平衡重式叉車加裝屬具后實際承載能力核算辦法探究

摘? 要：叉車屬具能夠拓展叉車功能，促進叉車滿足更多工況的使用需求，在社會生產中發揮著重要的作用。叉車在加裝屬具后，由于受到屬具自身重量、失載距變化等因素影響，會使得叉車的實際承載能力發生變化，計算出叉車加裝屬具后的實際承載能力有助于保障叉車安全、穩定運行，一般可以采用穩定系數方法、門架彎曲強度方法以及起升鏈條安全拉力方法3個方面計算叉車加裝屬具后的實際承載能力。

關鍵詞：叉車? 屬具? 承載能力

中圖分類號：TH242 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）04（c）-0040-02

叉車是現代社會生產常用的搬運工具，在倉儲、工廠以及碼頭等領域具有非常廣泛的應用。一般情況下叉車搬運貨物主要通過貨叉叉取，這就要求待搬運的貨物放在托盤上或者底部有空間叉取，然而在實際使用中，貨物的類型多種多樣，許多貨物無法通過正常的貨叉叉取來實現轉運，在這種背景下就產生了叉車屬具，能夠實現對貨物的吊裝、夾抱、傾翻以及側移等功能，一方面拓展了叉車的適用范圍，豐富了叉車的使用性能，另一方面也顯著提高了叉車的作業效率。平衡重式叉車在安裝屬具后，由于屬具自身有一定的重量，另外叉車的失載距也會增加，這就造成叉車的實際承載能力低于標定的承載量，精確地計算出叉車安裝屬具后的實際承載能力有助于提高叉車的使用安全性，有效預防叉車使用中發生安全事故。

1? 穩定系數方法

平衡重式叉車在叉取貨物時，可以看作是以前輪為支點的杠桿，叉車配重距離前輪的距離以及重量兩個方面決定了叉車的實際承載能力，圖1為叉車安裝屬具時受力分析圖。通過杠桿原理可以得出，叉車安裝屬具后叉車實際承載能力可以通過下列公式計算[1]：

式（1）中，Q1為叉車安裝屬具后實際承載能力;Q為叉車額定承載能力;X為叉車前輪中心至貨叉前端的水平距離;C為叉車貨叉垂直段前端面至載荷中心的水平距離;S為貨叉厚度;Gs為屬具的自身重量;A為叉車前輪中心至貨叉架前端的水平距離;HCG為貨叉架前端面至屬具重心水平距離;ET為叉車貨叉架前端面至載荷后端面的水平距離;L為載荷后端面至載荷中心的水平距離。

使用這種方法計算出的叉車實際承載能力是基于叉車靜止不動時傾翻力矩不變的情況下得出的，在這種背景下叉車的縱向穩定性系數K不受影響，所以將這種計算方法稱之為穩定系數辦法[2]。這種計算方法由于比較簡單，在市場中獲得了非常廣泛的使用，許多著名的叉車屬具廠家也是利用這種計算方法進行叉車的實際承載能力計算，比如說卡斯卡特、安慶聯動、靠譜以及博索尼等，然而這種計算方法未充分考慮到叉車的各個影響因素，因此只能粗略地計算出叉車的載荷變化。

2? 門架彎曲強度方法

為了確保叉車安裝屬具后叉取貨物過程的安全性，不僅要保證叉車具有良好的穩定性，也要確保叉車中的各個部件能夠滿足載重要求，換言之，要確保叉車在安裝屬具前后各個承載部件所受到力的大小和類型不會改變，從而確保叉車各個部件都在安全范圍內[3]。叉車門架是叉車叉取貨物過程中重要受力部件，因此，可以以叉車門架的受力情況為依據計算叉車安裝屬具后的實際承載能力。這種計算方法運用的原理是保證叉車在安裝屬具后原有的配件重量對中心線上某點的力矩不會發生改變，為了降低計算的復雜性，忽略了門架前傾與后傾兩者狀態，其計算公式可以表示為[4]：

公式（2）中，QH為叉車安裝屬具后的實際承載能力;c為叉車初始的載荷中心距;c'為叉車安裝屬具后載荷中心距;Gc為叉車初始配件自身重量;Sc為叉車初始配件重心到貨叉架前端面的水平距離;Ss為屬具重心位置到貨叉架前端面的水平距離;b為門架槽鋼的中心位置到貨叉架前端面的水平距離。

在運用門架彎曲強度算法得到的平衡重式叉車安裝屬具后的實際承載能力數值，保證了叉車在安裝屬具后復合滾輪對門架的徑向力大小相同。此外，叉車在叉取貨物時還會有其他部件受力，為確保叉車安裝屬具后的安全性，也需要對各個部件進行承載能力計算。

3? 起升鏈條安全拉力方法

在使用穩定系數辦法以及門架彎曲強度辦法計算叉車安裝屬具后實際承載能力時，都可能會出現計算數值超過叉車額定承載能力的情況，不能夠完全保證叉車的穩定性與安全性。這是因為起升鏈條的起升重量是一定的，在起升了超過額定重量的貨物后，起升鏈條的安全系數會隨之變小，另外，過載的貨物重量也會造成門架起升油缸產生非常大的負載，活塞桿的安全系數也會變得越來越小。所以，在進行叉車安裝屬具后實際承載能力計算時，要確保從叉車上卸下的配件重量與額定載重數值大小和安裝屬具后叉取貨物的重量相等，為此，可以通過以下公式計算出叉車安裝屬具的實際承載能力[5]：

公式（3）中，QL為通過起升鏈條拉力安全方法計算得到的叉車實際承載能力。

4? 結語

叉車是社會生產中常用的搬運工具，能夠有效地降低工人的勞動強度，提高貨物搬運效率，叉車屬具是在原有叉車基礎上進行的升級改造，使得叉車能夠滿足各種工況的使用需求，為了確保改進的叉車依然保持較好的穩定性和安全性，計算出叉車加裝屬具后的實際承載能力非常有必要，有助于叉車行業的進一步發展。

參考文獻

[1] 周峻，陳曾.叉車紙漿包夾裝屬具不能夾緊的原因及改進方法[J].工程機械與維修，2017（10）：73-74.

[2] 洪玲.叉車穩定性驗證試驗及承載力設計與計算原則[J].科技經濟導刊，2017（20）：5-7.

[3] 邱全勝，陸華忠，趙俊宏，等.智能堆垛叉車三向屬具的運動學建模和驗證[J].農機化研究，2018，40（2）：19-23，28.

[4] 廖燕麗.叉車屬具發展趨勢及智能屬具自適應控制系統優化設計[J].化學工程與裝備，2016（12）：222-224.

[5] 黃衛.叉車配置屬具后允許起重量的確定及過載保護[J].工程機械，1999（8）：13-15，51.

作者簡介：劉俊紅（1972，11—），女，漢族，山東菏澤人，本科，中級工程師，研究方向：廠（場）內專用機動車輛檢驗。