叉车的工作原理及构造

摘要：叉车原理-工艺-技术篇:介绍了叉车以动力部分、底盘、工作部分和电气设备四大部分构成以及其工作原理相关知识。

叉车的工作原理及构造

叉车种类繁多，但不论那种类型的叉车，基本上都由以动力部分、底盘、工作部分和电气设备四大部分构成。由于这四大部分的结构和安装位置的差异，形成了不同种类的叉车。

平衡重式叉车是叉车的一种最普通形式。现以该类叉车为例，讨论各部分的组成。

（一） 动力部分

叉车动力装置的作用是供给叉车工作装置装卸货物和轮胎底盘运行所需的动力，一般

装于叉车的后部兼起平衡配重作用。

电动叉车的动力装置是蓄电池和直流串激电动机，它的驱动特性最接近恒功率软特性的要求，其牵引性能优于内燃机。此外，运转平稳无噪声，不排废气，检修容易，操纵简单；营运费用较低，整车的使用年限较长。缺点是：需要充电设备，基本投资高，充电时间较长（一般7~8h，快速充电2~3h），一次充电后的连续工作时间短，蓄电池怕冲击振动，对路面要求高。由于蓄电池容量的限制，电动机功率小，车速和爬坡能力较低。因此，蓄电池一电动机驱动的蓄电池叉车主要用于通道较窄、搬运距离不长、路面好、起重量较小、车速不要求太快的仓库和车间中。在易燃品仓库或要求空气洁净的地方，只能使用蓄电池叉车。冷冻仓库中内燃机起动困难。也应采用蓄电池叉车。

内燃机的机械特性不符合对叉车原动机恒功率软特性的要求，它的输出功率随着转速的增加而增大。因此，内燃机必须配装增大输出转矩的机械变速器、液力变矩器或液压传动装置等以后才能使用。内燃叉车和蓄电池叉车相反，它的主优点是：不需要充电设备，作业持续时间长，功率大，爬坡能力强，对路面要求低，基本投资少。如果采用合适的传动方式，能获得理想的牵动性能。缺点是：运转时有噪声和振动，排废气，检修次数多，营运费用较高，整车的使用年限较短。因此，内燃叉车比较优越。一般起重量在中等吨位以上时，宜优先采用内燃叉车。

在内燃叉车中，采用柴油机最普遍，起重量3t以上的叉车基本上全都采用柴油机。这是由于柴油机耗油少。但柴油机比较笨重，噪声、振动大。起重量较小的叉车可选用汽油机，它体积小、重量较轻，但耗油多；汽油价格贵，废气中有害成分较多，易着火。在国外还有采用液化石油气发动机的叉车，其燃料价格低，排出的废气也较少。

近年来，国内外内燃叉车使用液态石油气机作动力装置的日益增多，多为双燃料叉车，它的动力装置可采用汽油或柴油作燃料，也可采用液化石油气作燃料。德国使用液态石油气的叉车年增长率达成160%，美国、日本液态石油气叉车也日益增加。当前，反对车辆尾气污染的呼声越来越高。因此，在包括叉车在内的由内燃机驱动的工业车辆中，液态石油气机的使用更趋广泛。这是因为使用液态石油气机，不但可避免空气污染，减少公害而且还可减轻发动机磨损。延长发动机寿命。同时还可降低燃料费用。

(二)底盘

底盘接受动力装置的动力，使叉车动力，并保证其正常行走。它由传动系、行驶系、转向系、制动系组成。

传动系是接受动力并把动力传递给行驶系的装置。

机械式传动系由摩擦式离合器、齿轮变速器、万向传动装置及装在驱动桥内的主传动装置和差速组成；液力机械式传动系以液力变矩器取代摩擦式离合器，其余部分与前者相同。

行驶系是保证叉车滚动运行并支撑整个叉车的装置。它由支架、车桥、车轮以及悬架装置等组成；叉车的前桥为驱动桥，这是为了增大有载搬运时的前桥轴荷，以提高驱动轮上的附着质量，使地面附着力增加，以确保发动机的驱动力得以充分发挥。其后桥为转向桥。转向装置位于驾驶员前方，变速杆等操纵杆件置于驾驶员坐位的右侧。

转向系是用来使叉车按着驾驶员的意愿所决定的方向行走的系统，叉车转向系按转向所需的能源的不同，可分为机械转向系和动力转向系两种。前者以驾驶员的体能为转向能源，由转向器、转向传动机构和操纵机构3部分组成：后者是兼用驾驶员的体能和发动机动力为转向能源的转向装置。在正常情况下，叉车转向所需能量，只有很小一部分由驾驶员提供，大部分是由发动机通过转向加力装置提供。但在转向加力装置失效时，一般还应当能由驾驶员独立承担转向任务。叉车作业时，转向行走多变，为减轻驾驶员操纵负担，内燃叉车多采用动力转向装置。常使用的动力转身装置有整体式动力转向器、半整体式动力转身器和转向加力器3种。制动系是使叉车减速或停车的系统。它由制动器和制动传动机构组成。制动系按制动能源可分类人力制动系、动力制动系和伺服制动系3种。前者以驾驶员体能为制动能源；动力制动系完全依靠发动机的动力转化而成的气压或液压形式的势能为制动能源；后者则是前两者的组合。

叉车底盘的组成及其它各部分的组成、功用和工作原理，与汽车很相似，所以该部分凡是与汽车相同的内容，因限于篇幅，恕不加以阐述，而与汽车不同的内容，将作一介绍。

在平衡重式叉车上，叉车后部设有平衡重，以平衡叉车前部的货物的质量，叉车的动力装置（内燃机）或蓄电池，一般装在叉车后部，以起到部分平衡作用。

(三)工作部分

叉车工作部分是直接承受全部货重，完成货物的叉取、升降、堆垛等工序的直接工作机构，由直接进行装卸作业的工作装置及操纵工作装置动作的液压传动系统组成。从设计制造和不同工作条件两方面要求，它有多种结构形式。

货叉是直接承载货物的叉形构件，它通过挂钩装在叉架上，两货叉间的距离可以根据作业的需要进行调整，由定位装置锁定。

叉架是由钢板焊接而成的结构件，具有滚轮组，内门架内侧具有上下方向的槽形轨道，叉架与内门架的联接方式一样，同样也只能沿外门架的轨道作上下运动。

内门架是由两个槽形型作为立柱和栋梁组焊的框架结构。它的下部铰接在叉车的驱动桥（前桥）上，借助于倾斜液压缸的作用，门架可以在前后方向倾斜一定角度。门架前倾是为了装卸货物方便，后倾的目的是当叉车行驶时，使货叉上的货物不至于滑落。

起升液压缸下端在外门架横梁上，上端与内门架横梁和链轮联接。起升链条的一端与外门架下部联接，另一端绕过链轮与叉架相连，向液压缸通入压力油时，活塞杆以速度v向上运动并带动链轮、内门架以同样的速度v起升，由于动滑轮原理，链条牵动叉架以2v速度起升。当液压缸全行程终了时，内门架处于外门架上方极端位置，叉架处于内门架上方极端位置。当泄掉油压时，货物或货叉等构件靠自身重力下降。

1、 叉车工作装置的主要类型

1）按起升形式分类

（1）无自由起升式 只要起升货叉，内门架也同时起升，且h=2h’。

（2）部分自由起升式 在货叉从地面起升到最大起升高度过程中可以分为三个阶段：第一阶段（自由起升阶段）货叉以液压缸2倍的行程起升，内门架不动，叉车的整车高度不变。第二阶段货叉以液压缸2倍的行程起升，内门架起升和液压缸的行程同步。第三阶段内门架与货叉同步以2倍液压缸行程起升直到最大起升高度。

（3）全自由起升式 它的起升分为两个阶段：第一阶段为自由起升，内门架不动，货叉沿它起升直到内门架的最上端。第二阶段货叉相对内门架不动，它随内门架一同起升至最大起升高度。这是靠两套液压缸（自由起升液压缸和起升液压缸）实现的。两套液压缸油路是并联的，而自由起升液压缸的动作压力低，故它总是先起后降无自由起升工作装置的结构最简单，多用在露天场地起重量比较大叉车上。出入于库房、车间的6t以下的叉车多用部分自由起升的工作装置。对于在低矮仓房和进入集装箱内进行装拆箱的3t以下的叉车，则必须采用全自由起升的工作装置。

2）按门架的级数分类

（1）单级门架 它只有一个门架，叉车沿着它起升，液压缸也短，最大起升高度永远低于叉车高度，结构简单，刚性好，只有在起升高度很小的叉车上才用。

（2）两级门架 在单级门架的基础上多加了一个内门架。它的起升高度可以高于叉车的高度，是叉车上应用最多的一种形式。

（3）三级门架 在内外门架之间加了一个中门架，形式葳节伸缩机构。它的起升高度与叉车全高相差悬殊，在要求起升高度大或叉车的全高受到限制时采用这种形式，其结构复杂，驾驶员的视野差。