平衡重式叉車加裝屬具后實(shí)際承載能力核算辦法探究

摘? 要：叉車屬具能夠拓展叉車功能，促進(jìn)叉車滿足更多工況的使用需求，在社會(huì)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。叉車在加裝屬具后，由于受到屬具自身重量、失載距變化等因素影響，會(huì)使得叉車的實(shí)際承載能力發(fā)生變化，計(jì)算出叉車加裝屬具后的實(shí)際承載能力有助于保障叉車安全、穩(wěn)定運(yùn)行，一般可以采用穩(wěn)定系數(shù)方法、門架彎曲強(qiáng)度方法以及起升鏈條安全拉力方法3個(gè)方面計(jì)算叉車加裝屬具后的實(shí)際承載能力。

關(guān)鍵詞：叉車? 屬具? 承載能力

中圖分類號(hào)：TH242 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2020）04（c）-0040-02

叉車是現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)常用的搬運(yùn)工具，在倉儲(chǔ)、工廠以及碼頭等領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用。一般情況下叉車搬運(yùn)貨物主要通過貨叉叉取，這就要求待搬運(yùn)的貨物放在托盤上或者底部有空間叉取，然而在實(shí)際使用中，貨物的類型多種多樣，許多貨物無法通過正常的貨叉叉取來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)運(yùn)，在這種背景下就產(chǎn)生了叉車屬具，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)貨物的吊裝、夾抱、傾翻以及側(cè)移等功能，一方面拓展了叉車的適用范圍，豐富了叉車的使用性能，另一方面也顯著提高了叉車的作業(yè)效率。平衡重式叉車在安裝屬具后，由于屬具自身有一定的重量，另外叉車的失載距也會(huì)增加，這就造成叉車的實(shí)際承載能力低于標(biāo)定的承載量，精確地計(jì)算出叉車安裝屬具后的實(shí)際承載能力有助于提高叉車的使用安全性，有效預(yù)防叉車使用中發(fā)生安全事故。

1? 穩(wěn)定系數(shù)方法

平衡重式叉車在叉取貨物時(shí)，可以看作是以前輪為支點(diǎn)的杠桿，叉車配重距離前輪的距離以及重量兩個(gè)方面決定了叉車的實(shí)際承載能力，圖1為叉車安裝屬具時(shí)受力分析圖。通過杠桿原理可以得出，叉車安裝屬具后叉車實(shí)際承載能力可以通過下列公式計(jì)算[1]：

式（1）中，Q1為叉車安裝屬具后實(shí)際承載能力;Q為叉車額定承載能力;X為叉車前輪中心至貨叉前端的水平距離;C為叉車貨叉垂直段前端面至載荷中心的水平距離;S為貨叉厚度;Gs為屬具的自身重量;A為叉車前輪中心至貨叉架前端的水平距離;HCG為貨叉架前端面至屬具重心水平距離;ET為叉車貨叉架前端面至載荷后端面的水平距離;L為載荷后端面至載荷中心的水平距離。

使用這種方法計(jì)算出的叉車實(shí)際承載能力是基于叉車靜止不動(dòng)時(shí)傾翻力矩不變的情況下得出的，在這種背景下叉車的縱向穩(wěn)定性系數(shù)K不受影響，所以將這種計(jì)算方法稱之為穩(wěn)定系數(shù)辦法[2]。這種計(jì)算方法由于比較簡單，在市場中獲得了非常廣泛的使用，許多著名的叉車屬具廠家也是利用這種計(jì)算方法進(jìn)行叉車的實(shí)際承載能力計(jì)算，比如說卡斯卡特、安慶聯(lián)動(dòng)、靠譜以及博索尼等，然而這種計(jì)算方法未充分考慮到叉車的各個(gè)影響因素，因此只能粗略地計(jì)算出叉車的載荷變化。

2? 門架彎曲強(qiáng)度方法

為了確保叉車安裝屬具后叉取貨物過程的安全性，不僅要保證叉車具有良好的穩(wěn)定性，也要確保叉車中的各個(gè)部件能夠滿足載重要求，換言之，要確保叉車在安裝屬具前后各個(gè)承載部件所受到力的大小和類型不會(huì)改變，從而確保叉車各個(gè)部件都在安全范圍內(nèi)[3]。叉車門架是叉車叉取貨物過程中重要受力部件，因此，可以以叉車門架的受力情況為依據(jù)計(jì)算叉車安裝屬具后的實(shí)際承載能力。這種計(jì)算方法運(yùn)用的原理是保證叉車在安裝屬具后原有的配件重量對(duì)中心線上某點(diǎn)的力矩不會(huì)發(fā)生改變，為了降低計(jì)算的復(fù)雜性，忽略了門架前傾與后傾兩者狀態(tài)，其計(jì)算公式可以表示為[4]：

公式（2）中，QH為叉車安裝屬具后的實(shí)際承載能力;c為叉車初始的載荷中心距;c'為叉車安裝屬具后載荷中心距;Gc為叉車初始配件自身重量;Sc為叉車初始配件重心到貨叉架前端面的水平距離;Ss為屬具重心位置到貨叉架前端面的水平距離;b為門架槽鋼的中心位置到貨叉架前端面的水平距離。

在運(yùn)用門架彎曲強(qiáng)度算法得到的平衡重式叉車安裝屬具后的實(shí)際承載能力數(shù)值，保證了叉車在安裝屬具后復(fù)合滾輪對(duì)門架的徑向力大小相同。此外，叉車在叉取貨物時(shí)還會(huì)有其他部件受力，為確保叉車安裝屬具后的安全性，也需要對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行承載能力計(jì)算。

3? 起升鏈條安全拉力方法

在使用穩(wěn)定系數(shù)辦法以及門架彎曲強(qiáng)度辦法計(jì)算叉車安裝屬具后實(shí)際承載能力時(shí)，都可能會(huì)出現(xiàn)計(jì)算數(shù)值超過叉車額定承載能力的情況，不能夠完全保證叉車的穩(wěn)定性與安全性。這是因?yàn)槠鹕湕l的起升重量是一定的，在起升了超過額定重量的貨物后，起升鏈條的安全系數(shù)會(huì)隨之變小，另外，過載的貨物重量也會(huì)造成門架起升油缸產(chǎn)生非常大的負(fù)載，活塞桿的安全系數(shù)也會(huì)變得越來越小。所以，在進(jìn)行叉車安裝屬具后實(shí)際承載能力計(jì)算時(shí)，要確保從叉車上卸下的配件重量與額定載重?cái)?shù)值大小和安裝屬具后叉取貨物的重量相等，為此，可以通過以下公式計(jì)算出叉車安裝屬具的實(shí)際承載能力[5]：

公式（3）中，QL為通過起升鏈條拉力安全方法計(jì)算得到的叉車實(shí)際承載能力。

4? 結(jié)語

叉車是社會(huì)生產(chǎn)中常用的搬運(yùn)工具，能夠有效地降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高貨物搬運(yùn)效率，叉車屬具是在原有叉車基礎(chǔ)上進(jìn)行的升級(jí)改造，使得叉車能夠滿足各種工況的使用需求，為了確保改進(jìn)的叉車依然保持較好的穩(wěn)定性和安全性，計(jì)算出叉車加裝屬具后的實(shí)際承載能力非常有必要，有助于叉車行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 周峻，陳曾.叉車紙漿包夾裝屬具不能夾緊的原因及改進(jìn)方法[J].工程機(jī)械與維修，2017（10）：73-74.

[2] 洪玲.叉車穩(wěn)定性驗(yàn)證試驗(yàn)及承載力設(shè)計(jì)與計(jì)算原則[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2017（20）：5-7.

[3] 邱全勝，陸華忠，趙俊宏，等.智能堆垛叉車三向?qū)倬叩倪\(yùn)動(dòng)學(xué)建模和驗(yàn)證[J].農(nóng)機(jī)化研究，2018，40（2）：19-23，28.

[4] 廖燕麗.叉車屬具發(fā)展趨勢及智能屬具自適應(yīng)控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].化學(xué)工程與裝備，2016（12）：222-224.

[5] 黃衛(wèi).叉車配置屬具后允許起重量的確定及過載保護(hù)[J].工程機(jī)械，1999（8）：13-15，51.

作者簡介：劉俊紅（1972，11—），女，漢族，山東菏澤人，本科，中級(jí)工程師，研究方向：廠（場）內(nèi)專用機(jī)動(dòng)車輛檢驗(yàn)。