小型电动叉装车动力系统匹配研究文献综述
2020-04-15 15:15:46
叉车作为物资装卸搬运作业的主要机械之一,在物流系统中发挥着重要作用,但传统叉车受其结构形式限制,在有些情况下不能很好地发挥作用,比如叉车必须靠近物资对象进行装卸作业,在遇有障碍或者其他情况不能接近货物时,如前面有河流、障碍等,将无法完成作业任务。从技术上讲,增加门架级数来提高叉车最大升高是一个途径,但这将使门架结构更为复杂,制造成本更高。理论上超过三级门架在经济上就不合算。综上所述,扩大传统叉车的作业范围,设计出能适应以上各种作业场所的新型叉车,对提高作业性能,提高装卸效率,改革包装、堆垛、运输方式,会产生重要影响[1] 。
20世纪80年代以来,一种新型叉车即伸缩臂叉车的产生很好的解决了上述问题。伸缩臂叉车又称伸缩臂叉装车或伸缩臂叉装机,英文专用名称Telehandler(telescopic boom materialhandler),或telescopic handler。伸缩臂叉车是传统叉车的延续和发展,它的优点是将汽车起重机的伸缩式臂结构与传统叉车的功能有机地结合到一起,充分利用伸缩式臂结构伸得高、伸得远的特点,配合应用各种作业属具,有效地扩大了叉车的作业范围,提高了叉车对作业场地的适应性。伸缩臂叉车主要用于车站、工地、港口、大农场和工厂进行成件包装货物的装卸和搬运,其货叉的部分是一个快速可更换装置,应工作需要,在配备其他工作属具以后,还能用于散堆状货物和非包装的其它成件货物的装卸作业,它集小型起重机、装载机、叉车、高空作业平台乃至农用拖拉机的功能于一身,是一种多功能搬运、举升设备,是现代工业、建筑业、农牧业理想的多功能装卸搬运机具[2]。其外形如图1所示。
图1
伸缩臂叉车在欧美发达国家经过几十年的发展,产品技术成熟、生产配套体系完善,并有成熟的使用群体和市场。而中国伸缩臂叉车制造史要追溯到1989年,是由厦门嘉丰机械厂与同济大学联合设计生产出第一台。而后在80年代末期和90年代末期,分别与大学、研究所合作研制开发了几种不同型号的伸缩臂叉车,目前已有多个型号的产品。2001年四川长江起重机厂与有关研究单位联合生产了CZS3伸缩臂叉车,该车伸缩臂可进行-8ordm;~45ordm;变幅,变幅过程中货叉自动保持水平状态,并可左右侧移以提高精度。底盘为四轮驱动,越野性能好,具有两轮转向、四轮转向和蟹行三种转向方式,转弯半径小,通过性好。整体性能达到了一定的水平,该产品已应用于军工领域[3]。
随着人们环保与节能意识的增强,新能源叉车得到迅速发展。新能源叉车主要可分为纯电动叉车和混合动力叉车。电动叉车作为新能源动力叉车的主力军,得到了国内外大型叉车企业的高度重视和各个政府的大力支持。目前国内外的研究主要集中于动力蓄电池、交流驱动技术、电子控制技术、制动能量回收等方面[4],对电动叉车动力系统匹配的研究资料和相关文献较少。电动叉车以蓄电池作为动力源,分别驱动行走电机和起升电机工作,以完成行走和装卸任务[5]。电动叉车动力性能的好坏在很大程度上取决于传动系统部件的型式以及参数匹配的合理程度,如果传动系统各个部件不能进行合理分配,电动叉车的性能则不能很好地发挥出来。以前,传动系统匹配方法由于测试手段和计算工具的限制,设计人员在进行初期的匹配时只能依赖于以往的设计经验和与同类车型的比较参考,进行定性分析和简单的定量计算,因此不能达到最佳的匹配结果,一旦匹配失败,则需要回到设计起点重新匹配,使得开发成本高、周期长[6],[7]。随着计算机技术的发展和进步,使得准确的模拟车辆的运行工况、综合考虑多种影响因素成为可能,摆脱了传统的简化计算和反复试验的弊端。