叉車高門架設計與穩定性研究

蔣盛　紀琛　張翼

摘 要：隨著經濟的發展和社會的進步，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備，其對于提升生產效率有著重要的作用。現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，高門叉車的應用至關重要。基于以上，本文簡要研究了叉車高門架設計以及叉車的穩定性。

關鍵詞：叉車；高門架設計；穩定性

中圖分類號：TH242 文獻標識碼：A

叉車在貨物碼垛、轉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計和叉車的穩定性越來越重視。基于以上，本文簡要研究了叉車高門架設計與穩定性。

1 叉車高門架設計分析

在高門架叉車的使用過程中，當使用高于規定高度的門架時，應當適當降低載重量，以保證叉車的穩定性。在貨物重力以及慣性的作用下，叉車在工作中易發生縱向向前的傾翻，轉彎時容易發生側翻，這就對叉車高門架的設計提出了更高的要求。叉車的門架結構主要分為單級門架、兩級門架和三級門架，其中單級門架不能夠進行調節，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中使用，一般為露天作業，現對叉車兩級門架和三級門架的結構設計進行分析：

1.1 兩級門架設計

兩級門架主要由兩節門架組成：一節是不能夠進行升降調節的外門架，一節是能夠進行上下伸縮調節的內門架，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，一種是通過導向軌、活動橫梁實現活塞桿與內門架上橫梁的連接，一種是活塞桿與內門架的上橫梁直接進行連接。根據提升方式的不同，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 三級門架設計

三級門架的組成部分有內門架、中門架和外門架，其中內門架與中門架能夠實現伸縮，而外門架則不能夠進行伸縮。就目前來看，日本以及西歐地區生產的這種高門架較多，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，經過合理的高門架設計，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，有的三級門架設計在經過改進之后可以完全實現全自由提升。

2 叉車穩定性研究

現代物流倉儲行業發展迅速，高門架叉車為了適應堆高作業的需求必須增加叉車的穩定性，而叉車荷載曲線的確定與叉車門架的穩定性有著密切的關系，從而關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定性不僅能夠充分發揮叉車的使用性能，同時能夠保證叉車作業的安全性。本文主要研究的是叉車的穩定性，采用穩定系數法對叉車的起重載荷進行確定。在GB/T5142-2005中規定要對叉車的堆垛高度進行穩定性試驗，從而得出不同堆垛高度的叉車穩定載荷需求。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的過程中所承受的負載會使整個叉車車體產生向前傾翻的力矩，從而影響到叉車的穩定性。叉車自身的重量會產生一個平衡力矩，要想保證叉車的穩定性，要使這個平衡力矩能夠與產生的向前傾翻的力矩相互平衡，從而保證叉車的穩定性。但在具體的使用過程中，由于操作人員的使用不規范，經常會出現叉車超載的現象，因此，在對叉車自身重量產生的力矩進行計算設計的時候，要保證留有一定的余量。

為了保證叉車的穩定性，避免叉車在作業中的側翻，相關規定的穩定系數較高，這就使得叉車的自身重量相應增大，從而導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常出現超載現象，導致許多叉車的零部件容易發生損壞，且穩定性系數法僅僅考慮的是叉車靜態平衡狀態下的穩定性研究，并不能對叉車的真實荷載進行反映。因此，采用重心法與穩定性系數法相互結合，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部。

叉車在空載狀態下或靜態堆垛狀態下，重心在叉車縱向車輪的支撐底面之外，如果載荷過大，則會對叉車穩定性造成影響，致使叉車傾翻，在急轉彎狀態下，則有可能導致側翻。因此應當對叉車荷載進行限制，以保證叉車的穩定。

靜態狀態下，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；動態縱向狀態下，慣性的作用會影響叉車的穩定，要對叉車的運動荷載進行限制；橫向堆垛作業的狀態下，荷載的離心力、叉車側面受到的風力以及上下坡的分離都會影響叉車的穩定性，因此應當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計，并對叉車的穩定性進行了分析，采用了穩定系數法和重力法，分析了靜態狀態、縱向作業以及橫向作業狀態下提升穩定性的方法，提出了計算不同狀態下叉車規定載荷的方法，旨在為提升高門叉車作業穩定性做出貢獻。

參考文獻

[1]郭磊.叉車高門架設計與穩定性研究[D].杭州電子科技大學，2014.

[2]郭磊，周建軍，葉丹.高門架堆垛叉車載荷穩定性分析[J].機械制造與自動化，2014（04）：187-192.