摘要：本文主要研究了缩臂叉车防倾翻保护系统，在总结和分析缩臂叉车倾翻事故的原因的基础上，对于如何更好的防止缩臂叉车倾翻进行了总结，提出了一些简单的系统设计方案，可供今后参考。
关键词：缩臂叉车，防倾翻保护系统，设计
前言
在使用缩臂叉车的过程中，一旦处理不当或者叉车本身的安全问题，都会可能出现倾翻的事故，在这样的情况下极为危险的，为此，我们有必要进一步总结缩臂叉车防倾翻的系统设计思路和方法。
1、国内伸缩臂叉装车的研究发展现状
伸缩臂叉车总体结构从功能上看由两大部分组成:下面的行走系统和上面的工作装置系统。如果从伸缩臂叉车的总体结构来看，又可由五大部分组成:前端的作业属具，中间的臂架系统和底盘系统。在伸缩臂叉车工作过程中，先行驶到货物附近，然后由货叉将物料装起，再行驶到目标地点，然后由臂架将货物举升到目标位置并卸下。
我国第一台伸缩臂叉装车是由厦门嘉丰机械厂生产出来的，随后大部分生产厂家都采取用高校进行产学研一体合作的方式进行新产品的开发与研究，目前也己经研制开发出了许多种型号的伸缩臂叉装车。虽然目前国内生产伸缩臂叉装车的厂家越来越多，但是伸缩臂叉装车整体在我过的发展还是非常缓慢的，市场占有率还是非常低下的。目前己经有很多国内大型工程机械企业己经研发生产出伸缩臂叉装车，或者正准备进入这个行业，而在2011年徐工集团与委内瑞拉石油公司签定的亿元合同出口大批工程机械中更是展示出了高技术的三节臂伸缩臂叉装车，令人注目。
2、几种行走系统的比较
伸缩臂叉装车作为一种多用途起重搬运设备，集稳定性和高工效于一身，而且能适合于多种物料搬运环境的新型叉车，它在行走系统上的要求与传动叉车有不少相似之处。伸缩臂叉装车是依靠柴油机作为动力源，靠轮胎产生的切线牵引力来驱动车辆行走，依靠汽车起重机的伸缩臂来完成举升和搬用作业的。在其工作过程中，发动机带动油泵产生的扭矩，通过马达经变速箱传递给驱动桥，然后通过驱动桥带动行走轮胎，达到使车辆行走的目的。与一般传统叉车的区别在于:传统叉车常用的门架式结构使得其在工作时货物集中在车辆的前方，只要靠车身的自重与之平衡即可。而伸缩臂叉装车由于其伸缩臂进行叉装工作时会产生很大的倾翻力矩，所以一般将伸缩臂叉装车的臂架和发动机安装在车架后方，并且还要设计前端平衡支腿。防止臂架在工作时候由于重心问题发生倾翻。
行走系统的传动方式主要分为机械传动、电传动、液力传动和液压传动四种。机械传动就是将发动机的输出扭矩通过变速箱和机械传动机构传递给车轮进行行走，它的结构比较简单，成本低，而且效率较高，普遍使用在整个汽车行业。但是机械传动采用的有级变速必须靠人为手动去改变变速箱的传动比来获得比较满意的动力性，这就使得驾驶员的劳动强度大大增加，而且容易造成驾驶员的疲劳，对行驶安全有一定的隐患。所以机械传动一般适合于车速比较平稳的连作业的机械上。
电传动主要是以电机作为动力源，再辅助以电控系统和机械传动机构来实现行走，它在节能减排和环保方面具有强大的竞争力，而且利用电动机无级调速的功能可以取代机械式变速器，而且制动性能较好，能更好的实现机械电子一体化控制技术。但是一般的同功率的电机尺寸和重量都比液压组件大的多，而且价格比较昂贵。
液力传动其实是纯机械传动的一种新的发展形式，是将发动机的输出扭矩通过液力变矩器传递给变速箱，再经过驱动桥和减速器等装置传递给车轮，最大的优点是输出扭矩一一转速特性曲线非常良好，装备液力变矩器的汽车能减少速度死区和传动桥的振动，提高了汽车的安全性，但是它的传递效率比较低下。
液压传动是以液压泵为动力装置，通过控制阀或者直接由泵控制驱动马达达到行走目的。整个系统结构紧凑，功率重量比高，而且无需借助变速装置就可进行无级调速，而且操作和控制方式非常多样，传动性能和效率非常好，因此静液压传动技术被越来越多的应用在工程机械领域[}2},so}。因此本论文研究的伸缩臂叉装车采用的就是静液压驱动。
3、叉车倾翻事故
在国内叉车的使用中发生行驶侧翻的频率是很高的，例如：一个杂货码头的某公司共有100多台叉车，在某两年内发生６宗叉车侧翻事故。侧翻是叉车在装卸中属多发事故，客观原因是由于是叉车转弯时的离心力的作用，以及叉车在侧向斜坡上行驶时由于重力沿斜坡方向的分力的作用等；主要原因则是司机没有严格按照规章制度的要求去做。国外对侧翻事故的统计报道，侧翻占事故总数的21%。
4、缩臂叉车防倾翻保护系统设计方案
为保证伸缩臂叉车行驶和作业的安全，需要设计一套防侧翻系统，在调研国内外相关技术的基础上，提出如下解决方案：
（1）根据整车载荷分布的平衡方程，理论分析作业载荷的安全运动轨迹；
（2）根据安全作业的要求，确定载荷控制的阈值；
（3）力矩传感器装置选型；
（4）安全控制电路设计；
4.1力矩传感器装置
要想让伸缩臂叉车承载行走和作业的时候避免出现倾翻，就要采取更好的实时监测措施，观察桥载荷的变化。当前，可以采用的测量驱动桥承载载荷变化的方式包括了应变测量法、气压测量法、角度测量法等、在这些方法之中，应变测量法有诸多优点，比如，它的准确度高，抗干扰能力强，安装方便等等，不过，它的力矩传感装置价格相对偏高。通过对国内外伸缩臂叉车使用情况的调研分析，用应变测量法通过原装进口的高性能力矩传感装置，监测后桥承载后的载荷变化。该力矩传感器装置主要包括称重感应器和力矩显示器，称重感应器可直接安装在驱动桥上表面，根据承载载荷的不同监测应变的变化，力矩显示器处理应变信号，显示不同的承载状态。
4.2安全控制电路
根据力矩传感装置的监测信息和载荷阈值的控制要求，并结合实际使用工况，设计了一种安全控制电路，用于预警危险状态，并控制危险状态下作业手柄的某些操作功能，具体逻辑关系如图1所示。
图1 控制系统逻辑关系
安全控制电路作为整车防倾翻保护系统的控制核心，其控制原理如图2所示。
图2 安全控制电路原理
结束语
综上所述，在今后应用缩臂叉车的过程中，要更加清楚的掌握叉车的倾翻的原因，进而采取更好的保护系统，在设计保护系统的过程中，进一步打造更好的方案，本文总结了缩臂叉车防倾翻的系统设计方案和方法，可供今后借鉴。
参考文献
[1]段全军,李元松,金汝灯,方晓晖.伸缩臂叉车货叉调平机构的优化[J].起重运输机械,2012(01):59-62.
[2]叶庆林.WSM1120型伸缩臂吊装车的技术特点[J].石材,2012(08):15-18.
论文作者:华少俊,陈琰枫
论文发表刊物:《防护工程》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/24
标签：叉车论文; 伸缩论文; 系统论文; 力矩论文; 载荷论文; 作业论文; 装置论文; 《防护工程》2018年第2期论文;