王寅源　王保進(jìn)(江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院揚(yáng)州分院,江蘇　揚(yáng)州 225000)

增加叉車穩(wěn)定性的方法及試驗(yàn)

王寅源王保進(jìn)(江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院揚(yáng)州分院,江蘇揚(yáng)州 225000)

針對(duì)叉車穩(wěn)定性進(jìn)行分析，結(jié)合叉車穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)原理，提出了增加叉車穩(wěn)定性的方法，其中有穩(wěn)定系數(shù)法和平臺(tái)試驗(yàn)法。并對(duì)叉車穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行分析，闡述了穩(wěn)定性試驗(yàn)一般規(guī)定，包括縱向靜穩(wěn)定試驗(yàn)、橫向動(dòng)穩(wěn)定試驗(yàn)等。

叉車穩(wěn)定性；穩(wěn)定試驗(yàn)；穩(wěn)定系數(shù)法

叉車轉(zhuǎn)彎過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)側(cè)翻或者側(cè)滑等現(xiàn)象，但是導(dǎo)致不同現(xiàn)象發(fā)生的力學(xué)機(jī)理是不相同的。因此需要從概念上將兩者分開。對(duì)叉車穩(wěn)定性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以判斷出叉車在各種情況下作業(yè)的穩(wěn)定性，從而保障工作人員的人身安全。

1　叉車穩(wěn)定性試驗(yàn)原理

以平衡重式叉車為例，這種叉車所承受的荷載一般在車輪的外側(cè)，對(duì)叉車上貨物進(jìn)行裝卸或者搬運(yùn)的過程中，因?yàn)橹匦牟环€(wěn)，經(jīng)常會(huì)發(fā)生傾倒?fàn)顩r。所以，對(duì)叉車進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)其具備的穩(wěn)定性進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。在傳統(tǒng)計(jì)算叉車穩(wěn)定性的過程中，有人貴穩(wěn)定系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算。而今，與叉車穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)相關(guān)內(nèi)容相結(jié)合，對(duì)穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)中的翻到坡度實(shí)驗(yàn)進(jìn)行利用，進(jìn)而衡量出重式叉車的穩(wěn)定系數(shù)。采用這樣的方式對(duì)傾斜平臺(tái)上存在的重力多加利用，并利用分部模擬實(shí)驗(yàn)方法使應(yīng)當(dāng)具備的平衡力做出明確。

2　增加叉車穩(wěn)定性的方法

2.1穩(wěn)定系數(shù)法

還是以平衡重式叉車為例，這一叉車類型對(duì)重力的承載中心一直在車輪支撐面的前方，與此同時(shí)，叉車所承受的荷載始終使叉車有一個(gè)向前的傾翻力矩。這就需要對(duì)叉車本身的重量所具備的穩(wěn)定力矩做出適當(dāng)?shù)钠胶?，進(jìn)而使叉車的穩(wěn)定性得以保持。即便對(duì)叉車的額定起重量有著一定的規(guī)定，但是對(duì)于起升的載荷不一定都標(biāo)明，這就導(dǎo)致叉車超載的情況發(fā)生。

如果叉車存在的兩個(gè)中心點(diǎn)所處接地中心之間的連線是叉車的縱向傾翻軸線，那么可以用以下方式對(duì)其做出表示：

這一公式中的M穩(wěn)指的是叉車自重所產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩；M傾代表叉車具備的額定載荷所產(chǎn)生的傾覆力矩；G表示的是叉車本身的重量；X指叉車本身重量的重心和縱向傾覆軸線兩者之間存在的水平距離；Q指叉車本身的額定載荷；B指叉車載荷中心和縱向傾覆軸線兩者之間水平距離。

叉車在工作過程中的穩(wěn)定系數(shù)越高，就代表其更加安全，但是如果叉車的自重有所增大，那么其能耗也相對(duì)增加，同時(shí)超載率也極高，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致叉車的零件受到損壞。

2.2平臺(tái)試驗(yàn)法

美國運(yùn)輸協(xié)會(huì)層提出過平衡實(shí)驗(yàn)法，這種方法所闡述的基本內(nèi)容有：為叉車提出一定的規(guī)定和要求，保證叉車在各種狀態(tài)下均能實(shí)現(xiàn)一定的傾斜度。將一輛實(shí)際叉車放在一個(gè)提前設(shè)置好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，通過平臺(tái)試驗(yàn)對(duì)叉車穩(wěn)定性進(jìn)行確定，保障叉車在任何情況下均能保持穩(wěn)定［1］。

平臺(tái)實(shí)驗(yàn)法和重心原理法之間具有相同之處，叉車在運(yùn)行過程中會(huì)有重力、慣性力、風(fēng)力以及地面帶來的反力等對(duì)其產(chǎn)生一定的影響。在實(shí)驗(yàn)過程中，可以不計(jì)算微小的風(fēng)力，那么這些影響因素中最為關(guān)鍵，并且起著決定性作用的便是慣性力。在不同情況下作業(yè)的叉車，所承受的慣性有所不同。例如當(dāng)叉車在平地上運(yùn)行的過程中，不管是承重或者是空車其受到的慣性力均來自水平方向，叉車受到來自水平方向的力，這些力均在叉車的重心上。因此在進(jìn)行試驗(yàn)的過程中，需要結(jié)合實(shí)際工況，這樣才能保證叉車的穩(wěn)定性。

3　穩(wěn)定性試驗(yàn)一般規(guī)定

3.1縱向靜穩(wěn)定試驗(yàn)

工況，如果門架的狀態(tài)時(shí)垂直的，那么前軸和傾翻平臺(tái)的軸線之間相互平行，其具備的額定荷載會(huì)達(dá)到最高；指標(biāo)，將機(jī)械度控制在4%；用途，對(duì)堆垛進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，因?yàn)榭v向力可能對(duì)其存在一定的影響，這些影響包括地面不夠平整、門架向前傾倒或者向前制動(dòng)等。

3.2縱向動(dòng)穩(wěn)定試驗(yàn)

工況，當(dāng)門架的狀態(tài)時(shí)垂直的，前軸以及傾翻憑條上的軸線處于相平行狀態(tài)時(shí)，荷載額定，與此同時(shí)，使其起升到300mm。指標(biāo)，控制叉車的傾斜度，令其在18%。用途，主要是模仿滿載運(yùn)行。

3.3橫向靜穩(wěn)定試驗(yàn)

工況，當(dāng)門架在后方，叉車的前輪著地點(diǎn)與轉(zhuǎn)向橋鉸軸之間的連線和傾翻平臺(tái)的中心軸線之間處于相互平行的狀態(tài)；對(duì)其荷載做出額定，并且令其起升到最大高度。指標(biāo)，對(duì)其傾斜度進(jìn)行控制，使其在6%。用途，模仿堆垛作業(yè)中叉車所承受的橫向力情況。

3.4橫向動(dòng)穩(wěn)定試驗(yàn)

工況，使門架全部向后傾倒，這時(shí)叉車的前輪著地點(diǎn)和轉(zhuǎn)向橋鉸軸中心相互連接，同時(shí)其和傾翻臺(tái)中的軸線之間處于平行狀態(tài)，空載，并將其起升到300mm。指標(biāo)，控制器的傾斜度為（15+1va）%用途，模仿空載運(yùn)行過程中期承受的離心力。

4　不同提升高度的穩(wěn)定性分析

貨叉處于不同高度的仿真過程中，叉車應(yīng)當(dāng)此時(shí)靜止在水平面上，貨叉空載主要處于自由提升的高度，進(jìn)而使載荷的質(zhì)量從0開始取值，逐漸變化為3500kg。這時(shí)，對(duì)載荷變化過程中，對(duì)叉車后輪受力變化帶來的影響進(jìn)行詳細(xì)記錄。然后進(jìn)行貨叉位置的固定，使其在1500mm和3500mm的提升高度位置，將載荷質(zhì)量從0到3500kg變化，并測(cè)量叉車車輪的受力情況，對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行綜合性分析可以得出，對(duì)于不同的提升高度，后輪的受力荷載大小所產(chǎn)生的變化趨勢(shì)基本是一致的，但是其提升高度越高，后輪產(chǎn)生的受力曲線的斜率就越大，受力起伏變化也會(huì)越大，最后造成叉車提升工作的不穩(wěn)定［2］。

5　結(jié)語

在實(shí)際的使用過程中，叉車是在彈性輪胎上進(jìn)行支撐的，因此其傾翻的過程屬于一個(gè)動(dòng)態(tài)過程。可以建立叉車動(dòng)態(tài)傾翻動(dòng)力數(shù)學(xué)模型，對(duì)電子計(jì)算技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用，對(duì)叉車傾翻過程中所遵循的規(guī)律進(jìn)行總結(jié)。在橫向穩(wěn)定性研究過程中，就一定要對(duì)傾滑問題進(jìn)行研究。

［1］夏光，唐希雯，汪韶杰，彭建剛.內(nèi)燃平衡重叉車橫向穩(wěn)定性控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，04：385～389.

［2］蘇欣平，劉寅，朱潔，聶廣坤.基于MATLAB的叉車動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性分析與仿真［J］.中國工程機(jī)械學(xué)報(bào)，2015，02：145～147.