大噸位貨叉及其檢測(cè)裝置

國(guó)家工程機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心 陳寶強(qiáng)

　　一、前言
　　貨叉作為叉車的重要部件，越來(lái)越引起人們對(duì)其質(zhì)量的關(guān)注。尤其叉車列入特種設(shè)備以后，對(duì)貨叉的制造、檢驗(yàn)等方面提出了更高的要求：貨叉的各項(xiàng)性能應(yīng)滿足GB/T5182-1996《叉車貨叉技術(shù)要求和試驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)的要求。同時(shí)，叉車出口到歐盟，必須進(jìn)行“CE”安全認(rèn)證，歐盟的叉車相關(guān)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)也規(guī)定：貨叉必須滿足ISO2330：1995標(biāo)準(zhǔn)的要求。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容相同，其大噸位貨叉（單叉起重量不小于5000Kg）試驗(yàn)方法相類似。
　　國(guó)內(nèi)大噸位貨叉的檢測(cè)裝置幾乎為零，這樣給叉車特種設(shè)備的檢測(cè)和叉車出口帶來(lái)了很大不便，筆者在開發(fā)4000 Kg以下貨叉檢測(cè)裝置的同時(shí)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)大噸位貨叉的檢測(cè)裝置進(jìn)行了研究，提出了整體的設(shè)計(jì)方案。
　　二、檢測(cè)裝置的初步設(shè)計(jì)方案
　　根據(jù)GB/T5182-1996《叉車貨叉技術(shù)要求和試驗(yàn)》和ISO2330：1995標(biāo)準(zhǔn)的要求，貨叉樣品必須進(jìn)行屈服試驗(yàn)。
　　單根額定起重量在5000 Kg（含5000 Kg）以下的貨叉，試驗(yàn)載荷FT為其額定起重量C的三倍；
　　單根額定起重量大于5000 Kg的貨叉，其試驗(yàn)載荷FT=G×R
　　其中G為額定起重量
　　系數(shù)R=3－0.08(Q－10)，且R≥2.5
　　試驗(yàn)步驟：
　　貨叉的固定方式必須與其在叉車上的使用工況相同，并配有測(cè)量永久變形的長(zhǎng)度尺寸量具。
　　屈服試驗(yàn)必須無(wú)沖擊地加載兩次，兩次加載之間應(yīng)保持適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔，可定為10分鐘，每次加載時(shí)間保持30s。加載位置距貨叉垂直段前表面尺寸D（見圖1）。單根額定起重量小于5500 Kg時(shí)，D為載荷中心距。單根額定起重量大于5000（含5500）Kg時(shí)，D為叉車制造廠的規(guī)定值。

圖1

　　三、檢測(cè)裝置組成及試驗(yàn)原理：
　　根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，5000Kg以上貨叉檢測(cè)裝置原理圖見圖2。
　　1．該試驗(yàn)裝置主要有：加載裝置、貨叉定位裝置、載荷顯示裝置、液壓系統(tǒng)，測(cè)量裝置等。
　　2．試驗(yàn)原理：
　　2.1 貨叉定位貨叉固定在貨叉架上（大噸位貨叉一般為套筒式），貨叉架應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，承載能力為100噸。貨叉架上銷軸外套應(yīng)有不同規(guī)格，以適應(yīng)不同噸位的貨叉，貨叉架下部定位塊也應(yīng)根據(jù)貨叉的規(guī)格確定不同的厚度尺寸，貨叉固定應(yīng)結(jié)實(shí)可靠，無(wú)偏擺，貨叉上表面應(yīng)保證水平。
　　2.2 貨叉架安裝在滑軌上，靠尾部的移動(dòng)油缸調(diào)整貨叉及叉架前后位置，以確定貨叉載荷中心距或載荷加載位置，位置確定后鎖緊緊固螺栓。
　　2.3 加載裝置由加載油缸和油缸桿頭部的球形壓力傳感器、機(jī)架、載荷顯示裝置、液壓站組成。液壓站應(yīng)提供20MP壓力，液壓缸輸出壓力不小于80噸，其頭部球形壓力傳感器量程也應(yīng)達(dá)到80噸，顯示器精度保證為0.1。液壓缸以伺服油缸為首選，保證加載時(shí)油缸可微動(dòng)，加載平穩(wěn)。
載荷監(jiān)視器加載裝置液壓站移動(dòng)油缸移動(dòng)軌道和貨叉架貨叉和壓力傳感器

圖2

　　2.4 卸載后尺寸測(cè)量，貨叉架側(cè)端，裝有長(zhǎng)度測(cè)量裝置，在加載前測(cè)量一次（位置選在叉尖，測(cè)量時(shí)量具應(yīng)與貨叉平行），加載30s后進(jìn)行測(cè)量。間隔10分鐘后重復(fù)上述操作，檢驗(yàn)加載兩次后，貨叉是否有永久變形。
　　四、檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)方案確定與要求：
　　目前，國(guó)內(nèi)最大噸位叉車為45噸，因此，檢測(cè)裝置承載能力應(yīng)不小于45/2×3=67.5噸，可選定為80噸。相關(guān)油缸的支架、貨叉架、貨叉架移動(dòng)滑軌，固定螺栓應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核，滿足加載強(qiáng)度要求。由于加載時(shí)檢測(cè)裝置整體處于靜載荷狀態(tài)，因此設(shè)計(jì)時(shí)可以選取較小的安全系數(shù)。
　　液壓站的要求：液壓站能夠保證加載后，缸桿輸出力穩(wěn)定，即液壓系統(tǒng)輸出壓力穩(wěn)定，因此伺服油缸和液壓系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)相匹配。同時(shí)要求貨叉有彈性變形時(shí)，油缸可以隨動(dòng)，保證油缸輸出壓力不變。液壓站要有微調(diào)功能。
　　球形壓力傳感器，有自動(dòng)調(diào)心的功能，能夠保證壓力加載到一個(gè)點(diǎn)上，同時(shí)滿足載荷垂直加載于貨叉上表面。
　　數(shù)字式載荷顯示儀，監(jiān)測(cè)試驗(yàn)裝置加載工況，其安裝位置應(yīng)在液壓站附近，通過(guò)手動(dòng)液壓閥控制試驗(yàn)載荷保持穩(wěn)定。
　　貨叉架滑軌可加工為燕尾型式，在調(diào)整載荷位置時(shí)保持叉架、貨叉直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)固定螺栓分布均勻，定位可靠。因?yàn)榭v向調(diào)節(jié)阻力較小，所以油缸選擇缸徑可較小。
　　大噸位貨叉檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)制造，擴(kuò)大了貨叉試驗(yàn)的檢測(cè)范圍，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)大噸位貨叉的檢測(cè)裝置空白，為大噸位叉車型式試驗(yàn)中對(duì)零部件檢驗(yàn)增加了檢測(cè)設(shè)備，為滿足叉車產(chǎn)品出口檢驗(yàn)提供了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的保障。