叉車門架裝置類型的探討

姚鍇 袁曉金 段志梅 段艷濤

摘要：詳細分析了叉車門架裝置的分類及每種門架裝置類型的具體構造型式，通過使用叉車門架裝置形象的結構示意簡圖，系統地介紹了無自由起升式門架裝置、部分自由起升式門架裝置和全自由起升式門架裝置這3種門架裝置類型的工作原理和結構特點，使其原本復雜的工作原理和結構特點由繁化簡。采用叉車門架裝置結構示意簡圖來描述其工作原理和結構特點，較油缸起升示意圖更為簡潔明了、直觀易懂，使叉車駕駛、維修人員和叉車安全檢驗人員更容易掌握叉車門架裝置的專業分類、具體工作原理和結構特點。

關鍵詞：叉車門架裝置;結構示意簡圖;起升油缸;鏈輪;起升鏈條

中圖分類號：TH242

文獻標志碼：A

文章編號：1009-9492f 2022） 02-0189-03

0 引言

叉車[1-2]又稱萬能裝卸機，它是一種通用的舉升、搬運、裝卸、堆垛、牽引或推頂的輪式車輛，廣泛用于機場、鐵路、港口、倉庫和工廠等場所，是各行各業、各個領域必備的裝卸機械。以內燃機、電力和混合動力為動力[3-5]的叉車，其門架裝置[6-7]可完成升降和前后傾、夾緊、橫移、推出等動作;能實現成件物資的裝卸、搬運和拆碼垛作業;能有效地減輕勞動強度，提高生產率，降低經濟成本，增強作業安全性。

作為叉車重要組成部分的門架裝置，在現有的絕大部分專業資料或書籍中都簡介了其3種類型[8-9]，即：無自由起升式門架裝置、部分自由起升式門架裝置和全自由起升式門架裝置，但都是通過油缸起升示意圖的形式來介紹。這種做法優點是繪圖簡單，缺點是理解困難。很難搞清楚“部分自由起升式門架裝置”的結構和工作原理。本文結合叉車門架裝置形象的結構示意簡圖，詳細介紹了無自由起升式門架裝置、部分自由起升式門架裝置和全自由起升式門架裝置這3種門架裝置類型的工作原理和結構特點，使其原本復雜的工作原理和結構特點由繁化簡，直觀易懂，使叉車駕駛維修人員和叉車安全檢驗人員更容易掌握其專業分類、具體工作原理和結構特點。

1 叉車門架裝置的類型及特點

自由起升（自由提升）是指叉車在內門架頂端不伸出外門架頂端時，也就是叉車的最低結構高度不增加的情況下，貨叉提升一定高度，其水平段上表面距地面的最大高度稱為自由起升量。自由起升靠叉車門架構造來實現的，具有自由起升的門架裝置不僅能改善叉車運行的通過性，還能在低矮的倉庫、船艙內進行作業。

根據貨叉能否自由起升及自由起升量的大小，叉車門架裝置分為3種類型：無白由起升式門架裝置;部分白由起升式門架裝置;全自由起升式門架裝置。下面針對這3種門架裝置類型進行逐一進行分析其結構和特點。

1.1 無自由起升式門架裝置

無自由起升[8]式門架裝置的結構示意簡圖如圖1所示。貨叉（A）固定在貨叉架（B）上。起升油缸（E）有兩只，左右對稱分布在外門架（G）的后面，起升油缸的活塞桿上端與內門架（D）的上橫梁相連接，連接點為點2;起升油缸的缸底座固定在外門架的下橫梁上。鏈輪（C）有兩個，左右對稱固定在內門架的上橫梁上，為動滑輪結構。起升鏈條（F）有兩條，左右對稱分布，起升鏈條的一端與外門架的上橫梁連接，連接點為點3;起升鏈條的另一端繞過鏈輪與貨叉架的底部相連接，連接點為點1。

當向起升油缸注入液壓油時，活塞桿以速度v向上運動并帶動鏈輪，內門架以同樣的速度v起升。根據動滑輪原理可知，起升鏈條牽動貨叉和貨叉架將以速度2v起升。當起升油缸起升行程結束時，內門架處于外門架上方的極限位置，貨叉架處于內門架上方的極限位置。當泄掉起升油缸注入的液壓油時，貨物、貨叉和貨叉架等構件依靠白身重力緩慢下降到底。

無自由起升工作裝置的結構最為簡單，多用在露天場地起重量比較大的叉車上。因為貨叉起升只需要單作用液壓缸，因此柱塞缸、活塞缸都可以使用。受生產條件影響，早期多使用柱塞缸，但柱塞缸易產生液壓油泄漏，且尺寸、質量偏大，因此目前多采用活塞缸。

1.2 全自由起升式門架裝置

全自由起升：當貨叉能達到內門架的上限位置高度而內門架仍不伸出外門架時，稱為充分白由起升或全白由起升。全自由起升通常有兩種實現方式：采用雙級液壓缸;采用兩組液壓缸。本文介紹的是采用兩組液壓缸的形式。

全自由起升式門架裝置的結構示意簡圖如圖2-3所示。門架的起升分為兩個步驟：第一階段為貨叉自由起升階段[8]，內門架（A）不動，貨叉（H）和貨叉架（C）沿內門架起升直至內門架最上端的極限位置，在貨叉和貨叉架沿內門架起升的整個行程中，內門架始終靜止不動，叉車總高度維持不變;第二階段為內門架起升階段[8]，貨叉和貨叉架相對于內門架不動，并隨同內門架一同起升至外門架（G）最上端的極限位置。

在全白由起升式門架的結構中，叉車有兩套液壓油缸，分別是貨叉白由起升油缸（D）和內門架起升油缸（F）。貨叉自由起升油缸的上端是頂在“浮動橫梁”上，鏈輪（B）也安裝在其上;門架起升油缸的上端是頂在內門架的上橫梁上。兩套液壓油缸的油路是并聯的。貨叉自由起升油缸的動作壓力低，因此它總是先起后降。

在貨叉自由起升階段，當向貨叉自由起升油缸注入液壓油時，活塞桿帶動鏈輪以速度v向上運動，內門架靜止不動。根據動滑輪原理可知，起升鏈條（E）牽動貨叉架和貨叉以速度2v起升。在內門架起升階段，當向內門架起升油缸（D）注入液壓油時，活塞桿以速度v向上運動并帶動內門架、貨叉和貨叉架以同樣的速度v起升。

全自由起升式的叉車既能在低凈空場所進行低高度的堆垛裝卸作業（利用貨叉自由起升階段工作），又能在凈空較大的場所利用其最大起升高度進行高起升堆垛裝卸作業（利用門架起升階段工作），從而擴大了這種型式叉車的使用范圍。全自由起升裝置多用于在低矮倉房、車廂內和集裝箱內進行拆碼作業的3t以下叉車。

1.3 部分自由起升式門架裝置

所謂部分自由起升[9]是指叉車在外形高度不變的條件下，能將貨物起升到一定高度。部分自由起升通常有兩種實現方式：采用內外門架高低差;采用浮動橫梁。本文介紹的是采用浮動橫梁的形式。

部分自由起升式叉車是為了行走、進出低矮的倉庫大門而設計，通常能將貨物自由起升300 mm左右，且叉車外形高度不增加。部分自由起升式門架裝置的結構示意簡圖如圖4所示。門架的起升分為3個步驟：第一階段為自由起升階段[9]，該階段起升油缸（E）活塞桿伸出，通過鏈輪（C）、鏈條（F）帶動叉架（B）、貨叉（A）上升，內門架（D）不動，貨叉以起升油缸速度的2倍起升，叉車的整車高度不變;第二階段為同步運行階段[9]，即內門架被起升油缸活塞桿推動起升，內門架和起升油缸以相同的速度同步起升，貨叉以起升油缸速度的2倍起升;第三階段為趕超運動階段[9]，即當叉架運行到在內門架上的上極限位置，但貨叉還未達到其最大起升高度，內門架也還未到達在外門架上的上極限位置，這時起升油缸如果繼續起升，鏈條帶動叉架，叉架通過內門架的限位塊使其整體起升。從此刻起，起升油缸活塞桿就開始和內門架橫梁脫離接觸。由于內門架和貨叉同步以2倍的起升油缸速度起升，運動中內門架與起升油缸活塞桿頂端之間的間隙開始逐漸恢復到剛開始起升時相距的距離。當貨叉達到最大起升高度時，整個趕超運動階段結束，門架起升過程也同時完成。該起升形式多用于出入庫房、車間的6t以下叉車，如CPQ2、CPCD3和CPCD5等型叉車。

本文對門架裝置的介紹都采取兩級門架裝置，這是門架的基本型。門架還可以采取單級門架、三級門架以及多級門架。門架的排列形式分為重疊式、并列式和綜合式3種。

2 結束語

本文詳細分析了叉車門架裝置的分類及每種類型的具體構造型式，重點對部分白由起升式門架裝置的結構進行了介紹。通過叉車門架裝置形象的結構示意簡圖，使無自由起升式門架裝置、部分自由起升式門架裝置和全自由起升式門架裝置這3種門架裝置類型原本復雜的工作原理和結構特點形象易懂。采用叉車門架裝置結構示意簡圖來描述其工作原理，使叉車駕駛維修人員和叉車安全檢驗人員更容易掌握叉車門架裝置的專業分類、具體工作原理和結構特點。

參考文獻：

[1] TSG N0001-2017。場（廠）內專用機動車輛安全技術監察規程 [S].

[2]國家質量監督檢驗檢疫總局.質檢總局關于修訂《特種設備目錄》的公告（2014年第114號）[2].2014.

[3] JB/T 11037-2010。10 000～ 45 000 kg內燃平衡重式叉車技術條件[S].

[4] JB/T 2391-2017，500～10 000 kg乘架式平衡重式叉車[S].

[5] JB/T 3244-2005，蓄電池前移式叉車[S].

[6] CB/T 6104.1-2018。工業車輛術語和分類第1部分：工業車輛類型[S].

[7] GB/T 10827.1-2014，工業車輛安全要求和驗證第1部分：自行式工業車輛（除無人駕駛車輛、伸縮臂式叉車和載運車）[S].

[8]尹祖德.叉車構造、使用、維修一本通[M].北京：機械工業出版社.2017.

[9]張育益.叉車構造與拆裝維修[M].北京：化學工業出版社，2011.