增加叉車穩(wěn)定性的方法及試驗

王寅源　王保進(江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院揚州分院,江蘇　揚州 225000)

增加叉車穩(wěn)定性的方法及試驗

王寅源王保進(江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院揚州分院,江蘇揚州 225000)

針對叉車穩(wěn)定性進行分析，結(jié)合叉車穩(wěn)定性實驗原理，提出了增加叉車穩(wěn)定性的方法，其中有穩(wěn)定系數(shù)法和平臺試驗法。并對叉車穩(wěn)定性實驗要求進行分析，闡述了穩(wěn)定性試驗一般規(guī)定，包括縱向靜穩(wěn)定試驗、橫向動穩(wěn)定試驗等。

叉車穩(wěn)定性；穩(wěn)定試驗；穩(wěn)定系數(shù)法

叉車轉(zhuǎn)彎過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)側(cè)翻或者側(cè)滑等現(xiàn)象，但是導(dǎo)致不同現(xiàn)象發(fā)生的力學(xué)機理是不相同的。因此需要從概念上將兩者分開。對叉車穩(wěn)定性進行實驗，可以判斷出叉車在各種情況下作業(yè)的穩(wěn)定性，從而保障工作人員的人身安全。

1　叉車穩(wěn)定性試驗原理

以平衡重式叉車為例，這種叉車所承受的荷載一般在車輪的外側(cè)，對叉車上貨物進行裝卸或者搬運的過程中，因為重心不穩(wěn)，經(jīng)常會發(fā)生傾倒狀況。所以，對叉車進行總體設(shè)計時，需要對其具備的穩(wěn)定性進行詳細計算。在傳統(tǒng)計算叉車穩(wěn)定性的過程中，有人貴穩(wěn)定系數(shù)法進行計算。而今，與叉車穩(wěn)定實驗相關(guān)內(nèi)容相結(jié)合，對穩(wěn)定實驗中的翻到坡度實驗進行利用，進而衡量出重式叉車的穩(wěn)定系數(shù)。采用這樣的方式對傾斜平臺上存在的重力多加利用，并利用分部模擬實驗方法使應(yīng)當具備的平衡力做出明確。

2　增加叉車穩(wěn)定性的方法

2.1穩(wěn)定系數(shù)法

還是以平衡重式叉車為例，這一叉車類型對重力的承載中心一直在車輪支撐面的前方，與此同時，叉車所承受的荷載始終使叉車有一個向前的傾翻力矩。這就需要對叉車本身的重量所具備的穩(wěn)定力矩做出適當?shù)钠胶猓M而使叉車的穩(wěn)定性得以保持。即便對叉車的額定起重量有著一定的規(guī)定，但是對于起升的載荷不一定都標明，這就導(dǎo)致叉車超載的情況發(fā)生。

如果叉車存在的兩個中心點所處接地中心之間的連線是叉車的縱向傾翻軸線，那么可以用以下方式對其做出表示：

這一公式中的M穩(wěn)指的是叉車自重所產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩；M傾代表叉車具備的額定載荷所產(chǎn)生的傾覆力矩；G表示的是叉車本身的重量；X指叉車本身重量的重心和縱向傾覆軸線兩者之間存在的水平距離；Q指叉車本身的額定載荷；B指叉車載荷中心和縱向傾覆軸線兩者之間水平距離。

叉車在工作過程中的穩(wěn)定系數(shù)越高，就代表其更加安全，但是如果叉車的自重有所增大，那么其能耗也相對增加，同時超載率也極高，經(jīng)常會導(dǎo)致叉車的零件受到損壞。

2.2平臺試驗法

美國運輸協(xié)會層提出過平衡實驗法，這種方法所闡述的基本內(nèi)容有：為叉車提出一定的規(guī)定和要求，保證叉車在各種狀態(tài)下均能實現(xiàn)一定的傾斜度。將一輛實際叉車放在一個提前設(shè)置好的實驗平臺上，通過平臺試驗對叉車穩(wěn)定性進行確定，保障叉車在任何情況下均能保持穩(wěn)定［1］。

平臺實驗法和重心原理法之間具有相同之處，叉車在運行過程中會有重力、慣性力、風力以及地面帶來的反力等對其產(chǎn)生一定的影響。在實驗過程中，可以不計算微小的風力，那么這些影響因素中最為關(guān)鍵，并且起著決定性作用的便是慣性力。在不同情況下作業(yè)的叉車，所承受的慣性有所不同。例如當叉車在平地上運行的過程中，不管是承重或者是空車其受到的慣性力均來自水平方向，叉車受到來自水平方向的力，這些力均在叉車的重心上。因此在進行試驗的過程中，需要結(jié)合實際工況，這樣才能保證叉車的穩(wěn)定性。

3　穩(wěn)定性試驗一般規(guī)定

3.1縱向靜穩(wěn)定試驗

工況，如果門架的狀態(tài)時垂直的，那么前軸和傾翻平臺的軸線之間相互平行，其具備的額定荷載會達到最高；指標，將機械度控制在4%；用途，對堆垛進行模擬實驗時，因為縱向力可能對其存在一定的影響，這些影響包括地面不夠平整、門架向前傾倒或者向前制動等。

3.2縱向動穩(wěn)定試驗

工況，當門架的狀態(tài)時垂直的，前軸以及傾翻憑條上的軸線處于相平行狀態(tài)時，荷載額定，與此同時，使其起升到300mm。指標，控制叉車的傾斜度，令其在18%。用途，主要是模仿滿載運行。

3.3橫向靜穩(wěn)定試驗

工況，當門架在后方，叉車的前輪著地點與轉(zhuǎn)向橋鉸軸之間的連線和傾翻平臺的中心軸線之間處于相互平行的狀態(tài)；對其荷載做出額定，并且令其起升到最大高度。指標，對其傾斜度進行控制，使其在6%。用途，模仿堆垛作業(yè)中叉車所承受的橫向力情況。

3.4橫向動穩(wěn)定試驗

工況，使門架全部向后傾倒，這時叉車的前輪著地點和轉(zhuǎn)向橋鉸軸中心相互連接，同時其和傾翻臺中的軸線之間處于平行狀態(tài)，空載，并將其起升到300mm。指標，控制器的傾斜度為（15+1va）%用途，模仿空載運行過程中期承受的離心力。

4　不同提升高度的穩(wěn)定性分析

貨叉處于不同高度的仿真過程中，叉車應(yīng)當此時靜止在水平面上，貨叉空載主要處于自由提升的高度，進而使載荷的質(zhì)量從0開始取值，逐漸變化為3500kg。這時，對載荷變化過程中，對叉車后輪受力變化帶來的影響進行詳細記錄。然后進行貨叉位置的固定，使其在1500mm和3500mm的提升高度位置，將載荷質(zhì)量從0到3500kg變化，并測量叉車車輪的受力情況，對這些內(nèi)容進行綜合性分析可以得出，對于不同的提升高度，后輪的受力荷載大小所產(chǎn)生的變化趨勢基本是一致的，但是其提升高度越高，后輪產(chǎn)生的受力曲線的斜率就越大，受力起伏變化也會越大，最后造成叉車提升工作的不穩(wěn)定［2］。

5　結(jié)語

在實際的使用過程中，叉車是在彈性輪胎上進行支撐的，因此其傾翻的過程屬于一個動態(tài)過程。可以建立叉車動態(tài)傾翻動力數(shù)學(xué)模型，對電子計算技術(shù)進行運用，對叉車傾翻過程中所遵循的規(guī)律進行總結(jié)。在橫向穩(wěn)定性研究過程中，就一定要對傾滑問題進行研究。

［1］夏光，唐希雯，汪韶杰，彭建剛.內(nèi)燃平衡重叉車橫向穩(wěn)定性控制系統(tǒng)設(shè)計［J］.合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2014，04：385～389.

［2］蘇欣平，劉寅，朱潔，聶廣坤.基于MATLAB的叉車動態(tài)穩(wěn)定性分析與仿真［J］.中國工程機械學(xué)報，2015，02：145～147.