叉车门架系统噪声控制方法的研究

刘云华

摘 要：作为一个增长强劲的行业，叉车制造业随着物流业、制造业的蓬勃发展，迎来了很好的增长空间。在实际运行使用过程， 因设备处于长期工作状态， 叉车门架很容易出现方向盘灵活度失常以及出现系统运行噪声等问题。但是进行叉车门架系统的制造，需要对噪声进行抑制，这是由于噪声随声压上升峰值高、上升速度快，时间持续时间短，容易给人听力系统带来伤害。对于叉车门架结构的噪声予以控制是当前研究的重点。必须从叉车门架结构优化设计入手，对于门架进行轻量化设计。因此降低系统作业噪音等进行研究，是本文研究的重点。

关键词：叉车门架;系统分析;噪声控制

一、叉车门架系统构成和功能

在工作状态时，整个门架系统产生很大的倾翻力距。在叉车装卸过程中，处于叉车的最前端的门架系统，以前桥为中心，减小倾翻力距，保证门架装置不与前轮进行干涉。目前研究的重点是实现门架系统的轻量化，采用高品质的金属材料和合理的外形结构，保证结构设计越来越优化[1]。门架系统的主要结构在内外门架型钢上，选取优质材料，以保证门架强度和稳定性。

针对不同吨位的叉车，采用相对应的门架立柱截面形式和材料，从而实现产品的轻量化。对于门架系统的作业噪声，由于其与门架结构相互作用间的间隙，液压油缸的冲击等有关，因此选用具有缓冲作用的液压油缸和增设缓冲装置，也能达到降噪的目标。

二、叉车门架系统降噪控制原则

2.1首先要对于噪声的声学原理与研究，噪声一般产生于机械动力电磁等。在周围辐射噪声的这种物体影响下产生的噪声均为噪声源，声音是以液体或者固体气体为介质进行传播的，对于生成的三维波动方程，可以通过生产质量守恒运动和物态三个基本方程式，推导出生产中的波动[2]。

例如平面声波是在一个无限大的平面内，在法线方向垂直振动，形成具有质点的振幅和相位相同的声波和声强，在单位时间内以及传播方向上，垂直通过单位面积产生能量，表现为介质中振动的动能，小体积元在声波作用下获得总声能，表明平面生产中任何微小体积元的动能和位能的变化是同向的。

2.2门架系统运行过程产生噪声， 是各个部件摩擦运行所致，叉车噪声一旦发生，部件间的摩擦力撞击力就会使得壳体发生磨损，发动机进排气传动系统液压系统中产生的噪声，能够显示出发动机本体出现了故障。

进声噪声则是从进气口发出的脉动机器声和空气声组成。排气噪声则是由排气管和消声器振动发出的噪声，门架系统作业和运行时的噪声，一般在多种部件安装的过程中就有所产生。一旦发生叉车噪声，超过国家规定的司机位置处90db的限制，就会对人体产生伤害，轻则会引起暂时性听觉偏移，重则会产生听力损失和噪声性耳聋。经过统计，叉车噪声的危害导致驾驶员引发神经心脏消化系统的不良反应和损伤的，呈增多态势，因此必须降低叉车的作业噪声[3]。

三、叉车噪声降低及解决方法

3.1选齿轮模数小、齿数多的低噪声液压泵，在液压泵外部增加带有吸音材料的隔音罩，在液压泵和液压阀的安装面上增加减振垫并尽量降低液压泵的最高转速;增加蓄能器和橡胶软管，来吸收压力脉动引起的振动。采用升压及测试仪器，对噪声的测试原理予以运用，读取瞬时升压有效值，测量时间平均升级的积分。测量方法可以根据国家有关叉车型式试验大纲，在测点的布置上，分别进行叉车门架系统中心升级探头等的布设。测试环境一般在瀝青地面硬质水泥，测试地面要平整，测试周围以叉车为中心，半径30米内没有大的反射体，实验室背景噪声应在30db以下，在测试过程中进行数据的采集和处理，每次读取平稳运行噪声值和最大出击噪声。

3.2噪声问题的解决关键在于有效控制噪声源。因此优化设计中采取的方案主要对托轮装置进行优化设计，结合噪声产生机理部位和结构特点，在原有设计基础上，对于凸轮装置中的有效半径与重视将升油缸设计在缓冲带内，进气系统中的空滤器，可以起到一定的隔音吸音效果，为了进一步降低进气噪声，可以在进气系统中增加进气消声器，可以使得液压缸起降的速度得以控制，将叉车升降作业中的速度控制在平稳范围内，同时提升槽钢加工精度，做好槽钢尺寸控制，构件间的平衡运动始终保持。

3.3发动机各部件工作时振动、摩擦产生的机械噪声，是电动发动机固有的特性，故选用一款噪声性能优越的发动机十分重要。发动机各部件工作时振动、摩擦产生的机械噪声，与发动机各零件加工精度、各零件配合状况等有十分大的关系，机械噪声低发动机，说明该发动机厂在生产、质量、装配、调试等方面都有很好的把控。发动机排气噪声强弱影响的因素较多，与发动机的压缩比、转速等都有关系。选用低转速发动机，可以有效降低叉车机外辐射噪声。为此在整机匹配过程中，在满足各方面性能的前提下，应尽量选用低转速发动机[4]。

3.4优化设计门架立柱。例如一款降噪防尘的叉车车架，包括左箱体、右箱体以及设置在左右箱体之间的尾架，新型叉车车架的叉车在行驶时，发动机等零部件产生的噪声被车架底部的前封板、后封板和吸音材料吸音、隔音后，噪声大大降低，在设计中还控制焊缝宽度，通过计算过程，引入钢板单位体积、焊缝单位体积、焊缝密度、钢板密度、焊材重量、钢材重量等数值，对单位长度进行重量利用的计算优化后选取机械性能强的型材，采用成型工艺门架和外门架的立柱，保证叉车制造效率得到整体提升[5]。

3.5发动机运转工作时产生的机械噪声，主要由缸体和油底壳进行辐射传播。油底壳为薄板件结构，一般可以采用抑制油底壳振动的方式来降低其表面辐射噪声，如在油底壳上粘贴抗振材料或吸音材料。同时还可以采用对发动机舱进行密封隔噪，以及在发动机舱周围粘贴吸声材料的方法，来降低叉车的机外辐射噪声。金属板件的隔音性按频率可分为有阻尼控制区、质量控制区和吻合效应控制区三个区域。设计发动机罩时，在低频范围内阻尼控制区，要注意避开板件的共振频率。而在质量控制区，板材密度越大，质量越大，隔声量也就越大。频率继续升高越过质量控制区后，进入吻合效应控制区，板件会产生吻合效应。在吻合频率时，会出现隔声低谷。均匀单层板隔声性能基本遵循质量定律。将两块规格相同、厚度不相同的板，制成中间含有一定空气层的双层板结构，可以获得比同厚度单层板更多的隔声量。故采用双层板结构发动机罩，是降低辐射噪声的有效方法之一。作业中注意避免发动机过热，随时注意冷却液温度表的指示读数，如果冷却液温度过高，要采取降温措施。经常检查轮胎的温度和气压，必要时应停于阴凉处，待胎温下降后再继续作业，不得采用放气或浇冷水的办法降压降温，以免降低轮胎运用寿命。经常检视制动效能，防止因制动总泵或分泵皮碗老化、膨胀变形。

4 结语：

当前解决叉车运行噪声问题，重要途径就是优化叉车门架结构，在实际的设计过程中，正确认识噪声产生的机理，结合叉车门架系统的主要特征，从热扎门架加工精度，门架立柱截面等角度，降低系统噪声问题，以提升结构整体性能。相关人员应采用检验检测技术， 对门架故障产生原因与影响进行分析， 更好的促进叉车技术进步，以提高维护工作的开展质量。

参考文献：

[1]任小中，董后云，徐恺， 等.电动叉车减速器降噪试验[J].河南科技大学学报（自然科学版），2016，37（2）：17-20.

[2]相曙锋，李明辉，陈翔宇， 等.小吨位内燃叉车排气系统降噪研究[J].工程机械，2016，47（8）：18-25.