陳圳華

背景

輪胎式叉裝機（簡稱叉裝機）及其變形產(chǎn)品主要用于礦山搬運石材荒料、夾木材、裝卸卷鋼、集裝箱旋轉(zhuǎn)卸貨等場合。叉裝機占土方機械的市場份額相對較小，主要以廈門廈金機械股份有限公司、福建晉工機械有限公司、福建省威盛機械發(fā)展有限公司、龍工（福建）機械有限公司、龍工（上海）機械制造有限公司和廣西柳工機械股份有限公司等為代表的生產(chǎn)廠家。早期市場上產(chǎn)品形式多樣，出現(xiàn)標(biāo)識混亂、功能互異，缺少檢驗依據(jù)，生產(chǎn)廠家和/或銷售商與消費者糾紛較多。為了規(guī)范輪胎式叉裝機市場，國家市場監(jiān)督管理總局、中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會于2018年12月發(fā)布了3份輪胎式叉裝機的推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)，其中GB/T 36974—2018和GB/T 36977—2018標(biāo)準(zhǔn)分別為叉裝機的技術(shù)條件和試驗方法。按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定“輪胎式叉裝機”的定義為自行的輪胎式機械，前端裝有主要用于塊狀物料（簡稱塊料）叉裝作業(yè)的工作裝置，通過機器運動進行撬起、運輸、裝卸和堆垛等作業(yè)[1]。結(jié)合上述標(biāo)準(zhǔn)，本文主要針對額定裝卸載荷、額定裝卸高度、塊料叉、超載試驗和偏載試驗、制動性能、側(cè)傾穩(wěn)定角以及噪聲等方面進行分析和提出建議。

標(biāo)準(zhǔn)項目解析

1.額定裝卸載荷

額定裝卸載荷是輪胎式叉裝機的主參數(shù)，按標(biāo)準(zhǔn)GB/T 36974—2018中規(guī)定，叉裝機額定裝卸載荷應(yīng)為不大于極限傾翻載荷(mtip)的90%與額定裝卸高度提升能力(mlift)二者中的較小值。即額定裝卸載荷G用式（1）計算得到（取二者中較小值）：

式中，k為穩(wěn)定性系數(shù)。

其中，極限傾翻載荷是衡量輪胎式叉裝機穩(wěn)定性的一個重要指標(biāo)，同時也是確定整機額定裝卸載荷的主要依據(jù)之一。極限傾翻載荷的數(shù)值可通過平伸高度極限傾翻載荷計算或驗證傾翻載荷試驗得到；而額定裝卸高度提升能力可通過力傳感器測量得到。由此可知：輪胎式叉裝機的額定裝卸載荷越大，則其叉裝作業(yè)所能承載噸位就越大。

2.額定裝卸高度

輪胎式叉裝機的額定裝卸高度是裝卸塊料所能到達的最小高度，不得小于1.8m。此要求基本上能覆蓋大部分裝卸平臺高度，便于叉裝機裝卸作業(yè)。該高度需要叉裝機具有足夠的提升能力。若其提升能力不足，則無法將額定載荷塊提升至指定高度，反之，則能將該載荷塊提升至規(guī)定高度或提起更大載荷的載荷塊。

3.塊料叉

（1）塊料叉沖擊試驗和屈服試驗

塊料叉既要所用的材料符合其沖擊值不得小于27J（在-20℃時）的規(guī)定，又要符合單根塊料叉經(jīng)屈服試驗后無發(fā)生永久變形的要求。

（2）塊料叉水平段

根據(jù)額定裝卸載荷范圍不同，對應(yīng)的載荷質(zhì)心坐標(biāo)也不同，具體見下表[1]。

額定裝卸載荷——載荷質(zhì)心坐標(biāo)X和Y位置表

從上表可得，載荷質(zhì)心坐標(biāo)位置范圍：

由于試驗載荷塊是一個橫向正方形截面（尺寸：2Y）的均質(zhì)長方體，所以按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用擋塊（質(zhì)量m≤20kg）調(diào)節(jié)以保證載荷塊質(zhì)心與載荷質(zhì)心位置能重合，如圖所示。

試驗載荷塊及其載荷質(zhì)心位置示意圖

說明：

X——塊料叉內(nèi)側(cè)面與質(zhì)心的橫向距離(水平距離)，單位為毫米（mm）；

Y——載荷中心距（垂直距離），單位為毫米（mm）；

B——塊料叉內(nèi)側(cè)面與擋塊的間距，單位為毫米（mm）；

1——塊料叉；

2——擋塊；

3——載荷塊。

從表1和圖1可知：

由等式（8）和（9）可知當(dāng)X=600，Y=500時，1100+△L=990，得到△L=-120。

綜上所述，△L=L-X-Y可為負(fù)值亦可為正值，即載荷塊有可能整塊被放置于塊料叉水平段的上平面內(nèi)，也有可能部分會超出塊料叉水平段，但不能超出太多，以防止提起載荷塊至一定高度時發(fā)生脫落。

4.超載試驗和偏載試驗

輪胎式叉裝機的超載試驗和偏載試驗均在滿載運輸狀態(tài)下，車輛前后車架處于直線位置前提下進行，再分別進行將1.1倍的額定裝卸載荷提升至額定裝卸高度的超載試驗，和將載荷質(zhì)心位于偏離塊料叉兩叉子間中心1/2位置處的載荷提升至額定裝卸高度的偏載試驗，各試驗需連續(xù)進行3次[2]。除了要求進行超載試驗和偏載試驗后工作裝置均不得發(fā)生永久變形和損壞外，還要求在超載試驗提升過程中機器不得發(fā)生傾翻，且當(dāng)載荷超過1.1倍的額定裝卸載荷時，能向司機發(fā)出警示；以及在偏載試驗后，工作裝置在舉升、下降全過程中能動作自如，沒有阻滯及發(fā)出異常響聲[1]。此要求確保機器在使用過程中避免發(fā)生傾翻、側(cè)翻危險，也保證工作裝置有足夠的強度承受超載和/或偏載而不發(fā)生永久變形，且能正常使用。

5.制動性能

（1）坡道停車制動：在滿載狀態(tài)下叉裝機既要能爬上35%坡道，又要在后退下坡時，行車制動系統(tǒng)能發(fā)揮作用，在該坡道上保持停車不動。

（2）制動系統(tǒng)：對于工作質(zhì)量≥32000k的輪胎式叉裝機，要求其最高行駛速度（空載）≤25km/h,除制動距離特性有特殊要求（按GB/T 36974—018中表3規(guī)定）外，所有的輪胎式叉裝機制動系統(tǒng)必須符合GB/T 21152的規(guī)定[1]。

此要求規(guī)定叉裝機所配置行車制動系統(tǒng)和停車制動系統(tǒng)在不同行駛條件下都要有效，以最大限度確保叉裝機行車或停車安全。

6.側(cè)傾穩(wěn)定角

叉裝機的側(cè)傾穩(wěn)定性能主要是通過車輛實際測量的側(cè)傾穩(wěn)定角大小進行評價，這也是衡量叉裝機行駛安全的重要指標(biāo)。因此，可通過試驗獲得車輛的最大側(cè)傾穩(wěn)定角，即操作人員將輪胎式叉裝機處于空載運輸狀態(tài)下，整車停放在試驗臺臺面上，再將車輛前后車架保持對直位置，并確保叉裝機的縱向中心線平行于試驗臺面轉(zhuǎn)動中心線，然后在側(cè)傾試驗臺上分別進行左側(cè)、右側(cè)兩個方向試驗，以沒有靠在防側(cè)擋塊一側(cè)所有車輪脫離試驗臺臺面時的臺面傾斜角度為各側(cè)的最大側(cè)傾穩(wěn)定角[2]。按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 36974—2018中規(guī)定，左側(cè)、右側(cè)側(cè)傾穩(wěn)定角均應(yīng)滿足≥32°的要求。此要求保證叉裝機左側(cè)輪、右側(cè)輪在越過一定高度的障礙物時不發(fā)生側(cè)翻危險。

7.噪聲

輪胎式叉裝機只規(guī)定司機位置發(fā)射噪聲聲壓級，而對機外聲功率級沒有要求。司機位置發(fā)射噪聲聲壓級采用定置試驗進行測定，其限值為86dB(A)。此要求更多是出于操作人員的舒適性和身體健康考慮。若駕駛室內(nèi)的操作人員長期處于高噪聲的環(huán)境下，將會對其身心產(chǎn)生較大的危害。

常見主要問題分析

1.額定裝卸載荷

額定裝卸載荷按式（1）計算得到，穩(wěn)定系數(shù)k標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定不大于90%，意味著生產(chǎn)廠家可按穩(wěn)定系數(shù)的最低要求進行設(shè)計制造，也可以自行制定更嚴(yán)苛的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定更小的穩(wěn)定系數(shù)，以增加機器安全性。在提升能力都足夠大的前提下，不同廠家標(biāo)稱同一噸位的叉裝機，穩(wěn)定系數(shù)越低的，機器越不容易發(fā)生翻車。

2.額定裝卸高度

有些叉裝機提升高度有可能無法達到額定裝卸高度。其主要有以下原因：一種是提升能力不足。其動臂所產(chǎn)生的動力矩小于阻力產(chǎn)生的阻力矩，有可能是動臂缸徑小、作用力臂短以及系統(tǒng)壓力不足等問題；另一種是后橋配重不夠。雖然機器具有足夠的提升能力，但提升載荷塊到一定高度時后橋即將離地，再向上提升機器將發(fā)生傾翻危險。

3.制動性能

停車制動系統(tǒng)有可能由于制動力不足，未能實現(xiàn)在規(guī)定坡度上停車制動而發(fā)生溜車問題；行車制動系統(tǒng)也有可能因剎車過熱而導(dǎo)致其制動距離過長，超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求。這有可能與制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同有關(guān)，如采用驅(qū)動橋和變速器或者液力濕式制動橋和驅(qū)動橋技術(shù)。還有可能跟制動踏板行程、軟硬感覺、穩(wěn)定性，以及保養(yǎng)維護等因素有關(guān)。

4.噪聲

司機位置發(fā)射噪聲聲壓級有可能會超過國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值。其產(chǎn)生超標(biāo)原因按司機室配置不同分為兩種情況：一種是有配置空調(diào)和/或增壓換氣系統(tǒng)的司機室，采用在門、窗關(guān)閉以及空調(diào)和/或增壓換氣系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的狀態(tài)下進行測量。在這情況下，司機室內(nèi)噪聲主要來源于其地板上孔和縫的聲泄漏、前擋風(fēng)玻璃密封性不足以及內(nèi)飾件的消音效果不佳等因素；另一種是既無空調(diào)又無增壓換氣系統(tǒng)的司機室，需要對門、窗打開和關(guān)閉兩種情況分別進行測量，再取二者數(shù)據(jù)中的較高值。通常門、窗打開測量的測量值會比關(guān)閉測量的高，此時噪聲除了考慮前者因素外，還要考慮風(fēng)扇和柴油機進排氣口噪聲、設(shè)備運行噪聲以及各部件間共振等因素。

建議

首先，輪胎式叉裝機目前只有推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)，還沒有強制性國家標(biāo)準(zhǔn)，建議相關(guān)部門盡快制定發(fā)布強制性國家標(biāo)準(zhǔn)，如安全技術(shù)規(guī)范；其次，建議政府監(jiān)管部門加強對輪胎式叉裝機標(biāo)準(zhǔn)和政策宣傳，定期對轄區(qū)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)開展突擊檢查和生產(chǎn)一致性檢查；最后，建議各主機廠應(yīng)深入研究標(biāo)準(zhǔn)，用好產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，從設(shè)計、制造、質(zhì)控等全過程嚴(yán)格把關(guān)，制造出符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求和讓使用者滿意的產(chǎn)品。