關(guān)鍵詞：特種設(shè)備，叉車，設(shè)計，技術(shù)規(guī)程

0 引言

根據(jù)市場監(jiān)管總局全國特種設(shè)備安全狀況通報，截至2023年年底，全國特種設(shè)備總量達2128.91萬臺，其中場（廠）內(nèi)專用機動車輛（以下簡稱“場車”）205.25萬臺，占比9.64%；2023年，全國共發(fā)生特種設(shè)備及相關(guān)事故71起、死亡69人，其中，場車事故29起、死亡28人，占事故總起數(shù)的40.85%、死亡總?cè)藬?shù)的40.58%，占比較高[1]。近年來相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，場車萬臺設(shè)備事故率一直居高不下，安全形勢不容樂觀。為全鏈條抓好場車的設(shè)計、制造、改造、修理、使用、檢驗等環(huán)節(jié)監(jiān)督管理，市場監(jiān)管總局于2022年8月3日批準(zhǔn)發(fā)布TSG 81—2022《場（廠）內(nèi)專用機動車輛安全技術(shù)規(guī)程》[2]（以下簡稱“技術(shù)規(guī)程”），并于2022年12月1日起正式施行，TSG N0 0 01—2017和《廠內(nèi)機動車輛監(jiān)督檢驗規(guī)程》（國質(zhì)檢鍋〔2002〕16號）[3]同時廢止。

TSG 81—2022發(fā)布實施具有里程碑式意義，該技術(shù)規(guī)范是機電類特種設(shè)備領(lǐng)域的首部大規(guī)范，為后續(xù)電梯、起重機械技術(shù)規(guī)范整合形成大規(guī)范奠定重要基礎(chǔ)。技術(shù)規(guī)程優(yōu)化了場車的基本安全要求，進一步明確了使用管理相關(guān)要求，增加和完善了型式試驗和檢驗的程序、項目、內(nèi)容、方法和要求等，為更好地指導(dǎo)和規(guī)范場車安全工作提供了依據(jù)。設(shè)計環(huán)節(jié)是產(chǎn)品制造過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它直接決定了產(chǎn)品的性能、安全性、可靠性、制造成本以及用戶體驗等多個方面。因此，在叉車制造過程中，必須高度重視設(shè)計環(huán)節(jié)的工作，確保設(shè)計方案的合理性和可行性。本文著重就技術(shù)規(guī)程及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對叉車的設(shè)計要求展開探討，以期為叉車制造、使用、檢驗單位及監(jiān)管部門提供有益的參考和指導(dǎo)。

1 基本要求

叉車設(shè)計應(yīng)當(dāng)全面掌握車輛安全運行的相關(guān)法規(guī)、技術(shù)規(guī)范、安全基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的安全規(guī)定以及產(chǎn)品使用環(huán)境適用性，這樣制造的產(chǎn)品才能滿足預(yù)期使用行業(yè)、工作環(huán)境的要求。由于叉車一般由司機駕駛和操作，所以設(shè)計時應(yīng)當(dāng)充分考慮司機正常工作狀態(tài)的條件以及人體工程學(xué)原理。這些工作條件包括司機座椅、站位空間尺寸、噪聲、振動、燙傷、污染排放、視野、照明、機械防護措施等。另外，基本要求還規(guī)定了銘牌、安全標(biāo)志（圖1）及其說明應(yīng)當(dāng)設(shè)置在車輛的顯著位置，確保不被其他物品遮蔽，方便使用管理、監(jiān)督和檢驗等過程對叉車生產(chǎn)制造信息的有效追溯；此外，叉車上至少應(yīng)當(dāng)留有一處安裝車牌的位置，且該位置的尺寸應(yīng)當(dāng)符合TSG 07—2019《特種設(shè)備使用管理規(guī)則》要求，該預(yù)留位置應(yīng)無遮擋，尺寸大小至少應(yīng)滿足440mm×140 mm，以方便使用管理和部門監(jiān)管[4]。

2 設(shè)計文件

叉車設(shè)計文件是綜合性技術(shù)文件系統(tǒng)，涵蓋了從設(shè)計任務(wù)書到組裝及使用維護保養(yǎng)說明的各個方面，以確保叉車在設(shè)計、制造、使用和維護過程中的安全性和可靠性，目的是保證產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯。設(shè)計文件通常包括圖樣目錄、設(shè)計圖樣、設(shè)計任務(wù)書、設(shè)計計算書、使用維護說明書、出廠隨機文件清單等，而設(shè)計圖、計算書及使用維護說明書中主要技術(shù)參數(shù)應(yīng)當(dāng)確保一致。

2.1 設(shè)計任務(wù)書

設(shè)計任務(wù)書或稱為設(shè)計方案，是設(shè)計工作的任務(wù)來源輸入和依據(jù)，內(nèi)容齊全的設(shè)計任務(wù)書至少應(yīng)包含：設(shè)計依據(jù)、主要功能及用途、工作環(huán)境要求、主要技術(shù)參數(shù)等。

2.2 設(shè)計圖樣

設(shè)計圖樣是叉車設(shè)計的具體表現(xiàn)形式，應(yīng)當(dāng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，滿足制造、修理和檢驗需要，且簽署齊全，包括總圖、主要結(jié)構(gòu)件圖、電機等主要零部件圖、裝配圖、控制系統(tǒng)原理圖、圖樣明細表、外購件及標(biāo)準(zhǔn)件明細表等。其中控制系統(tǒng)原理圖一般包括電氣、液壓、氣動等控制系統(tǒng)的原理圖。需要強調(diào)的是，TSG 07—2019《特種設(shè)備生產(chǎn)和充裝單位許可規(guī)則》質(zhì)量保證體系基本要求中規(guī)定了叉車生產(chǎn)單位的設(shè)計文件上需要簽署相關(guān)責(zé)任人員意見及姓名，明確要求抓好重點環(huán)節(jié)的質(zhì)量管控。

2.3 設(shè)計計算書

與起重機械生產(chǎn)類似，設(shè)計計算書是叉車設(shè)計過程中必不可少的技術(shù)文件，它需要滿足設(shè)計任務(wù)書的要求。技術(shù)規(guī)范規(guī)定計算書至少包括：

（1）貨叉、貨叉架、車架、門架等主要受力結(jié)構(gòu)件強度、剛度的設(shè)計計算或者測試分析報告；

（2）發(fā)動機、行走電機、制動器等主要工作機構(gòu)部件的選型計算報告；

（3）整機穩(wěn)定性測試分析報告或者計算書、標(biāo)示叉車額定起重量和實際起重量的載荷曲線圖（圖2）或者載荷表（表1）。且載荷曲線圖或者載荷表應(yīng)清晰且永久固定于叉車的明顯位置。叉車整機穩(wěn)定性是其產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)，GB/T 26949.1—2012《工業(yè)車輛穩(wěn)定性驗證 第1部分 總則》4.1條款表明：如果叉車通過本標(biāo)準(zhǔn)全部試驗而不傾翻或通過計算滿足要求的，則認為是穩(wěn)定的[5]。

2.4 使用維護說明書

設(shè)計者應(yīng)為用戶提供詳細的叉車使用維護說明書，包括主要性能參數(shù)、用途及其對使用環(huán)境的要求；制動、電氣、液壓、氣動等系統(tǒng)原理圖及其相應(yīng)說明；操作、使用、維護說明及其要求；安全裝置、安全標(biāo)志的位置說明及安全注意事項等，以便于用戶正確使用和維護叉車。

GB/T 9969—2008《工業(yè)產(chǎn)品使用說明書 總則》中的3.3要求“使用說明書應(yīng)明確給出產(chǎn)品用途和適用范圍，并根據(jù)產(chǎn)品的特點和需要給出主要結(jié)構(gòu)、性能、型號、規(guī)格和正確吊運、安裝、使用、操作、維修、保養(yǎng)和貯存等方法，以及保護操作者和產(chǎn)品的安全措施。若需要，可提供安裝、維修使用說明書”，本技術(shù)規(guī)程結(jié)合叉車產(chǎn)品特點，提出使用維護說明書基本內(nèi)容要求[6]。

叉車作為特種設(shè)備，在產(chǎn)品設(shè)計時，對于使用環(huán)節(jié)無法消除的剩余安全風(fēng)險，需要操作者合理操作才能規(guī)避，這些使用信息最終通過使用說明書的方式提供給使用者。這些設(shè)計采取保護措施后的剩余安全風(fēng)險，需要操作者正確理解才可能有效規(guī)避，所以提供包括對于叉車安全裝置、安全監(jiān)控裝置和安全標(biāo)志的位置與說明、安全注意事項的詳盡內(nèi)容，應(yīng)在產(chǎn)品設(shè)計環(huán)節(jié)確定。

綜上所述，叉車設(shè)計文件的要求是多方面的，旨在確保叉車的安全性、可靠性和高效性。因此，設(shè)計者在編制設(shè)計文件時，應(yīng)充分考慮以上各方面的要求，并嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范進行操作。

3 主受力結(jié)構(gòu)件

叉車的主要受力結(jié)構(gòu)件包括車架、門架、貨叉架、貨叉，應(yīng)當(dāng)具有足夠的強度和剛度。在強度試驗和偏載試驗中，不發(fā)生永久變形或者損壞，門架之間、貨叉架與門架之間活動自如，無阻滯現(xiàn)象及異常響聲。根據(jù)GB/T 10827.1—2014《工業(yè)車輛安全要求和驗證 第1部分 自行式工業(yè)車輛（除無人駕駛車輛、伸縮臂式叉車和載運車）》，強度試驗除了包括1.33倍標(biāo)準(zhǔn)起升高度和標(biāo)準(zhǔn)載荷中心距時的額定起重量試驗，還應(yīng)包括1.33倍最大起升高度時的實際起重量試驗[7]。

實心截面貨叉的符合性判定可以由整機制造廠質(zhì)量抽查，也可以由貨叉制造商提供滿足GB/ T5182—2008《叉車 貨叉 技術(shù)要求和試驗方法》標(biāo)準(zhǔn)要求的試驗報告[8]。

4 主要零部件

技術(shù)規(guī)范中明確提到的叉車主要零部件包括電動機、輪胎和起升鏈條。

4.1 電動機

電動叉車電動機的絕緣等級不低于F級。與上版規(guī)程不同的是新版規(guī)程考慮到不同類型場車對行走電機工作制的要求不一致，相應(yīng)取消了對“行走電動機應(yīng)當(dāng)采用60 min（S2）工作制”這一要求。

4.2 輪胎

輪胎應(yīng)當(dāng)滿足使用場地的要求。叉車輪胎的技術(shù)要求涵蓋了輪胎選擇與匹配、氣壓管理、輪胎維護與保養(yǎng)以及安全要求等多個方面。叉車輪胎主要分為充氣輪胎和實心輪胎兩種。充氣輪胎具有較好的彈性和減震性能，適用于多種路面條件；而實心輪胎則適合在惡劣的工作環(huán)境，如高溫、重載或地面尖銳物體較多的場合使用。叉車輪胎的花紋設(shè)計會影響其牽引力和耐磨性。在選擇時，應(yīng)根據(jù)叉車的使用環(huán)境和路面條件來確定。例如，光面胎適合平整的室內(nèi)環(huán)境，而帶花紋的輪胎則適合室外或濕滑的地面。此外，需要注意輪胎拆裝安全，尤其是采用對開式輪輞的充氣輪胎，其機構(gòu)設(shè)計必須保證車輪從車上拆下后，方能松動輪輞螺栓。

4.3 起升鏈條

叉車起升鏈條的最小安全系數(shù)應(yīng)當(dāng)符合GB/T10827.1—2014中4.6.1的要求。當(dāng)起升裝置包括一根或幾根鏈條時，車輛制造商應(yīng)只能使用板式鏈或滾子鏈。在滿載狀態(tài)下，這些鏈條應(yīng)具有一個最小安全系數(shù)K 。K可通標(biāo)準(zhǔn)中的公式進行計算。另外，最小安全系數(shù)K，還應(yīng)符合：

（1）額定起重量不大于10，000 kg的車輛，K 不應(yīng)小于5；

（2）額定起重量大于10，000 kg的車輛，K =5-0.2（Q'-10），但不能小于4，式中Q '為車輛的額定起重量，單位為噸（t）[7]。

5 系統(tǒng)與裝置

叉車系統(tǒng)主要包括動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣和控制系統(tǒng)。技術(shù)規(guī)范中該部分技術(shù)要求主要引用GB/T 10827.1—2014有關(guān)條款。

5.1 動力系統(tǒng)

5.1.1 電動叉車

對于以蓄電池為動力源的叉車要求：一是需設(shè)置蓄電池固定裝置，標(biāo)稱直流電壓超過120 V的蓄電池，還應(yīng)設(shè)置防護措施，確保蓄電池箱未經(jīng)允許時不能被打開；二是金屬蓋板或者非金屬蓋板的金屬部件與蓄電池外露帶電部分之間間隙數(shù)值規(guī)定。

5.1.2 罩殼防護裝置

叉車罩殼處設(shè)置防止意外關(guān)閉的裝置。GB/ T10827.1—2014完善了防止叉車蓄電池罩或發(fā)動機罩以外關(guān)閉的要求。較TSG N0001—2017，本技術(shù)規(guī)程進一步合理化要求當(dāng)罩殼以外關(guān)閉可能對相關(guān)人員造成傷害才要求增加防護裝置，實際中如部分類型叉車使用塑料蓋板、側(cè)面開啟罩殼等，即使出現(xiàn)意外關(guān)閉情況也不會對人員造成傷害，則本條款可不執(zhí)行。罩殼打開后由于意外關(guān)閉會造成傷害的，應(yīng)當(dāng)置防止意外關(guān)閉的裝置并且永久地固定在車輛上或者安裝在車輛的安全處。

5.2 傳動系統(tǒng)

5.2.1 靜壓傳動叉車

要求必須處于制動狀態(tài)時才能啟動發(fā)動機。這是基于啟動安全風(fēng)險的設(shè)計要求，假設(shè)無此項聯(lián)動要求，駕駛員無意中啟動運行控制裝置，會造成運行風(fēng)險。

5.2.2 機械、液力傳動叉車

應(yīng)當(dāng)配備在傳動裝置處于接合狀態(tài)時，能防止發(fā)動機啟動的裝置。這一要求同5.2.1條款，符合GB/T 10827.1—2014中的4.2.2.2規(guī)定“內(nèi)燃車輛應(yīng)配備一種裝置，當(dāng)傳動裝置處于接合狀態(tài)時，該裝置能防止發(fā)動機啟動”。同樣也是為了防止在傳動裝置處于接合狀態(tài)時發(fā)動機啟動可能導(dǎo)致的叉車意外運行。

5.3 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

叉車應(yīng)當(dāng)具有良好的直線行駛性能和轉(zhuǎn)向跟隨性；轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)動靈活、操縱方便、無卡滯，在任意轉(zhuǎn)向操作時不得與其他部件有干涉。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能是按照駕駛員的意愿控制車輛的行駛方向，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對車輛的行駛安全至關(guān)重要。隨著制造技術(shù)的進步，目前，大部分在用叉車采用動力轉(zhuǎn)向，全液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在平衡重式叉車中尤其常見。由于叉車的作業(yè)場地和行駛通道較狹窄，作業(yè)時換向頻繁，而且經(jīng)常需要以最小半徑轉(zhuǎn)向，因此要求轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作可靠，操縱輕便，動作靈敏。此外，與其他機動車輛一樣，順時針打方向控制右轉(zhuǎn)是人們公認的習(xí)慣。

5.4 制動系統(tǒng)

5.4.1 制動裝置

叉車應(yīng)當(dāng)設(shè)置行車、駐車制動系統(tǒng)，并且有相應(yīng)的制動裝置。根據(jù)GB/T 18849—2011《機動工業(yè)車輛制動器性能和零件》，兩套制動系統(tǒng)可以使用同一制動部件，例如制動蹄、制動鼓和有關(guān)的傳動件；坐駕式叉車的行車、駐車制動系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)由獨立制動驅(qū)動機構(gòu)操作；駐車制動系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)通過純機械裝置把工作部件鎖止，手柄操縱的駐車制動控制裝置應(yīng)當(dāng)有防止意外釋放的功能[9]。

從功能上區(qū)分，行車制動系統(tǒng)是車輛行駛中隨時控制車速，及時減速以致停車，從而確保車輛行駛安全的系統(tǒng)；駐車制動系統(tǒng)是車輛停止后防止滑溜（坡道），輔助控制坡道起步，以及行車制動效能失效后臨時使用或配合行車制動系統(tǒng)進行緊急制動的系統(tǒng)。駐車制動系統(tǒng)對于叉車的安全極為重要，現(xiàn)實中由于駐車不可靠造成溜車?yán)^而引發(fā)安全事故并不鮮見。因此，為確保叉車的駐車可靠性，要求駐車制動力是通過機械裝置產(chǎn)生的，同時要求手柄操縱的駐車控制裝置應(yīng)配有防止意外釋放的功能，如在手剎柄頂端設(shè)置釋放按鈕，按鈕不按下，手剎柄無法釋放。需要明確的是，行車制動系統(tǒng)與停車制動系統(tǒng)應(yīng)由獨立的裝置進行操作的要求，不適用于站駕式和步駕式機動工業(yè)車輛。

5.4.2 制動器性能

叉車制動器的性能應(yīng)當(dāng)符合GB/ T 188 49—2011的要求，推薦性標(biāo)準(zhǔn)一旦被安全技術(shù)規(guī)范引用，則需要設(shè)計者強制執(zhí)行。叉車制動和運行踏板的布置要求應(yīng)符合人機工程學(xué)原理，保證駕駛員有舒適的操作位置、適度的操作力和少量的操作次數(shù)，符合GB/T 26562《自行式坐駕工業(yè)車輛踏板的結(jié)構(gòu)與布置 踏板的結(jié)構(gòu)與布置原則》。

5.5 液壓系統(tǒng)

叉車應(yīng)當(dāng)設(shè)置能防止系統(tǒng)內(nèi)壓力超過預(yù)定值的裝置，液壓系統(tǒng)用軟管、硬管和接頭至少能承受液壓回路3倍的工作壓力。本條與前版TSG N0001-2017相關(guān)要求相同。

5.6 電控系統(tǒng)

5.6.1 啟動裝置

叉車的啟動應(yīng)當(dāng)通過鑰匙、密碼或者磁卡等開關(guān)裝置；控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有欠電壓、過電流、過熱和過電壓保護功能；電氣系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)采用雙線制；需設(shè)置非自動復(fù)位且能切斷所有驅(qū)動部件電源的緊急切斷裝置。

啟動開關(guān)裝置的作用是接通或切斷起動機、點火和電器線路，通常分幾個擋位執(zhí)行?！半p線制”的要求為觀光車輛和叉車的共同要求，從電源到用電設(shè)備有兩根導(dǎo)線構(gòu)成回路，即為雙線制，也就是說“負極搭鐵”的接線方式是不允許的，電源的負極是跟隨正極連接到用電設(shè)備上的。GB/T 21268—2014《非公路用旅游觀光車通用技術(shù)條件》中的5.10.1規(guī)定“應(yīng)采用雙線制，保證良好的絕緣，控制部分應(yīng)可靠”，該條規(guī)定同樣適用于叉車。本規(guī)程中緊急切斷裝置切斷的是驅(qū)動部件電源，需要注意，當(dāng)切斷驅(qū)動部件電源保留車輛的附件電源時，附件電部件應(yīng)能正常發(fā)出提示與警示信號，如制動燈、轉(zhuǎn)向燈、危險警報燈、喇叭等，有利于發(fā)生意外時車輛信號傳遞，減少事故損失。

5.6.2 照明裝置

坐駕式平衡重式叉車和坐駕式側(cè)面式叉車應(yīng)當(dāng)設(shè)置前照燈、制動燈轉(zhuǎn)向燈等照明和信號裝置，其他叉車可根據(jù)使用工況設(shè)置照明和信號裝置。本要求解決了TSG N0 0 01—2017中站駕、步駕式平衡重式叉車照明與信號裝置設(shè)置的困擾。GB/ T10827.1—2014中4.10.2的解釋更加合理，其規(guī)定“乘駕式車輛應(yīng)在設(shè)計上為安裝照明燈、工作燈和信號燈留有接口，且安裝時要按照制造商的說明操作”。

5.7 保護與防護裝置

5.7.1 警示裝置

技術(shù)規(guī)程要求乘駕式叉車應(yīng)當(dāng)設(shè)置由司機控制、能夠發(fā)出清晰聲響的警示裝置，至少包括喇叭、倒車蜂鳴器。警示裝置是用來警告行人和引起其他車輛注意，保證作業(yè)安全，同時還用于催行與傳遞信號。司機側(cè)站或者側(cè)坐駕駛的叉車可不設(shè)置倒車蜂鳴器，這一要求與TSG N0001—2017相比，調(diào)整了適用場車類型范圍，不再包括步駕式車輛，要求更為合理。

5.7.2 防護裝置

技術(shù)規(guī)程要求叉車應(yīng)配置司機防護約束裝置、護頂架、側(cè)面防護裝置、下降限速裝置、門架前傾自鎖裝置、防止爆管裝置、防越程裝置、防止貨叉意外側(cè)向滑移或者脫落裝置、車輪防護罩、擋貨架、司機坐/站姿狀態(tài)感知系統(tǒng)及司機權(quán)限信息采集器等。

新版技術(shù)規(guī)程在TSG N0001—2017的基礎(chǔ)上，根據(jù)GB/T 10827.1—2014進行了修改，明確了最大起升高度大于1800 mm的乘駕式叉車，應(yīng)當(dāng)安裝符合GB/T 5143《工業(yè)車輛護頂架 技術(shù)要求和試驗方法》要求的護頂架。增加了沒有安裝護頂架的帶有折疊站板的步駕式叉車，當(dāng)側(cè)面防護裝置處于其保護位置時，應(yīng)當(dāng)采取措施以防起升高度大于1800mm。新增了乘駕式電動叉車、電液換向的乘駕式內(nèi)燃平衡重式叉車電波換向的乘駕式內(nèi)燃側(cè)面式叉車，應(yīng)當(dāng)設(shè)置司機坐/站姿狀態(tài)感知系統(tǒng)的要求。另外，根據(jù)安全監(jiān)控的要求，新增了通過指紋、虹膜、人臉特征等生物信息或者磁卡等與個人身份信息唯一綁定的媒介來驗證司機操作權(quán)限的要求。與技術(shù)規(guī)程2.5.6.1（1）要求“啟動應(yīng)設(shè)置開關(guān)裝置”有所不同，本條規(guī)定旨在解決司機授權(quán)的溯源問題。

此外，本技術(shù)規(guī)程對叉車的載荷裝卸裝置以及防爆性能等方面的設(shè)計也作出了具體規(guī)定，在此不一一贅述。

6 結(jié)語

按照中國人民共和國《特種設(shè)備安全法》規(guī)定，特種設(shè)備應(yīng)嚴(yán)格按照相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范實施生產(chǎn)，TSG 81—2022《場（廠）內(nèi)專用機動車輛安全技術(shù)規(guī)程》作為機電類特種設(shè)備的首部大規(guī)程，是叉車生產(chǎn)（含設(shè)計、制造、安裝、改造、修理）、使用、檢驗和監(jiān)管的重要依據(jù)。本文在與前版TSGN0001—2017《場（廠）內(nèi)專用機動車輛安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》對比分析的基礎(chǔ)上，對叉車新技術(shù)規(guī)程及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計要求進行了深入解讀，為叉車生產(chǎn)、檢驗和使用管理者提供參考。