效運(yùn)行非常重要，新型叉車將更加注重人類功效學(xué)，提高操縱舒適性。各叉車公司也不斷優(yōu)化改進(jìn)叉車人機(jī)界面，使操縱簡(jiǎn)便省力、迅速準(zhǔn)確，充分發(fā)揮人機(jī)效能，提高作業(yè)效率。
3 我國叉車行業(yè)所存在的問題[13][14]
從產(chǎn)業(yè)周期的角度分析，在全球范圍內(nèi)，叉車產(chǎn)品和叉車產(chǎn)業(yè)都處于成熟期。從國內(nèi)情況看，叉車產(chǎn)品和叉車產(chǎn)業(yè)處于發(fā)展期，產(chǎn)品技術(shù)仍需要繼續(xù)完善。產(chǎn)品使用范圍和使用量尚未得到足夠拓展，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下的產(chǎn)業(yè)自然調(diào)整仍處于初級(jí)階段，用戶使用意識(shí)和企業(yè)研發(fā)意識(shí)、能力相對(duì)落后?？傮w來看，整個(gè)叉車行業(yè)存在以下突出的問題：
（1）優(yōu)秀零部件市場(chǎng)空缺
有些整機(jī)企業(yè)的同質(zhì)發(fā)展、數(shù)量擴(kuò)張，引導(dǎo)了零部件企業(yè)重復(fù)投資，資源浪費(fèi)，加入到價(jià)格戰(zhàn)的混亂局面中。而在同時(shí)，對(duì)于發(fā)展高檔叉車所需的一些優(yōu)秀零部件，如液壓比例控制閥、符合高排量標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)動(dòng)機(jī)、柔性傳動(dòng)變速箱等產(chǎn)品開發(fā)的企業(yè)很少，整機(jī)生產(chǎn)企業(yè)找不到配套企業(yè)。
（2）轉(zhuǎn)嫁市場(chǎng)壓力
有些整機(jī)企業(yè)為了生存，未能反省企業(yè)實(shí)行的低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)行為所導(dǎo)致的后果，采取向零部件企業(yè)轉(zhuǎn)嫁壓力的做法，造成其供貨商無利或微利運(yùn)營，長(zhǎng)此以往，零部件企業(yè)無力更新設(shè)備，無法保證產(chǎn)品質(zhì)量。
（3）重整機(jī)發(fā)展，輕視零部件
任何企業(yè)的發(fā)展，最終都要追求利潤。但在中國，社會(huì)的背景文化及考核方法造成了急功近利的現(xiàn)實(shí)。整個(gè)叉車行業(yè)表現(xiàn)出重整機(jī)發(fā)展，輕視零部件，尤其是關(guān)鍵零部件的研發(fā)。而整機(jī)的發(fā)展也僅僅停留在外形的變化上，重要的生產(chǎn)工藝無法完善。
同時(shí)，為了及時(shí)填補(bǔ)市場(chǎng)空缺，企業(yè)紛紛擴(kuò)展產(chǎn)能，行業(yè)中新增企業(yè)數(shù)量很多，并且急于獲取利潤。新增企業(yè)進(jìn)入行業(yè)后，由于無主要零部件或關(guān)鍵零部件的制造能力，只能外協(xié)采購，盯緊成熟企業(yè)的供貨渠道。成熟型的大企業(yè)由于常年的合作，以及采購批量大，在采購成本上具有優(yōu)勢(shì)，整機(jī)零部件采購成本低；新增企業(yè)在不具有制造優(yōu)勢(shì)、產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)、品牌優(yōu)勢(shì)、行業(yè)知名度等條件下，為了盡快占領(lǐng)市場(chǎng)，只好以價(jià)格戰(zhàn)來獲取市場(chǎng)。當(dāng)市場(chǎng)處于賣方市場(chǎng)時(shí)，通過價(jià)格戰(zhàn)可以獲取市場(chǎng)份額，但同時(shí)，產(chǎn)品在客戶心目中也被定位在更低端的位置上，起步階段已是微利了；當(dāng)市場(chǎng)出現(xiàn)零部件及原材料價(jià)格波動(dòng)時(shí)，必將進(jìn)入無利或虧損狀態(tài)。
4 課題的主要技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)的比較分析和實(shí)現(xiàn)方法
4.1手動(dòng)叉車提升方式
提升方式可以基本分為以下列三種，可根據(jù)不同要求任意選用。
(1) 鋼絲繩式提升型式
(2) 鏈條式提升型式
(3) 液壓式提升型式
在手動(dòng)叉車設(shè)計(jì)中，三種提升方式特點(diǎn)如下：
(1) 采用鏈提升：優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)簡(jiǎn)單可靠，維修簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉;缺點(diǎn)是沖擊比較大，有提升高度的限制，安裝調(diào)試時(shí)需要注意是否有咬鏈的情況出現(xiàn)。
(2) 采用鋼絲繩提升：優(yōu)點(diǎn)是對(duì)提升的高度可以不加限制，造價(jià)比較低;缺點(diǎn)是因?yàn)樾枰饧愉摻z繩桶和剎車盤增加了安裝調(diào)試的時(shí)間和造價(jià)。
(3) 采用液壓提升：優(yōu)點(diǎn)是可以真正實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，結(jié)構(gòu)緊湊，功率與重量比高、響應(yīng)速度快、抗干擾能力強(qiáng)、誤差小精度高、低速平穩(wěn)性好、調(diào)速范圍寬、介質(zhì)自身可起冷卻潤滑作用、安全防爆等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)也具有元件昂貴、成本高、密封技術(shù)要求高、油液易污染、能源傳輸不便等缺點(diǎn)。
綜合考慮，因?yàn)榇舜卧O(shè)計(jì)的手動(dòng)叉車，要求傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音小，加上安裝和經(jīng)濟(jì)性的考慮，所以選擇了用鋼繩提升的方式。
4.2手動(dòng)叉車動(dòng)力系統(tǒng)[15]
手動(dòng)叉車的動(dòng)力來源是人力，有一定的傳動(dòng)比，可以采用以下方式：
（1）帶傳動(dòng)
（2）齒輪傳動(dòng)
（3）鏈傳動(dòng)
這三種提升方式各有優(yōu)劣，適用于不同場(chǎng)合，需要根據(jù)需求選擇。這三種提升方式特點(diǎn)如下：
帶傳動(dòng)：優(yōu)點(diǎn)是平穩(wěn)無噪聲，過載時(shí)打滑可防止零件損壞，制造安裝要求比齒輪低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、成本低，可傳動(dòng)中心距較大的傳動(dòng)。缺點(diǎn)的傳動(dòng)比不準(zhǔn)確，傳動(dòng)效率低，傳遍同樣的圓周力，外輪廓尺寸比齒輪等傳動(dòng)形式大，軸及軸承上受力較大，傳動(dòng)帶壽命較短。
齒輪傳動(dòng)：優(yōu)點(diǎn)是效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠、壽命長(zhǎng)，傳動(dòng)比穩(wěn)定。缺點(diǎn)是制造及安裝精度要求高，價(jià)格較貴，且不適宜用于傳動(dòng)距離過大的場(chǎng)合。
鏈傳動(dòng)：優(yōu)點(diǎn)是能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率高，作用于軸上的徑向壓力較小，結(jié)構(gòu)較為緊湊，制造與安裝要求較低、成本也低。缺點(diǎn)是只能實(shí)現(xiàn)平行軸間鏈輪的同向傳動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能保持恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比，磨損后易發(fā)生跳齒，工作時(shí)有噪聲，不宜用在載荷變化很大、高速和急速反轉(zhuǎn)的傳動(dòng)中。
綜合考慮，因?yàn)榇舜卧O(shè)計(jì)的手動(dòng)叉車，要求傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音小，可靠性高，確定的傳動(dòng)比，加上經(jīng)濟(jì)性的考慮，所以選擇了用齒輪傳動(dòng)的方式。因此，手動(dòng)叉車的傳動(dòng)是鋼絲繩和齒輪傳動(dòng)的組合。
4總結(jié)
叉車出現(xiàn)不但保證了安全生產(chǎn)，而且占有的勞動(dòng)力大大減少，勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，作業(yè)效率大大提高，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。叉車具有工作效率高、操作使用方便、機(jī)動(dòng)靈活等優(yōu)點(diǎn)，因此在企業(yè)的物流系統(tǒng)中扮演著非常重要的角色，是物料搬運(yùn)設(shè)備中的主力軍，是托盤運(yùn)輸、集裝箱運(yùn)輸必不可少的設(shè)備。就全球市場(chǎng)來說，中國是世界唯一對(duì)叉車需求量保持持續(xù)旺盛增長(zhǎng)的地區(qū)，國內(nèi)大小企業(yè)很多，還有國外企業(yè)在中國投資建廠，使得產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)白熱化，產(chǎn)品利潤降低，小企業(yè)舉步維艱。國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)需要在做好國內(nèi)市場(chǎng)的同時(shí)，擴(kuò)大國外市場(chǎng)，尤其是開拓發(fā)展中國家新興市場(chǎng)，才能獲得持久的發(fā)展，在競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。
參 考 文 獻(xiàn)
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