叉車高門架設(shè)計與穩(wěn)定性研究

蔣盛　紀琛　張翼

摘 要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，物流裝備在社會中的地位逐漸上升，叉車是物流裝備中重要的設(shè)備，其對于提升生產(chǎn)效率有著重要的作用。現(xiàn)代物流對于空間的利用率十分重視，貨物碼垛高度的增加對叉車有了更高的要求，高門叉車的應(yīng)用至關(guān)重要。基于以上，本文簡要研究了叉車高門架設(shè)計以及叉車的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：叉車；高門架設(shè)計；穩(wěn)定性

中圖分類號：TH242 文獻標(biāo)識碼：A

叉車在貨物碼垛、轉(zhuǎn)移等過程中有著重要的作用，隨著貨物碼垛高度的增加，人們對叉車的高門架設(shè)計和叉車的穩(wěn)定性越來越重視?；谝陨?，本文簡要研究了叉車高門架設(shè)計與穩(wěn)定性。

1 叉車高門架設(shè)計分析

在高門架叉車的使用過程中，當(dāng)使用高于規(guī)定高度的門架時，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)降低載重量，以保證叉車的穩(wěn)定性。在貨物重力以及慣性的作用下，叉車在工作中易發(fā)生縱向向前的傾翻，轉(zhuǎn)彎時容易發(fā)生側(cè)翻，這就對叉車高門架的設(shè)計提出了更高的要求。叉車的門架結(jié)構(gòu)主要分為單級門架、兩級門架和三級門架，其中單級門架不能夠進行調(diào)節(jié)，這就嚴重限制了叉車的通過性，因此單級門架的叉車一般只能夠在貨物起升不高的作業(yè)中使用，一般為露天作業(yè)，現(xiàn)對叉車兩級門架和三級門架的結(jié)構(gòu)設(shè)計進行分析：

1.1 兩級門架設(shè)計

兩級門架主要由兩節(jié)門架組成：一節(jié)是不能夠進行升降調(diào)節(jié)的外門架，一節(jié)是能夠進行上下伸縮調(diào)節(jié)的內(nèi)門架，兩級門架中，用于油缸起升的缸筒在外門架的下橫梁上固定，活塞桿頭能夠與內(nèi)門架的上橫梁相互連接，主要連接方式有兩種，一種是通過導(dǎo)向軌、活動橫梁實現(xiàn)活塞桿與內(nèi)門架上橫梁的連接，一種是活塞桿與內(nèi)門架的上橫梁直接進行連接。根據(jù)提升方式的不同，可以將兩級門架分為無法自由提升兩級門架、部分自由提升兩級門架和全自由提升兩級門架三類。

1.2 三級門架設(shè)計

三級門架的組成部分有內(nèi)門架、中門架和外門架，其中內(nèi)門架與中門架能夠?qū)崿F(xiàn)伸縮，而外門架則不能夠進行伸縮。就目前來看，日本以及西歐地區(qū)生產(chǎn)的這種高門架較多，尤其在冷凍倉庫以及電瓶叉車中有著廣泛的應(yīng)用。三級高門架能夠增加叉車門架的高度，同時增加了一級門架，這就有效的提升了叉車高門架的起升高度。具體來說，叉車中的起重缸、鏈輪鏈條等在布置位置上有著多樣性的特征，因此，不同的三級門架其在起升的全過程中，速度也不完全一致，經(jīng)過合理的高門架設(shè)計，門架在起升物流及貨物過程中所使用的升油缸的缸徑較小，且起重鏈條較小，有的三級門架設(shè)計在經(jīng)過改進之后可以完全實現(xiàn)全自由提升。

2 叉車穩(wěn)定性研究

現(xiàn)代物流倉儲行業(yè)發(fā)展迅速，高門架叉車為了適應(yīng)堆高作業(yè)的需求必須增加叉車的穩(wěn)定性，而叉車荷載曲線的確定與叉車門架的穩(wěn)定性有著密切的關(guān)系，從而關(guān)系到叉車使用者的人身安全和駕駛效率。提升叉車的門架的穩(wěn)定性不僅能夠充分發(fā)揮叉車的使用性能，同時能夠保證叉車作業(yè)的安全性。本文主要研究的是叉車的穩(wěn)定性，采用穩(wěn)定系數(shù)法對叉車的起重載荷進行確定。在GB/T5142-2005中規(guī)定要對叉車的堆垛高度進行穩(wěn)定性試驗，從而得出不同堆垛高度的叉車穩(wěn)定載荷需求。在此方法中，軸線為叉車前輪中線的連線，而叉車在行進過程中或進行碼垛作業(yè)的過程中所承受的負載會使整個叉車車體產(chǎn)生向前傾翻的力矩，從而影響到叉車的穩(wěn)定性。叉車自身的重量會產(chǎn)生一個平衡力矩，要想保證叉車的穩(wěn)定性，要使這個平衡力矩能夠與產(chǎn)生的向前傾翻的力矩相互平衡，從而保證叉車的穩(wěn)定性。但在具體的使用過程中，由于操作人員的使用不規(guī)范，經(jīng)常會出現(xiàn)叉車超載的現(xiàn)象，因此，在對叉車自身重量產(chǎn)生的力矩進行計算設(shè)計的時候，要保證留有一定的余量。

為了保證叉車的穩(wěn)定性，避免叉車在作業(yè)中的側(cè)翻，相關(guān)規(guī)定的穩(wěn)定系數(shù)較高，這就使得叉車的自身重量相應(yīng)增大，從而導(dǎo)致叉車制造過程中材料與能源的損耗與浪費。

此外，由于叉車使用的過程中經(jīng)常出現(xiàn)超載現(xiàn)象，導(dǎo)致許多叉車的零部件容易發(fā)生損壞，且穩(wěn)定性系數(shù)法僅僅考慮的是叉車靜態(tài)平衡狀態(tài)下的穩(wěn)定性研究，并不能對叉車的真實荷載進行反映。因此，采用重心法與穩(wěn)定性系數(shù)法相互結(jié)合，以此確定叉車與貨物的合成重心，確保此中線在三條傾覆軸線的內(nèi)部。

叉車在空載狀態(tài)下或靜態(tài)堆垛狀態(tài)下，重心在叉車縱向車輪的支撐底面之外，如果載荷過大，則會對叉車穩(wěn)定性造成影響，致使叉車傾翻，在急轉(zhuǎn)彎狀態(tài)下，則有可能導(dǎo)致側(cè)翻。因此應(yīng)當(dāng)對叉車荷載進行限制，以保證叉車的穩(wěn)定。

靜態(tài)狀態(tài)下，貨物與叉車的合成重心要在縱向傾覆軸線與后輪中心連線的三角平面內(nèi)；動態(tài)縱向狀態(tài)下，慣性的作用會影響叉車的穩(wěn)定，要對叉車的運動荷載進行限制；橫向堆垛作業(yè)的狀態(tài)下，荷載的離心力、叉車側(cè)面受到的風(fēng)力以及上下坡的分離都會影響叉車的穩(wěn)定性，因此應(yīng)當(dāng)將叉車與貨物的合成重心保證在傾翻軸線的距離到散焦平面距離之間。

結(jié)論

綜上所述，本文簡要研究了叉車兩級高門架以及三級高門架的設(shè)計，并對叉車的穩(wěn)定性進行了分析，采用了穩(wěn)定系數(shù)法和重力法，分析了靜態(tài)狀態(tài)、縱向作業(yè)以及橫向作業(yè)狀態(tài)下提升穩(wěn)定性的方法，提出了計算不同狀態(tài)下叉車規(guī)定載荷的方法，旨在為提升高門叉車作業(yè)穩(wěn)定性做出貢獻。

參考文獻

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