剪叉式高空作业平台举升不同步问题分析

陈勇，孙仲侃，叶佳城

（诺力智能装备股份有限公司，浙江 湖州 313100）

由于国内高空作业平台市场处于初期发展阶段，大众对高空作业产品认可度并不高。随着现代社会的发展，在城市建设工作中，高空作业规模逐渐增大，对于机械市场来说，剪叉式高空作业产品具有较高增长性。但是，由于高空作业产品平台举升不同步现象较为常见，不仅会影响高空作业顺利开展，甚至会增加高空作业的危险性。因此，本文结合能力守恒定律，推导高空作业同步之间存在的关系与同步需求条件，要想使剪叉式结构上下同步，需重点关注油缸力这一设计因素，从而验证高空剪叉式结构应用有效性。

1 剪叉式高空作业结构特征与工作原理

1．1 剪叉式结构特征

对剪叉式高空作业结构进行分析，剪叉式为高空作业重要机械结构。剪叉式结构应用于高空作业，能够提升整体结构安全性，并提升高空作业的稳定性。宽大的作业平台，较强的承载能力，不仅能拓展高空作业整体范围，更能实现多人作业，提升高空作业的安全性，同时，提升高空作业工作效率与稳定性。

由于剪叉式机械特点，为提升结构稳定性，多采用高强度锰钢作为剪叉式结构制作原材料。在剪叉式结构应用中，应结合高空作业需求，设定相关保护措施，例如，在剪叉式结构中设定警报与应急下降装置，并结合高空作业实际需求，配以液压装置，从而规避无电带来的危险性问题，并能在无电情况下伸缩剪叉式高空作业平台，或是在平台长度不同时，延长平台使用有效性。

1．2 剪叉式工作原理

剪叉式高空作业平台，为满足不同建设需求，在实际操作过程中，可以借助外接电力，安装柴油机，为剪叉式结构提供基础动力。对剪叉式结构进行分析，高空剪叉结构，多由平台、底盘、叉架组成。在高空作业中，借助基础动力，由剪叉式上下液压缸、转动销轴带动。从整体来看，剪叉式结构运动主要源于液压缸伸缩，当液压缸的缸杆处于移动过程中，使剪叉式结构受力，并整体向上移动。剪叉式结构运动，只有通过上下油缸共同作用，才能使叉架上下铰点接近垂直分力，从而确保剪叉式上下结构具有起升条件。要想使剪叉式结构实现同步起升，就要针对油缸力关键因素进行分析。

2 基于能力守恒推导油缸力

2．1 模型简化处理

剪叉式结构模型具体如图1所示。

图1

对于剪叉式结构来说，剪叉式主要受力为Ga6与Gb6，其受力方向直上直下，而剪叉式结构高空作业平台，处于Ga0与Gb0上层铰点，受力方向竖直向下。对铰点受力进行分析，受力处于两个平行面内，整体受力情况具有一致性。

2．2 油缸力基本算法

（1）油缸长度算法。在剪叉式结构作业过程中，随着高空作业要求，作业平台角度不断提升，与之对应铰点发生变化。角度与铰点之间，可根据勾股定理进行计算，从而得出油缸长度基本算法。

（2）重力势能算法。对高空作业叉架结构进行分析，如叉架重心位于中心铰点处，油缸重心最接近铰点位置，因此，应计算a0与b0是否处于同一水平高度连线上。如果其中的a6、b6连线重力势能为零，可以根据重力公式进行计算，得到重力势能基本算法。

（3）瞬时重力、功率变量。根据剪叉式结构角度变化，能够进行油缸长度与角度变化计算。角度的变化，可以用于整体重力势能计算，从而得到油缸基本所做功。根据能量守恒定律所得，瞬时重力、功率与高空作业剪叉式结构变量相同。

表1 参数输入

3 对油缸关联性进行分析

3．1 油缸相互独立性

对剪叉式结构举升不同步问题进行分析，油缸作为剪叉式结构动能的重要组成部分，应分析油缸存在的关联问题。在高空作业工作中，剪叉式结构内部油缸具有无关联特性。将剪叉式结构分为两大部分，将水平线作为连接分界点，根据重力势能基本算法、能量守恒定律，可以得知，油缸具有相互独立性。

3．2 油缸输入压相同

当剪叉式高空作业举升相同时，剪叉式结构内部油缸具有互通性，油缸内的整体压强具有一致性。根据油缸内部直径，结合油缸内压强，能够得到剪叉式结构油缸准确压力数值。针对上述两种不同情况，进行分类计算，并遵循剪叉式结构同步举升理论，得出输入压相同结论。

4 对剪叉式机构油缸压力进行测验

4．1 油缸基本选型

为进一步验证举升同步问题，应用固定选型油缸直径，从油缸库中进行选型工作，以不同油缸直径，进行对比参照，分别开展同步性试验，对得到举升同步理论、结果进行分析与对比，进行反推，得出具体理论与结果。例如，对不同油缸直径进行测量，结合不同油缸选型，做出具体参数输入表，如表1所示。

在对比实验过程中，可以设置空载、超载、额载几种不同情况，并在空载情况下进行起升实验，如果在实验过程中所得到数值能够控制在5%左右，就可以将5%作为标准依据，从而再次进行实验，得出以下对比表格，如表2所示。

表2 不同情况、不同直径、起升液压差

根据上述测试结果，能够直观呈现，当油缸为直径85mm时，油缸直径数值最佳，能够解决举升不同步问题。此外，在实验过程中，为确保实验结果的准确性，应准确记录各项数值，避免人为因素导致实验数据不准确。

4．2 测试对比

根据上述实验结果，当油缸直径为85mm时，可以得到最佳起升角度、油缸压强、空载情况上下油缸压强值与百分比。在精准测试对比中，能够明确举升不同步问题，并选择适合剪叉式结构，从而解决高空作业剪叉式结构存在的问题，分析上下不同步因素，得到剪叉式而机构起升重要条件，提升剪叉式结构安全性，为高空作业保驾护航。

5 结语

通过上述对比实验，对实验结果进行综合考量，在剪叉式结构起升全过程中，剪叉式结构实际压强、理论保持在合理范围内。由此可以推断，剪叉式结构要想保证举升同步。应结合高空作业实际情况，选择适合上下油缸尺寸。只有这样，才能不断拓展剪叉式结构的适用范围，提升高空作业工作效率，保障高空作业安全，解决剪叉式举升不同步问题。最后，在剪叉式结构选择过程中，不能盲目选购，应结合不同种类高空作业要求，做好实地考察工作，选择高质量剪叉式结构机械产品，最终降低高空作业危险性。