電動(dòng)平衡重式叉車電池更換的技術(shù)研究

李江波

（林德（中國）叉車有限公司，廈門 361009）

叉車作為工程機(jī)械的重要分支，曾被譽(yù)為“搬運(yùn)之神”，具有廣泛的使用范圍，特別是在第二次世界大戰(zhàn)后，搬運(yùn)軍中物資的這一需求更是令很多廠商意識(shí)到叉車的重要作用。因此，本文對(duì)電動(dòng)叉車現(xiàn)存的問題進(jìn)行了分析研究，并根據(jù)叉車的實(shí)際工作情況提出了新型叉車的總體設(shè)計(jì)方案，通過設(shè)計(jì)可以保證新型叉車的靈活轉(zhuǎn)向，也能提升其助力方式的先進(jìn)性。

1 電動(dòng)平衡重式叉車概述

系統(tǒng)主要分為車體、蓄電池、門架、駕駛室、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及顯示系統(tǒng)。其中，車體是電動(dòng)平衡重式叉車的主體結(jié)構(gòu)之一，具有抗扭硬殼結(jié)構(gòu)。相對(duì)于汽車的不同之處，電動(dòng)平衡重式叉車沒用大梁結(jié)構(gòu)，但車體強(qiáng)度高，能夠?qū)圀w內(nèi)部的電器、液壓管路等零部件起保護(hù)作用[1]。蓄電池在車體上布置有兩種方式，即安裝在前后橋之間或者在后橋之上[2]。前一種安裝方式使叉車重心低、穩(wěn)定性較好而被廣泛應(yīng)用，但是缺點(diǎn)是車體的外形已經(jīng)限制了蓄電池的體積和布置。目前，市場(chǎng)上的電動(dòng)平衡重式叉車主要采用鉛酸蓄電池，其特點(diǎn)是體積大、充電慢、壽命短，且需要滿充滿放，該特點(diǎn)也導(dǎo)致目前市場(chǎng)上的電動(dòng)平衡重式叉車需頻繁更換蓄電池。

2 電動(dòng)平衡重式叉車電池更換方法設(shè)計(jì)

2.1 蓄電池腳輪設(shè)計(jì)

對(duì)電池的鐵箱進(jìn)行設(shè)計(jì)可以不用借助其他叉車或是手動(dòng)液壓車等相關(guān)輔助工業(yè)車輛，但需要在現(xiàn)有的電動(dòng)平衡重式叉車電池的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，為了實(shí)現(xiàn)蓄電池組自由推拉，要在其底部安裝腳輪裝置，這種腳輪裝置具有強(qiáng)度大、耐撞擊、耐磨等特點(diǎn)。一般來說，對(duì)電動(dòng)平衡重式叉車的電池鐵箱安裝腳輪以工業(yè)腳輪為主，蓄電池鐵箱以及相關(guān)的參數(shù)如表1所示。

表1 蓄電池組的相關(guān)參數(shù)

綜合考慮叉車蓄電池組的尺寸和重量，制定獨(dú)步的腳輪輪徑為35mm，承重為350kg，軸承為滾針軸承，并以螺絲固定的方式安裝在蓄電池鐵箱的底部，從而起到固定的作用[3]。

2.2 移動(dòng)支撐架設(shè)計(jì)

進(jìn)行此類設(shè)計(jì)的最大目的是為了保證電動(dòng)平衡重式叉車可以承受整個(gè)蓄電池的重量，并且能夠進(jìn)行自由移動(dòng)，節(jié)省空間。槽鋼具有良好的焊接性能和綜合機(jī)械性能，在承載蓄電池時(shí)受力分別集中在四個(gè)頂點(diǎn)的附近，這需要在中間設(shè)置筋板來起到固定的作用。為了驗(yàn)證移動(dòng)的支撐架是否能夠有效地承受整個(gè)蓄電池箱的重量，便要對(duì)其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，首先要計(jì)算出整車在受力狀態(tài)下水平重心距離與垂直綜合重心距離，這也是驗(yàn)證叉車移動(dòng)支撐架設(shè)計(jì)是否完善的標(biāo)準(zhǔn)。在對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算后，得出承載蓄電池的最大應(yīng)力小于許用應(yīng)力，證明其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有一定安全保障。

2.3 叉車蓄電池固定裝置設(shè)計(jì)

一般來說，電動(dòng)平衡重式叉車中的蓄電池在叉車上的固定方式主要是叉車座位下方開一個(gè)與蓄電池箱尺寸相對(duì)應(yīng)的蓄電池容腔。在對(duì)電動(dòng)平衡重式叉車的蓄電池進(jìn)行重新固定設(shè)計(jì)后，筆者發(fā)現(xiàn)，以往的固定方式存在一定的局限性，已經(jīng)不適用于當(dāng)前的電動(dòng)平衡重式叉車運(yùn)轉(zhuǎn)。新型的設(shè)計(jì)更換主要是在新型叉車的側(cè)面，利用抽拉的方式來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)平衡重式叉車蓄電池的更換，由于上述實(shí)驗(yàn)中其安裝了腳輪，這進(jìn)一步提高了安裝固定的難度。因此，要用新型的叉車側(cè)面的閘門裝置來固定叉車的蓄電池，閘門裝置由門頁和軌道組成，且定位銷的末端為圓錐體與蓄電池的鐵箱底部的孔相對(duì)應(yīng)，在進(jìn)行蓄電池安裝的過程中，可以用銷對(duì)其固定，節(jié)省更換時(shí)間，用固定銷將蓄電池箱和支撐架固定還可以有效防止其從支撐架的上方滑落。

3 基本參數(shù)變化

根據(jù)新型電動(dòng)平衡重式叉車的性能和結(jié)構(gòu)，進(jìn)行蓄電池更換，使得蓄電池較以往增加了重量，并且底部與地面的距離相較之前更高，蓄電池更換后與之前電動(dòng)平衡重式叉車的電池參數(shù)對(duì)比如表2所示。

表2 新型電動(dòng)平衡重式叉車參數(shù)變化

新型叉車在空載的狀態(tài)下由車架和蓄電池構(gòu)成，滿載的狀態(tài)下由載荷、車架以及蓄電池構(gòu)成，根據(jù)聯(lián)合中心的公式可以計(jì)算出新型電動(dòng)平衡重式叉車空載以及滿載下聯(lián)合重心位置，如表3所示。

表3 新型電動(dòng)平衡重式叉車新蓄電池更換后聯(lián)合中心位置

通過表2、表3可以發(fā)現(xiàn)，新型電動(dòng)平衡重式叉車在更換新蓄電池后，聯(lián)合中心位置中的滿載前橋載荷從3578.78kg變成3789.90kg，空載前橋載荷由1291.78kg變成1299.78kg。這說明新型的電動(dòng)平衡重式叉車在更換電池后性能較以往更為完善，效率更高，從而可以判定此次新蓄電池更換方法是成功的。

4 結(jié)語

此次研究主要在傳統(tǒng)叉車蓄電池更換的基礎(chǔ)上，分析了新型電動(dòng)平衡重式叉車的布置方案，并提出了一種新型更換叉車蓄電池的方式。經(jīng)過一系列的計(jì)算分析，筆者發(fā)現(xiàn)，新型的電動(dòng)平衡重式叉車在理想條件下更換電池后，其平衡重質(zhì)量以及橋荷分配計(jì)算結(jié)果均處于理想狀態(tài)，研究數(shù)據(jù)表明，項(xiàng)目設(shè)計(jì)非常成功。