陳勇，孫仲侃，葉佳城

（諾力智能裝備股份有限公司，浙江 湖州 313100）

由于國內(nèi)高空作業(yè)平臺市場處于初期發(fā)展階段，大眾對高空作業(yè)產(chǎn)品認(rèn)可度并不高。隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，在城市建設(shè)工作中，高空作業(yè)規(guī)模逐漸增大，對于機(jī)械市場來說，剪叉式高空作業(yè)產(chǎn)品具有較高增長性。但是，由于高空作業(yè)產(chǎn)品平臺舉升不同步現(xiàn)象較為常見，不僅會影響高空作業(yè)順利開展，甚至?xí)黾痈呖兆鳂I(yè)的危險性。因此，本文結(jié)合能力守恒定律，推導(dǎo)高空作業(yè)同步之間存在的關(guān)系與同步需求條件，要想使剪叉式結(jié)構(gòu)上下同步，需重點關(guān)注油缸力這一設(shè)計因素，從而驗證高空剪叉式結(jié)構(gòu)應(yīng)用有效性。

1 剪叉式高空作業(yè)結(jié)構(gòu)特征與工作原理

1．1 剪叉式結(jié)構(gòu)特征

對剪叉式高空作業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，剪叉式為高空作業(yè)重要機(jī)械結(jié)構(gòu)。剪叉式結(jié)構(gòu)應(yīng)用于高空作業(yè)，能夠提升整體結(jié)構(gòu)安全性，并提升高空作業(yè)的穩(wěn)定性。寬大的作業(yè)平臺，較強(qiáng)的承載能力，不僅能拓展高空作業(yè)整體范圍，更能實現(xiàn)多人作業(yè)，提升高空作業(yè)的安全性，同時，提升高空作業(yè)工作效率與穩(wěn)定性。

由于剪叉式機(jī)械特點，為提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，多采用高強(qiáng)度錳鋼作為剪叉式結(jié)構(gòu)制作原材料。在剪叉式結(jié)構(gòu)應(yīng)用中，應(yīng)結(jié)合高空作業(yè)需求，設(shè)定相關(guān)保護(hù)措施，例如，在剪叉式結(jié)構(gòu)中設(shè)定警報與應(yīng)急下降裝置，并結(jié)合高空作業(yè)實際需求，配以液壓裝置，從而規(guī)避無電帶來的危險性問題，并能在無電情況下伸縮剪叉式高空作業(yè)平臺，或是在平臺長度不同時，延長平臺使用有效性。

1．2 剪叉式工作原理

剪叉式高空作業(yè)平臺，為滿足不同建設(shè)需求，在實際操作過程中，可以借助外接電力，安裝柴油機(jī)，為剪叉式結(jié)構(gòu)提供基礎(chǔ)動力。對剪叉式結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，高空剪叉結(jié)構(gòu)，多由平臺、底盤、叉架組成。在高空作業(yè)中，借助基礎(chǔ)動力，由剪叉式上下液壓缸、轉(zhuǎn)動銷軸帶動。從整體來看，剪叉式結(jié)構(gòu)運(yùn)動主要源于液壓缸伸縮，當(dāng)液壓缸的缸桿處于移動過程中，使剪叉式結(jié)構(gòu)受力，并整體向上移動。剪叉式結(jié)構(gòu)運(yùn)動，只有通過上下油缸共同作用，才能使叉架上下鉸點接近垂直分力，從而確保剪叉式上下結(jié)構(gòu)具有起升條件。要想使剪叉式結(jié)構(gòu)實現(xiàn)同步起升，就要針對油缸力關(guān)鍵因素進(jìn)行分析。

2 基于能力守恒推導(dǎo)油缸力

2．1 模型簡化處理

剪叉式結(jié)構(gòu)模型具體如圖1所示。

圖1

對于剪叉式結(jié)構(gòu)來說，剪叉式主要受力為Ga6與Gb6，其受力方向直上直下，而剪叉式結(jié)構(gòu)高空作業(yè)平臺，處于Ga0與Gb0上層鉸點，受力方向豎直向下。對鉸點受力進(jìn)行分析，受力處于兩個平行面內(nèi)，整體受力情況具有一致性。

2．2 油缸力基本算法

（1）油缸長度算法。在剪叉式結(jié)構(gòu)作業(yè)過程中，隨著高空作業(yè)要求，作業(yè)平臺角度不斷提升，與之對應(yīng)鉸點發(fā)生變化。角度與鉸點之間，可根據(jù)勾股定理進(jìn)行計算，從而得出油缸長度基本算法。

（2）重力勢能算法。對高空作業(yè)叉架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，如叉架重心位于中心鉸點處，油缸重心最接近鉸點位置，因此，應(yīng)計算a0與b0是否處于同一水平高度連線上。如果其中的a6、b6連線重力勢能為零，可以根據(jù)重力公式進(jìn)行計算，得到重力勢能基本算法。

（3）瞬時重力、功率變量。根據(jù)剪叉式結(jié)構(gòu)角度變化，能夠進(jìn)行油缸長度與角度變化計算。角度的變化，可以用于整體重力勢能計算，從而得到油缸基本所做功。根據(jù)能量守恒定律所得，瞬時重力、功率與高空作業(yè)剪叉式結(jié)構(gòu)變量相同。

表1 參數(shù)輸入

3 對油缸關(guān)聯(lián)性進(jìn)行分析

3．1 油缸相互獨立性

對剪叉式結(jié)構(gòu)舉升不同步問題進(jìn)行分析，油缸作為剪叉式結(jié)構(gòu)動能的重要組成部分，應(yīng)分析油缸存在的關(guān)聯(lián)問題。在高空作業(yè)工作中，剪叉式結(jié)構(gòu)內(nèi)部油缸具有無關(guān)聯(lián)特性。將剪叉式結(jié)構(gòu)分為兩大部分，將水平線作為連接分界點，根據(jù)重力勢能基本算法、能量守恒定律，可以得知，油缸具有相互獨立性。

3．2 油缸輸入壓相同

當(dāng)剪叉式高空作業(yè)舉升相同時，剪叉式結(jié)構(gòu)內(nèi)部油缸具有互通性，油缸內(nèi)的整體壓強(qiáng)具有一致性。根據(jù)油缸內(nèi)部直徑，結(jié)合油缸內(nèi)壓強(qiáng)，能夠得到剪叉式結(jié)構(gòu)油缸準(zhǔn)確壓力數(shù)值。針對上述兩種不同情況，進(jìn)行分類計算，并遵循剪叉式結(jié)構(gòu)同步舉升理論，得出輸入壓相同結(jié)論。

4 對剪叉式機(jī)構(gòu)油缸壓力進(jìn)行測驗

4．1 油缸基本選型

為進(jìn)一步驗證舉升同步問題，應(yīng)用固定選型油缸直徑，從油缸庫中進(jìn)行選型工作，以不同油缸直徑，進(jìn)行對比參照，分別開展同步性試驗，對得到舉升同步理論、結(jié)果進(jìn)行分析與對比，進(jìn)行反推，得出具體理論與結(jié)果。例如，對不同油缸直徑進(jìn)行測量，結(jié)合不同油缸選型，做出具體參數(shù)輸入表，如表1所示。

在對比實驗過程中，可以設(shè)置空載、超載、額載幾種不同情況，并在空載情況下進(jìn)行起升實驗，如果在實驗過程中所得到數(shù)值能夠控制在5%左右，就可以將5%作為標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)，從而再次進(jìn)行實驗，得出以下對比表格，如表2所示。

表2 不同情況、不同直徑、起升液壓差

根據(jù)上述測試結(jié)果，能夠直觀呈現(xiàn)，當(dāng)油缸為直徑85mm時，油缸直徑數(shù)值最佳，能夠解決舉升不同步問題。此外，在實驗過程中，為確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)準(zhǔn)確記錄各項數(shù)值，避免人為因素導(dǎo)致實驗數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

4．2 測試對比

根據(jù)上述實驗結(jié)果，當(dāng)油缸直徑為85mm時，可以得到最佳起升角度、油缸壓強(qiáng)、空載情況上下油缸壓強(qiáng)值與百分比。在精準(zhǔn)測試對比中，能夠明確舉升不同步問題，并選擇適合剪叉式結(jié)構(gòu)，從而解決高空作業(yè)剪叉式結(jié)構(gòu)存在的問題，分析上下不同步因素，得到剪叉式而機(jī)構(gòu)起升重要條件，提升剪叉式結(jié)構(gòu)安全性，為高空作業(yè)保駕護(hù)航。

5 結(jié)語

通過上述對比實驗，對實驗結(jié)果進(jìn)行綜合考量，在剪叉式結(jié)構(gòu)起升全過程中，剪叉式結(jié)構(gòu)實際壓強(qiáng)、理論保持在合理范圍內(nèi)。由此可以推斷，剪叉式結(jié)構(gòu)要想保證舉升同步。應(yīng)結(jié)合高空作業(yè)實際情況，選擇適合上下油缸尺寸。只有這樣，才能不斷拓展剪叉式結(jié)構(gòu)的適用范圍，提升高空作業(yè)工作效率，保障高空作業(yè)安全，解決剪叉式舉升不同步問題。最后，在剪叉式結(jié)構(gòu)選擇過程中，不能盲目選購，應(yīng)結(jié)合不同種類高空作業(yè)要求，做好實地考察工作，選擇高質(zhì)量剪叉式結(jié)構(gòu)機(jī)械產(chǎn)品，最終降低高空作業(yè)危險性。