剪叉式高空作業(yè)平臺舉升不同步問題分析

陳勇，孫仲侃，葉佳城

（諾力智能裝備股份有限公司，浙江 湖州 313100）

由于國內高空作業(yè)平臺市場處于初期發(fā)展階段，大眾對高空作業(yè)產品認可度并不高。隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，在城市建設工作中，高空作業(yè)規(guī)模逐漸增大，對于機械市場來說，剪叉式高空作業(yè)產品具有較高增長性。但是，由于高空作業(yè)產品平臺舉升不同步現(xiàn)象較為常見，不僅會影響高空作業(yè)順利開展，甚至會增加高空作業(yè)的危險性。因此，本文結合能力守恒定律，推導高空作業(yè)同步之間存在的關系與同步需求條件，要想使剪叉式結構上下同步，需重點關注油缸力這一設計因素，從而驗證高空剪叉式結構應用有效性。

1 剪叉式高空作業(yè)結構特征與工作原理

1．1 剪叉式結構特征

對剪叉式高空作業(yè)結構進行分析，剪叉式為高空作業(yè)重要機械結構。剪叉式結構應用于高空作業(yè)，能夠提升整體結構安全性，并提升高空作業(yè)的穩(wěn)定性。寬大的作業(yè)平臺，較強的承載能力，不僅能拓展高空作業(yè)整體范圍，更能實現(xiàn)多人作業(yè)，提升高空作業(yè)的安全性，同時，提升高空作業(yè)工作效率與穩(wěn)定性。

由于剪叉式機械特點，為提升結構穩(wěn)定性，多采用高強度錳鋼作為剪叉式結構制作原材料。在剪叉式結構應用中，應結合高空作業(yè)需求，設定相關保護措施，例如，在剪叉式結構中設定警報與應急下降裝置，并結合高空作業(yè)實際需求，配以液壓裝置，從而規(guī)避無電帶來的危險性問題，并能在無電情況下伸縮剪叉式高空作業(yè)平臺，或是在平臺長度不同時，延長平臺使用有效性。

1．2 剪叉式工作原理

剪叉式高空作業(yè)平臺，為滿足不同建設需求，在實際操作過程中，可以借助外接電力，安裝柴油機，為剪叉式結構提供基礎動力。對剪叉式結構進行分析，高空剪叉結構，多由平臺、底盤、叉架組成。在高空作業(yè)中，借助基礎動力，由剪叉式上下液壓缸、轉動銷軸帶動。從整體來看，剪叉式結構運動主要源于液壓缸伸縮，當液壓缸的缸桿處于移動過程中，使剪叉式結構受力，并整體向上移動。剪叉式結構運動，只有通過上下油缸共同作用，才能使叉架上下鉸點接近垂直分力，從而確保剪叉式上下結構具有起升條件。要想使剪叉式結構實現(xiàn)同步起升，就要針對油缸力關鍵因素進行分析。

2 基于能力守恒推導油缸力

2．1 模型簡化處理

剪叉式結構模型具體如圖1所示。

圖1

對于剪叉式結構來說，剪叉式主要受力為Ga6與Gb6，其受力方向直上直下，而剪叉式結構高空作業(yè)平臺，處于Ga0與Gb0上層鉸點，受力方向豎直向下。對鉸點受力進行分析，受力處于兩個平行面內，整體受力情況具有一致性。

2．2 油缸力基本算法

（1）油缸長度算法。在剪叉式結構作業(yè)過程中，隨著高空作業(yè)要求，作業(yè)平臺角度不斷提升，與之對應鉸點發(fā)生變化。角度與鉸點之間，可根據(jù)勾股定理進行計算，從而得出油缸長度基本算法。

（2）重力勢能算法。對高空作業(yè)叉架結構進行分析，如叉架重心位于中心鉸點處，油缸重心最接近鉸點位置，因此，應計算a0與b0是否處于同一水平高度連線上。如果其中的a6、b6連線重力勢能為零，可以根據(jù)重力公式進行計算，得到重力勢能基本算法。

（3）瞬時重力、功率變量。根據(jù)剪叉式結構角度變化，能夠進行油缸長度與角度變化計算。角度的變化，可以用于整體重力勢能計算，從而得到油缸基本所做功。根據(jù)能量守恒定律所得，瞬時重力、功率與高空作業(yè)剪叉式結構變量相同。

表1 參數(shù)輸入

3 對油缸關聯(lián)性進行分析

3．1 油缸相互獨立性

對剪叉式結構舉升不同步問題進行分析，油缸作為剪叉式結構動能的重要組成部分，應分析油缸存在的關聯(lián)問題。在高空作業(yè)工作中，剪叉式結構內部油缸具有無關聯(lián)特性。將剪叉式結構分為兩大部分，將水平線作為連接分界點，根據(jù)重力勢能基本算法、能量守恒定律，可以得知，油缸具有相互獨立性。

3．2 油缸輸入壓相同

當剪叉式高空作業(yè)舉升相同時，剪叉式結構內部油缸具有互通性，油缸內的整體壓強具有一致性。根據(jù)油缸內部直徑，結合油缸內壓強，能夠得到剪叉式結構油缸準確壓力數(shù)值。針對上述兩種不同情況，進行分類計算，并遵循剪叉式結構同步舉升理論，得出輸入壓相同結論。

4 對剪叉式機構油缸壓力進行測驗

4．1 油缸基本選型

為進一步驗證舉升同步問題，應用固定選型油缸直徑，從油缸庫中進行選型工作，以不同油缸直徑，進行對比參照，分別開展同步性試驗，對得到舉升同步理論、結果進行分析與對比，進行反推，得出具體理論與結果。例如，對不同油缸直徑進行測量，結合不同油缸選型，做出具體參數(shù)輸入表，如表1所示。

在對比實驗過程中，可以設置空載、超載、額載幾種不同情況，并在空載情況下進行起升實驗，如果在實驗過程中所得到數(shù)值能夠控制在5%左右，就可以將5%作為標準依據(jù)，從而再次進行實驗，得出以下對比表格，如表2所示。

表2 不同情況、不同直徑、起升液壓差

根據(jù)上述測試結果，能夠直觀呈現(xiàn)，當油缸為直徑85mm時，油缸直徑數(shù)值最佳，能夠解決舉升不同步問題。此外，在實驗過程中，為確保實驗結果的準確性，應準確記錄各項數(shù)值，避免人為因素導致實驗數(shù)據(jù)不準確。

4．2 測試對比

根據(jù)上述實驗結果，當油缸直徑為85mm時，可以得到最佳起升角度、油缸壓強、空載情況上下油缸壓強值與百分比。在精準測試對比中，能夠明確舉升不同步問題，并選擇適合剪叉式結構，從而解決高空作業(yè)剪叉式結構存在的問題，分析上下不同步因素，得到剪叉式而機構起升重要條件，提升剪叉式結構安全性，為高空作業(yè)保駕護航。

5 結語

通過上述對比實驗，對實驗結果進行綜合考量，在剪叉式結構起升全過程中，剪叉式結構實際壓強、理論保持在合理范圍內。由此可以推斷，剪叉式結構要想保證舉升同步。應結合高空作業(yè)實際情況，選擇適合上下油缸尺寸。只有這樣，才能不斷拓展剪叉式結構的適用范圍，提升高空作業(yè)工作效率，保障高空作業(yè)安全，解決剪叉式舉升不同步問題。最后，在剪叉式結構選擇過程中，不能盲目選購，應結合不同種類高空作業(yè)要求，做好實地考察工作，選擇高質量剪叉式結構機械產品，最終降低高空作業(yè)危險性。