一種叉車傾翻裝置新型結(jié)構(gòu)設(shè)計

王冬艷， 鐘繼萍， 張克軍

（安徽合力股份有限公司工業(yè)車輛安徽省重點實驗室，合肥 230601）

一種叉車傾翻裝置新型結(jié)構(gòu)設(shè)計

王冬艷， 鐘繼萍， 張克軍

（安徽合力股份有限公司工業(yè)車輛安徽省重點實驗室，合肥 230601）

特殊工況下，要求叉車必須實現(xiàn)不同使用功能。一種叉車新型傾翻裝置，包括固定架、液壓缸及工作鏟斗，可以使工作鏟斗上下翻轉(zhuǎn)一定角度，方便貨物裝卸，提高工作效率；普通的傾翻裝置結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，生產(chǎn)制造難度較大；此種新型傾翻裝置，滿足強(qiáng)度要求，同時結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)制造流程簡化，效益顯著。

叉車；傾翻裝置；工作鏟斗；新型結(jié)構(gòu)

1 引言

屬具是叉車工作裝置的一部分，叉車配裝屬具后可以實現(xiàn)不同的使用功能，提高叉車適用范圍；該傾翻裝置是雙液壓缸整體式結(jié)構(gòu)，將固定架安裝在叉車門架上，取消原有叉車貨叉架，通過固定架上滾輪與門架的導(dǎo)向槽配合，固定架下端掛鏈板用以與叉車的升降機(jī)構(gòu)連接。

液壓缸下端與固定架上端通過銷軸鉸接，液壓缸可以相對固定架前后自由擺動一定角度，工作鏟斗分別與固定架及液壓缸的活塞桿鉸接，且可隨活塞桿的伸縮繞固定架上的鉸接軸上下翻轉(zhuǎn)。在叉車裝卸貨物時，可以使工作鏟斗下翻一定角度傾倒貨物；運送時，可以使工作鏟斗上翻一定角度，使貨物的重心移向后方，提高叉車載重量和增加貨物運送途中的平穩(wěn)性。另外，叉車可以作為鏟車使用，清理垃圾或者雜物，運載小件或者散裝顆粒，擴(kuò)大了叉車使用范圍。

2 普通傾翻裝置結(jié)構(gòu)特點

如圖 1，普通傾翻裝置結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工作鏟斗8底部焊接長方形貨叉插入孔，傾翻貨叉9插入到貨叉孔內(nèi)，并在貨叉后側(cè)用固定銷軸7與工作鏟斗8連接固定，兩者一起掛裝在傾翻支架4上，靠活塞桿的伸縮帶動傾翻支架4翻轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動工作鏟斗8上下翻轉(zhuǎn)；因零部件較多，制造、安裝累積的誤差，導(dǎo)致傾翻角度很難保證。工作鏟斗不可直接推鏟貨物，需人工裝滿后傾倒，內(nèi)側(cè)有貨叉安裝孔凸臺，影響貨物傾倒干凈；雙液壓缸接頭位于工作鏟斗正后方，上翻角度過大時，工作鏟斗8后側(cè)面容易與油缸接頭10及高壓油管干涉，散裝貨物易掉落到油管上。同時，該結(jié)構(gòu)失載距較大，叉車承載能力降低。工作鏟斗多為碳鋼材質(zhì)，使用工況受限等。優(yōu)點：工作鏟斗可單獨取下，當(dāng)不需要使用工作鏟斗時，可作為傾翻貨叉使用。

圖1 普通傾翻裝置結(jié)構(gòu)

3 新型傾翻裝置結(jié)構(gòu)特點

如圖2，新型結(jié)構(gòu)較簡單，液壓缸活塞桿的伸縮直接帶動工作鏟斗3上下翻轉(zhuǎn)，適當(dāng)控制油缸行程，上下翻轉(zhuǎn)角度即可準(zhǔn)確達(dá)到要求；油缸接頭7位于固定架中后側(cè)，工作鏟斗3不易與油缸接頭7及高壓油管發(fā)生干涉，新型結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)上翻45°，使鏟斗口與地面平行，在水平運送過程中，防止貨物顛簸灑落；下翻50°，貨物可一次傾倒干凈。固定架2側(cè)板上預(yù)留膠管安裝孔，膠管穿過側(cè)板與油缸接頭連接，油路布置較為簡單，油管接頭增加了防護(hù)板。

圖2 新型傾翻裝置結(jié)構(gòu)

新型結(jié)構(gòu)相對普通型傾翻裝置減少了傾翻支架、傾翻貨叉、固定銷軸等零部件，結(jié)構(gòu)簡單，自重輕，失載距小，較配裝普通型傾翻裝置的叉車，提高整車綜合承載能力，增加承載貨物容積。工作鏟斗底部為平面，可以直接推鏟貨物，減少人力勞動，提高工作效率；工作鏟斗可采用不銹鋼材質(zhì)，滿足強(qiáng)度、剛度的使用要求，防止受潮生銹，可適用于食品行業(yè)。因此新型結(jié)構(gòu)傾翻裝置結(jié)構(gòu)更合理，使用方便，適用范圍廣，在一種需帶工作鏟斗作業(yè)工況時，選擇新型結(jié)構(gòu)，可以提高叉車使用效率。

4 新型工作鏟斗結(jié)構(gòu)CAE優(yōu)化分析

新型與普通型傾翻裝置固定架結(jié)構(gòu)類似，工作鏟斗結(jié)構(gòu)及受力狀況各不同，對新型結(jié)構(gòu)工作鏟斗，材質(zhì)采用不銹鋼，施加800kg載荷及約束條件，進(jìn)行三種工況下應(yīng)力及變形情況分析：（1）水平位置工況，工作鏟斗的最大應(yīng)力發(fā)生在焊接支座上方位置，最大應(yīng)力為45MPa，工作鏟斗的最大變形為0.24mm；（2）上翻45°工況，工作鏟斗的最大應(yīng)力發(fā)生在兩焊接支座及中間位置，最大應(yīng)力為101.8MPa，工作鏟斗的最大變形為0.978mm；（3）下翻50°工況，工作鏟斗的最大應(yīng)力發(fā)生在焊接支座下方位置，最大應(yīng)力為80MPa，下翻50°工況下工作鏟斗的最大變形為0.55mm。

通過CAE分析，三種工況下工作鏟斗的最大應(yīng)力發(fā)生在傾翻斗上翻45°工況，最大應(yīng)力101.8MPa，最大變形0.978mm，即上翻45°工況受力嚴(yán)重，只需對該工況下進(jìn)行優(yōu)化分析，疲勞壽命預(yù)測分析等，即可滿足使用要求。

圖3、圖4為上翻45°工況位置時，工作鏟斗CAE優(yōu)化分析應(yīng)力及變形云圖。

圖3 應(yīng)力云圖（上翻45°）

圖4 變形云圖（上翻45°）

5 結(jié)論

通過對比分析，新型傾翻裝置設(shè)計結(jié)構(gòu)簡化，自重輕，失載距小，安裝使用方便，在同樣使用工況條件下，其可以代替普通型傾翻裝置使用，特殊材質(zhì)的采用，使用工況廣泛；同時叉車配裝該新型傾翻裝置生產(chǎn)效率提高，可為企業(yè)創(chuàng)造更大效益。

［1］張展.機(jī)械設(shè)計通用手冊［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

［2］陸植.叉車設(shè)計［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991.

［3］周中堅.機(jī)械與汽車結(jié)構(gòu)的有限元分析［M］.上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，1997.

［4］邱宣懷.機(jī)械設(shè)計［M］.北京：高等學(xué)校出版社，2007.

（編輯 明 濤）

TH242

A

1002-2333（2013）09-0150-02

王冬艷（1978-），女，工程師，主要從事工程車輛及機(jī)械行業(yè)產(chǎn)品設(shè)計工作。

2013-05-11