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技术工作报告
YGCZJ03型伸缩臂式叉装机
技术研究报告
愚公机械股份有限公司
山东鲁班智能装备有限公司
二0一四年十二月
技术研究报告
各位专家、各位领导：
我们承担的YGCZJ03型伸缩臂式叉装机项目的研制任务，通过小组的努力，该产品已研制成功。
现将技术研究工作汇报如下：
一、项目研制的目的和意义
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型式限制，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，在遇有障碍或者其它情况不能接近货物时，如前面有河流、障碍，将无法完成作业任务；又如对集装箱内的物资，汽车车箱内的物资，由于箱体深度大都超过5米，叉车根本无法接近箱底的货物。
另外，传统叉车为门架结构型式，当前大部分叉车使用两级门架，少数使用三级门架，受车辆行驶高度控制，门架不能做得很高，所以叉车的最大起升高度有限，对作业高度要求较高的物资，叉车也不能完成作业。
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。
伸缩臂叉装机的工作装置在伸缩臂的前端，可方便地对工作属具进行更换。
增加伸缩臂叉装机对各种作业对象的适应性，如可以作为起吊设备、高空车等使用。
随着国内物流、安装等行业顺应国际潮流而快速发展，市场上对高举升、大卸距装载机械的需求日趋迫切。
未来的中国，一方面大规模的经济建设仍将继续，另一方面，维护改造的工程会不断增加，伸缩臂叉装车的优势可以充分的发挥出来。
未来国内市场需求高速增长，中国的伸缩臂叉装车未来几年内必然会有良好的市场前景。
2、技术方案论证：
愚公机械股份有限公司主导产品之一是伸缩臂式起重机，在传统叉车基础上研发伸缩臂式叉装机不存在技术壁垒。
传统工程机械的液压、液力传动，液压先导控制、动力和结构设计也是我们的强项。
公司3000㎡的小试车间、2400㎡的实验室、10000㎡的试验场和2000余万元的研发试验设备仪器及超过销售收入5%的研发经费投入也为研发活动的顺利进行提供了保障。
本项目在尚无行业、国家标准的前提下，借鉴了叉车和伸缩臂起重机标准的相关内容，确保了设计研发和试制试验的顺利进行。
样机试制完成后，委托国家工程机械质量监督检验中心进行了型式试验。
并根据产品中试中发现的问题做了改进完善，参照国外相关标准，企业标准正在拟定中。
3、主要研制内容
1、产品应用领域及特点
本产品主要用于物流行业货物流通、工业垃圾收集、农村晒晾农作物、农村小型土、石方工程。
是一种可在不同环境下工作，应用领域广泛，适应性较强的现场施工机械。
和传统叉车、起重机、高空作业车、装载机等机械设备相比具备以下特点：
（1）有效作业距离大，作业高度高。
伸缩臂叉装机通过伸缩臂结构可以达到较远距离，通过臂的变幅可以达到较高的作业高度，因此，可以在底盘不动的情况下，对离前轮较远的物资进行作业，如集装箱内货物的装卸，从卡车后部将物资一次装卸到集装箱底部等。
它的这一特点拓展了伸缩臂叉装车的适应范围。
（2）能越过部分障碍直接装卸货物。
伸缩臂叉装机可以跨越小沟、台阶、门窗孔来进行装卸作业，由于具有负的变幅角度，也可以对低于轮胎平面的货物进行作业。
伸缩臂叉装车的这一特点使其更加适合在越野条件下使用。
（3）具有宽广的视野。
由于伸缩臂叉装机没有门架结构，并且驾驶室侧向布置，大大改善了司机的前方视野，给货物搬运提供了安全良好的作业条件，减轻了疲劳，提高了作业效率。
（4）具有较好的堆高安全性能。
伸缩臂叉装机具有负载伸缩功能，在不平路面进行堆高作业时，可在远离堆垛点的位置停车，打开稳定支腿，运用伸臂、变幅动作完成对货物的装卸作业。
（5）易更换多种属具增加作业范围。
2、技术特征
项目由发动机、底盘、底架、伸缩臂、工作属具及快换装置、液压系统、电气系统、货叉调平系统、变幅机构、支腿、驾驶室及控制系统、配重等部分组成。
发动机用来提供行走及叉装作业的动力。
底盘由液力变矩器、变速器、前后桥及转向、制动系统等组成，用于设备行走。
本项目采用5吨级叉车变矩器，可实现两档无级变速行走。
底架用于连接底盘和车身，安装臂座、驾驶室、配重、油箱、支腿等装置。
伸缩臂三级套装，由一二三级臂和伸缩臂油缸、滑块等组成，根据作业需求进行伸缩，改变作业高度和前伸距离。
工作属具实现不同功能的作业，分货叉、四合一铲斗、高空作业栏、抓具、夹具等多种，应用快换装置实现快换。
液压系统由液压油箱、液压泵、多路阀、液压油缸、平衡阀等组成，用于主要结构的动力传递。
电气系统由电源、起动、照明、信号等组成。
变幅机构由变幅油缸、平衡阀等组成，用于伸缩臂改变作业幅度。
支腿用于增加叉装作业的稳定性。
本项目具备以下技术特征：
（1）五吨级叉车箱桥的应用。
传统五吨叉车驾驶室在中间位置，本项目设计为中央对称结构伸缩臂，驾驶室在左侧布置，对箱桥及制动器操作控制机构进行了改动设计，增加了联动装置。
（2）前支腿设计。
为增加作业稳定性，在正前方设计了两只蛙式液压支腿。
（3）伸缩臂及伸缩臂油缸设计。
三级套装矩形结构伸缩臂，臂间应用自润滑、补偿功能的滑块和自导向伸缩臂油缸等专利技术。
两只伸缩臂油缸顺序伸缩。
（4）紧凑型设计。
一体式臂座燃油箱和臂座液压油箱，简化了结构，提高了强度。
（5）多种工作属具及快换装置研究。
配装了调距货叉、四合一铲斗、高空作业篮、抓具等属具，进行了通用连接装置快换功能研究。
（6）静压调平技术研究。
采用液压随动缸和调平缸及泄油补油系统，实现了货叉自动调平和控制倾翻功能。
2、技术路线
市场调研、项目论证
1市场等信息分析结果
2.业务扩大需求驱动的产品开发
合作协议，成立项目组
项目负责人会同市场部、制造部、项目提出人收集
信息，起草项目可行性分析报告
评审通过
评审委员会
对可行性分析报告进行评审
报总经理批准
项目批准
评审通不过
工程技术部作为一般资料保存
建立
项目档案
项目分工
批准文件副本送财务
计划任务书
制定开发计划
市场开发计划
新产品项目进度计划
过
评审委员会对计划任务书、市场开发计划、项目进度计划进行评审。
计划评审
重新修订
技术参数
技术文件
根据设计要求.性能要求.可靠性要求等确定试验方案和计划.
产品设计
成本分析
设计评审
评审委员会会议对设计输出依据设计评审要求进行评审.
环保分析
图样设计
样机试制申请
样机制造、试验
通过
取消消
修改设计
通不过
通不过
资料保存.小组解散
评审委员会会议根据设计验证评审要求进行评审
设计验证评审
通过
取消∠
设计验证成功
样本.说明书.产品图样
修改计划任务书
GS标准、TS标准、工艺
继续样机制
造和试验
样机试验
人员培训
通不过
通过
资料存档，项
目完成，小组
解散。
设计确认
4、工艺原理
（1）工艺的确定和工艺流程
本项目产品以焊接结构件、机加工、热处理、喷涂、装配、调试、检验为主要工序，根据本公司设备能力增加必要的工装、专用设备仪器，制定了产品的工艺流程：
轴套类热处理
（2）自制零件工艺流程：
A、结构件：
钢材——预处理——下料——成型——铆焊组合——焊接——喷丸——喷底漆——机械加工——喷面漆——检验——入库待装配
B、覆盖件：
钢材——预处理——下料——成型——铆焊组合——焊接——前处理——喷底漆——喷面漆——检验——入库待装配
C、机加工件：
箱类：
外协铸坯—→喷砂处理—→涂底漆—→铣基准面—→粗精铣其余面—→粗精镗孔—→钻铰侧面各孔—→合箱配钻铰定为孔—→精镗轴孔—→粗精磨主轴孔—→分箱钻箱盖各孔—→箱体各孔攻丝—→钻铰各孔—→去毛刺—→检验—→入库
轴类：
外协锻坯—→车端面打中心孔—→粗、精车外园—→铣键槽—→热处理—→粗、精磨外园—→检验—→入库
（3）自制零件生产工艺说明
A、板材下料：
一般板材下料：
采用板材开卷校平剪切生产线和剪板机等。
其中板材开卷校平剪切生产线包括：
开卷、校平、剪切等工序。
异形板件下料：
采用数控火焰切割机、仿形切割机等。
B、型材下料：
采用卧式带锯床、开式压力机下料。
C、预处理：
采用钢材预处理生产线，对钢质板材和型材进行表面喷丸处理、以清理钢材的表面铁锈，为下部工序提供较好生产条件。
D、成形：
包括冲孔、折弯、压力成形等。
工艺设备主要采用开式压力机、液压板料折弯压力机及四柱万能液压机等。
E、焊装：
结构件生产线主要完成以下工序：
部件拼焊、总成组焊、焊缝自动焊接等；覆盖件生产线主要完成以下工序：
部件拼焊、总成组焊、焊缝激光焊接等。
F、喷丸：
该工序对焊接结构件面进行清理，为涂装前处理工序，同时可消除焊接零部件的焊接内应力，提高产品质量，该工序在涂装线的喷丸室内进行。
G、机加工：
箱体及工作台平面的加工采用数控龙门刨铣床粗加工，箱体柔性加工单元、进行平面半精、精加工以及箱体凸台和孔系的加工；臂架及构件的孔系采用采用落地镗铣床加工；配钻销空和其他孔的加工采用摇臂钻床和立钻；轴类加工采用车床、数控车床、外圆磨床；键槽的加工采用拉床、插床和铣床。
H、涂装：
该工序采用结构件喷漆线和覆盖件喷漆线喷漆，喷涂前进行酸洗磷化、电泳处理。
底漆、面漆喷涂完成采用电加热方式烘干。
I、总装、调试：
该项目新上2条总装线，总装线主要完成以下工序：
底盘及附件安装、动力元件安装、臂架安装、作业平台安装、臂架油缸安装、起升机构安装、液压系统安装、电气系统安装、操作室及覆盖件安装等。
整机安装下线后进入试验场进行性能测试、调试。
5、与国内外同类先进产品的比较（国内外情况叙述）
国外伸缩臂叉装车增长速度非常快，仅在欧美国家，伸缩臂叉装车市场每年增长25％。
国外主要生产商绝大部分集中在欧美，如美国的JLG、Genie、Terex、Case、Upright、Bobcat，英国的JCB，法国的Haulotte、Manitou，意大利的Faresin、NewHolland，德国的Merlo，加拿大的Carelift等生产厂家。
JLG伸缩臂叉装机的主要对象不是建筑工程，而是类似化工厂的工厂以及工厂仓库等。
中国伸缩臂叉装车制造史要追溯到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伸缩臂叉装车。
中国的伸缩臂叉装车起步晚，但是经过这几年的发展，其技术已经有了长足的进步。
国内不少于8家公司已经制造出伸缩臂叉装车进入该行业。
从产品性能、品牌和目前市场占有率上以徐工为代表。
机型名称
YGCZJ03型
JLG3706PS
LXC6-3507
整备质量kg
7500
8200
7850
最大有效载荷kg
3000
3700
3500
最大前伸距mm
4600
3110
3600
最大伸长量下的有效载荷kg
1000
1500
1250
最大起升高度mm
8500
6100
7150
最大起升高度时载荷kg
2000
2500
2000
伸缩臂节数
3
3
2
转弯半径mm
3600
3700
3880
发动机型号
4JR3ABG18
道依茨TCD3.6L4
道依茨Deutz
发动机额定功率KW
60
74.4
70
行走驱动方式
液力传动
液压传动
液压传动
从以上比较可知，我公司YGCZJ03型产品和相近的美国JLG3706PS和LXC6-3507相比，因增加了臂长，在最大前伸距和最大起升高度方面具备较大优势，因应用定型5吨级叉车箱桥结构紧凑，转弯半径更小，提高了机动性能，更适合在狭小空间作业，同时性能可靠，具备了较大的价格优势，更便利在国内推广，替代传统叉车。
6、关键技术与创新点
（1）关键技术：
1）项目的关键技术是将传统5吨级叉车液力传动的成熟技术应用在本项目，在满足设计需求的前提下，实现了高性价比和质量稳定性。
2）项目应用了成熟的液压传动、液压先导控制，负载敏感、静压调平等技术，综合性能国内领先；
3）多功能化研究：
配备多种工作属具，实现一机多能。
可用于多种场所作业，具备铲、叉、推、夹、抓、钻及高空作业十几种功能，并可实现工作属具的5分钟内的快速更换；
（2）创新点：
1）伸缩臂滑块总成及伸缩臂技术：
具备自润滑、自补偿功能的滑块和自导向伸缩臂，大幅提高带载伸缩臂性能；
2）工作装置自动调平及溢油补油技术的研究：
确保工作装置在不同位置的自动调平和实现个角度的倾翻，满足工作装置多功能作业需求。
3）自导向伸缩臂装置：
伸缩臂油缸采用刮板式销座固定在一、二级臂上维护保养解决了了将整套吊臂解体，工作量大、工期长的问题。
臂头前端采用锥形导向头和环形钢球组合提高了导向功能，降低了伸缩臂摩擦阻力。
7、技术重点与适用范围
（1）本项目对静压调平技术及溢油补油研究可应用于其它需自动调平的高空作业车和其它机械设备。
（2）多功能化研究，配备多种工作属具，实现一机多能。
可扩展适用于挖掘机、装载机等工程机械领域。
（3）伸缩臂滑块总成及伸缩臂技术和自导向伸缩臂装置可适用于其它伸缩臂式工程机械。
四、应用前景：
本项目是以伸缩臂装置为主要特征，以装载搬运为主要功能的一种车辆，其充分发挥伸缩机构的优势，集成并拓展已有机具与车辆的相关功能，能够完成多种不同的作业，可应用于车辆所能到达的各种使用场所。
其继承了传统装载机具的堆放、抓取等装置与结构，创造性地以伸缩臂装置来实现操作对象的垂直升降与水平位移，使车辆在装卸搬运货物的功能方面有了较大的突破。
可应用于物流、建筑工程、农田水利、城镇化建设、市政、电力、园林等多领域，具备一机多能，即可用于其它传统机械完成不了的作业，又可作为多用途设备替代专用设备。
本项目产品具备高性价比优势，价格接近于传统叉车和装载机、高空作业车等专用设备，具备推广应用的条件。
2014年国内仅是传统叉车销量达到28万台，本项目普及推广后前景可观。
五、下一步努力方向
国家十二五规划中为装备制造业的定位是：
高端装备智能制造。
本项目下一步的努力方向也将是自动化、智能化。
在新的特定应用领域，研发特种用途的智能化伸缩臂叉装机产品，将是主要课题。
目前需要解决的主要问题是外观设计及喷涂质量欠佳，需引进专业人才或与高等院校相关专家合作改进设计，新上喷涂生产线实现单件烤漆，从设计、设备、工艺多方面提升产品质量，尽快实现产业化。
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