叉车高门架设计与稳定性研究

蒋盛　纪琛　张翼

摘 要：随着经济的发展和社会的进步，物流装备在社会中的地位逐渐上升，叉车是物流装备中重要的设备，其对于提升生产效率有着重要的作用。现代物流对于空间的利用率十分重视，货物码垛高度的增加对叉车有了更高的要求，高门叉车的应用至关重要。基于以上，本文简要研究了叉车高门架设计以及叉车的稳定性。

关键词：叉车；高门架设计；稳定性

中图分类号：TH242 文献标识码：A

叉车在货物码垛、转移等过程中有着重要的作用，随着货物码垛高度的增加，人们对叉车的高门架设计和叉车的稳定性越来越重视。基于以上，本文简要研究了叉车高门架设计与稳定性。

1 叉车高门架设计分析

在高门架叉车的使用过程中，当使用高于规定高度的门架时，应当适当降低载重量，以保证叉车的稳定性。在货物重力以及惯性的作用下，叉车在工作中易发生纵向向前的倾翻，转弯时容易发生侧翻，这就对叉车高门架的设计提出了更高的要求。叉车的门架结构主要分为单级门架、两级门架和三级门架，其中单级门架不能够进行调节，这就严重限制了叉车的通过性，因此单级门架的叉车一般只能够在货物起升不高的作业中使用，一般为露天作业，现对叉车两级门架和三级门架的结构设计进行分析：

1.1 两级门架设计

两级门架主要由两节门架组成：一节是不能够进行升降调节的外门架，一节是能够进行上下伸缩调节的内门架，两级门架中，用于油缸起升的缸筒在外门架的下横梁上固定，活塞杆头能够与内门架的上横梁相互连接，主要连接方式有两种，一种是通过导向轨、活动横梁实现活塞杆与内门架上横梁的连接，一种是活塞杆与内门架的上横梁直接进行连接。根据提升方式的不同，可以将两级门架分为无法自由提升两级门架、部分自由提升两级门架和全自由提升两级门架三类。

1.2 三级门架设计

三级门架的组成部分有内门架、中门架和外门架，其中内门架与中门架能够实现伸缩，而外门架则不能够进行伸缩。就目前来看，日本以及西欧地区生产的这种高门架较多，尤其在冷冻仓库以及电瓶叉车中有着广泛的应用。三级高门架能够增加叉车门架的高度，同时增加了一级门架，这就有效的提升了叉车高门架的起升高度。具体来说，叉车中的起重缸、链轮链条等在布置位置上有着多样性的特征，因此，不同的三级门架其在起升的全过程中，速度也不完全一致，经过合理的高门架设计，门架在起升物流及货物过程中所使用的升油缸的缸径较小，且起重链条较小，有的三级门架设计在经过改进之后可以完全实现全自由提升。

2 叉车稳定性研究

现代物流仓储行业发展迅速，高门架叉车为了适应堆高作业的需求必须增加叉车的稳定性，而叉车荷载曲线的确定与叉车门架的稳定性有着密切的关系，从而关系到叉车使用者的人身安全和驾驶效率。提升叉车的门架的稳定性不仅能够充分发挥叉车的使用性能，同时能够保证叉车作业的安全性。本文主要研究的是叉车的稳定性，采用稳定系数法对叉车的起重载荷进行确定。在GB/T5142-2005中规定要对叉车的堆垛高度进行稳定性试验，从而得出不同堆垛高度的叉车稳定载荷需求。在此方法中，轴线为叉车前轮中线的连线，而叉车在行进过程中或进行码垛作业的过程中所承受的负载会使整个叉车车体产生向前倾翻的力矩，从而影响到叉车的稳定性。叉车自身的重量会产生一个平衡力矩，要想保证叉车的稳定性，要使这个平衡力矩能够与产生的向前倾翻的力矩相互平衡，从而保证叉车的稳定性。但在具体的使用过程中，由于操作人员的使用不规范，经常会出现叉车超载的现象，因此，在对叉车自身重量产生的力矩进行计算设计的时候，要保证留有一定的余量。

为了保证叉车的稳定性，避免叉车在作业中的侧翻，相关规定的稳定系数较高，这就使得叉车的自身重量相应增大，从而导致叉车制造过程中材料与能源的损耗与浪费。

此外，由于叉车使用的过程中经常出现超载现象，导致许多叉车的零部件容易发生损坏，且稳定性系数法仅仅考虑的是叉车静态平衡状态下的稳定性研究，并不能对叉车的真实荷载进行反映。因此，采用重心法与稳定性系数法相互结合，以此确定叉车与货物的合成重心，确保此中线在三条倾覆轴线的内部。

叉车在空载状态下或静态堆垛状态下，重心在叉车纵向车轮的支撑底面之外，如果载荷过大，则会对叉车稳定性造成影响，致使叉车倾翻，在急转弯状态下，则有可能导致侧翻。因此应当对叉车荷载进行限制，以保证叉车的稳定。

静态状态下，货物与叉车的合成重心要在纵向倾覆轴线与后轮中心连线的三角平面内；动态纵向状态下，惯性的作用会影响叉车的稳定，要对叉车的运动荷载进行限制；横向堆垛作業的状态下，荷载的离心力、叉车侧面受到的风力以及上下坡的分离都会影响叉车的稳定性，因此应当将叉车与货物的合成重心保证在倾翻轴线的距离到散焦平面距离之间。

结论

综上所述，本文简要研究了叉车两级高门架以及三级高门架的设计，并对叉车的稳定性进行了分析，采用了稳定系数法和重力法，分析了静态状态、纵向作业以及横向作业状态下提升稳定性的方法，提出了计算不同状态下叉车规定载荷的方法，旨在为提升高门叉车作业稳定性做出贡献。

参考文献

[1]郭磊.叉车高门架设计与稳定性研究[D].杭州电子科技大学，2014.

[2]郭磊，周建军，叶丹.高门架堆垛叉车载荷稳定性分析[J].机械制造与自动化，2014（04）：187-192.