陳鈺鋒 張慶豐 陸 凱

（寧波市特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院 寧波 315048）

貨叉架通過(guò)貨叉架滾輪在起升鏈條的牽引下運(yùn)行于內(nèi)門(mén)架門(mén)槽中,而貨叉通過(guò)貨叉上下掛鉤固定在貨叉架上,故貨叉架承載著起升貨物,是叉車安全起升作業(yè)的重要連接件。若貨叉架的位姿發(fā)生不合理的改變,將影響叉車運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性[1]。尤其是隨著叉車的頻繁重載使用,導(dǎo)致貨叉架滾輪與內(nèi)門(mén)架門(mén)槽配合間隙加大,造成門(mén)架外傾現(xiàn)象。本文對(duì)一起叉車貨叉架的外傾現(xiàn)象進(jìn)行了原因分析和隱患分析,并根據(jù)上述分析,在叉車的使用、檢驗(yàn)檢測(cè)方面提出了相應(yīng)對(duì)策,以提高叉車門(mén)架的使用壽命和叉車作業(yè)的安全性。

1 設(shè)備的基本情況

2020年11月20日,對(duì)寧波某公司1臺(tái)叉車實(shí)施定期檢驗(yàn)過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)該叉車的貨叉架上升到門(mén)架上極限時(shí),突然向前外傾,貨叉水平段由水平位置向地面傾斜,貨叉尖有朝向地面的趨勢(shì),見(jiàn)圖1。

圖1 貨叉架外傾

征詢使用單位安全管理人員可知,該叉車已使用11年,主要用來(lái)起升搬運(yùn)貨柜,載荷量大,使用頻繁,且司機(jī)作業(yè)時(shí),為提高工作效率,經(jīng)常加油門(mén)快速起升貨叉架于門(mén)架上極限,然后下降貨叉架來(lái)裝卸貨柜。在上極限時(shí)貨叉架受到的沖擊載荷和向地面傾斜的貨叉水平段極有可能導(dǎo)致貨叉架上的貨物墜落,同時(shí)破壞叉車的穩(wěn)定性,設(shè)備處于嚴(yán)重事故隱患狀態(tài)。該叉車的相關(guān)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 叉車相關(guān)技術(shù)參數(shù)

2 缺陷情況描述及缺陷產(chǎn)生的原因分析

對(duì)起升油缸實(shí)施動(dòng)態(tài)試驗(yàn)時(shí),貨叉架通過(guò)滾輪能平穩(wěn)地運(yùn)動(dòng)在內(nèi)門(mén)架上,且內(nèi)門(mén)架滾輪能平穩(wěn)地運(yùn)動(dòng)在外門(mén)架上,但貨叉架滾輪和內(nèi)門(mén)架滾輪卻時(shí)而滑動(dòng),時(shí)而又滾動(dòng)在門(mén)架上,且起升運(yùn)動(dòng)停止時(shí),貨叉架有較大的抖動(dòng)。為驗(yàn)證門(mén)架上極限位置機(jī)械止擋的有效性,操作起升油缸至上極限時(shí),伴隨著貨叉架與上極限機(jī)械止擋碰撞發(fā)出的沖擊聲,貨叉架突然前傾。經(jīng)仔細(xì)查驗(yàn)門(mén)架槽、貨叉架滾輪等零部件,其缺陷情況如下：

1）內(nèi)外門(mén)架槽緣及滾輪外緣已露出磨損后的金屬亮澤,見(jiàn)圖2。表明門(mén)架槽緣及滾輪均已磨損,致滾輪與門(mén)架槽配合間隙偏大,造成滾輪在門(mén)架中滑動(dòng)運(yùn)行；

圖2 內(nèi)門(mén)架槽緣磨損

2）兩內(nèi)門(mén)架頂部槽緣磨損致形成一凹坑,見(jiàn)圖3、圖4。當(dāng)貨叉架起升至門(mén)架上極限時(shí),貨叉架的上滾輪運(yùn)行至內(nèi)門(mén)架頂部槽緣凹坑內(nèi),致使貨叉架到達(dá)門(mén)架上限位時(shí)突然前傾。圖3、圖4中貨叉架滾輪達(dá)到上限位的運(yùn)動(dòng)痕跡也是印證了貨叉架到達(dá)上極限時(shí)發(fā)生前傾的事實(shí)。

圖3 貨叉架右滾輪運(yùn)動(dòng)痕跡

圖4 貨叉架左滾輪運(yùn)動(dòng)痕跡

形成以上缺陷的主要原因如下：

1）該叉車使用年限長(zhǎng),使用頻繁,且載荷量大。高強(qiáng)度、高頻次的門(mén)架起升運(yùn)動(dòng)使?jié)L輪和門(mén)架槽磨損；

2）該叉車作業(yè)時(shí),叉車司機(jī)為提高作業(yè)效率,頻繁地高速起升至門(mén)架上限位,再使貨叉架突然停止,貨叉架的自身載荷及貨物對(duì)內(nèi)門(mén)架外槽緣形成一沖擊載荷。長(zhǎng)時(shí)間不規(guī)范的起升操作方式造成貨叉架滾輪不斷地沖擊磨損內(nèi)門(mén)架外槽緣,貨叉架滾輪與內(nèi)門(mén)架門(mén)槽過(guò)大的配合間隙又加大了沖擊載荷,最終導(dǎo)致內(nèi)門(mén)架頂部槽緣形成一凹坑。

3 缺陷可能導(dǎo)致的隱患分析

門(mén)架是叉車的主要受力結(jié)構(gòu)件之一,門(mén)架的強(qiáng)度對(duì)叉車的安全性及穩(wěn)定性起著決定性作用。

1）該叉車的門(mén)架是由內(nèi)外門(mén)架通過(guò)滾輪嵌套而成,貨叉通過(guò)貨叉架承載著貨物沿著門(mén)架上下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)帶載的貨叉起升時(shí),內(nèi)外門(mén)架在載荷的作用下逐漸向前傾斜、彎曲,特別是當(dāng)內(nèi)門(mén)架到達(dá)外門(mén)架的上限位時(shí),內(nèi)外門(mén)架出現(xiàn)了“折節(jié)”現(xiàn)象（如圖5所示）,此現(xiàn)象將導(dǎo)致載荷中心突然前移,傾覆力矩增加,叉車的縱向穩(wěn)定性減弱。而內(nèi)門(mén)架滾輪與外門(mén)架槽緣配合過(guò)大的配合間隙,隨著貨叉的起升高度不斷增大,使“折節(jié)”現(xiàn)象更為明顯,進(jìn)一步破壞叉車的縱向穩(wěn)定性。

圖5 門(mén)架“折節(jié)”現(xiàn)象

2）若貨叉上的貨物有偏載現(xiàn)象,叉車的橫向穩(wěn)定性也將在“折節(jié)”彎曲現(xiàn)象下減弱[2]。

3）該叉車通過(guò)叉盤(pán)來(lái)裝卸貨物,叉盤(pán)能穩(wěn)定地保持在貨叉上主要依靠貨叉水平段對(duì)叉盤(pán)的支持力,使帶有載荷的叉盤(pán)穩(wěn)定保持在貨叉水平段上。然而門(mén)架的“折節(jié)”現(xiàn)象和貨叉架運(yùn)行至門(mén)架上極限的突然前傾,將導(dǎo)致貨叉向地面傾斜。帶載叉盤(pán)在傾斜的貨叉水平段的受力理論等效模型如圖6所示：物體A即為帶載叉盤(pán),斜面B即為貨叉水平段上表面,角度θ即為貨叉水平段與地平面的夾角。若叉盤(pán)依然能保持在貨叉上,表明帶載叉盤(pán)所受的靜摩擦力克服了帶載叉盤(pán)的重力在平行于傾斜貨叉上的分量。但隨著滾輪與門(mén)架槽磨損的加劇,“折節(jié)”更為明顯,貨叉架滾輪與內(nèi)門(mén)架配合間隙的不斷增大,門(mén)架槽頂部槽緣坑的加深,這些因素將導(dǎo)致貨叉水平段傾斜角θ進(jìn)一步加大。隨著傾斜角θ的逐漸增大,帶載叉盤(pán)重力的傾斜分量不斷增大,當(dāng)帶載叉盤(pán)與貨叉的最大靜摩擦力不足以抵消帶載叉盤(pán)重力的傾斜分量時(shí),帶載叉盤(pán)將從貨叉上脫出,發(fā)生貨物墜落事故。值得注意的是,起升高度越高,貨叉的傾斜角就越大,發(fā)生重物墜落事故的概率越大,況且貨叉到達(dá)上極限時(shí),“折節(jié)”帶來(lái)的沖擊載荷與叉盤(pán)重力的傾斜分量疊加,將更容易導(dǎo)致叉盤(pán)從貨叉上脫出,越發(fā)增加了發(fā)生重物墜落事故的風(fēng)險(xiǎn)。

圖6 叉盤(pán)在貨叉水平段上的受力等效圖

4 結(jié)論與建議

該叉車門(mén)架槽與滾輪的磨損、門(mén)架槽頂部的凹坑缺陷將直接影響門(mén)架的強(qiáng)度,破壞叉車的穩(wěn)定性及貨叉上貨物固定的可靠性,嚴(yán)重影響叉車作業(yè)的安全性,具有重大安全隱患[3]。為提高該叉車的作業(yè)安全性,避免事故發(fā)生,責(zé)令使用單位停止使用該叉車。鑒于門(mén)架槽磨損與凹坑等缺陷具有不可修復(fù)性,故要求使用單位更換新的門(mén)架后,重新申報(bào)檢驗(yàn),待檢驗(yàn)合格后,方可繼續(xù)使用該叉車。

根據(jù)TSG N0001—2017《場(chǎng)（廠）內(nèi)專用機(jī)動(dòng)車輛安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》,修理是指更換或者維修原場(chǎng)車動(dòng)力裝置、傳動(dòng)裝置、門(mén)架結(jié)構(gòu)、車架結(jié)構(gòu)、車身金屬結(jié)構(gòu)之一的,但是不改變場(chǎng)車原主參數(shù)的活動(dòng)[4]。建議使用單位更換與原來(lái)同結(jié)構(gòu)的門(mén)架,讓具備叉車維修資質(zhì)的單位申報(bào)大修檢驗(yàn)。但考慮到浙江省內(nèi)只有叉車制造資質(zhì)的單位,尚無(wú)具備叉車維修資質(zhì)的單位,為提高企業(yè)實(shí)際操作可行性,同時(shí)明晰使用、修理、檢驗(yàn)單位的責(zé)任定位,保障該叉車的安全使用,也建議使用單位讓具備叉車制造資質(zhì)的單位更換同結(jié)構(gòu)門(mén)架,由制造資質(zhì)單位出具更換門(mén)架后該叉車的相關(guān)安全證明。

為防止叉車出現(xiàn)本案例中類似缺陷,延長(zhǎng)叉車門(mén)架使用壽命,確保叉車使用安全,應(yīng)采取以下對(duì)策：

1）使用單位應(yīng)根據(jù)實(shí)際作業(yè)工況,合理選擇叉車的起升高度,對(duì)所選擇叉車的最大起升高度做適當(dāng)預(yù)留；

2）使用單位叉車作業(yè)人員,應(yīng)嚴(yán)格按照叉車載荷曲線表和安全操作規(guī)程作業(yè),當(dāng)起升高度高時(shí),應(yīng)根據(jù)載荷曲線表,合理降低載荷量和起升速度,預(yù)防產(chǎn)生起升沖擊,破壞叉車穩(wěn)定性；

3）當(dāng)門(mén)架垂直起升,貨叉架位于門(mén)架上極限時(shí),貨叉水平段傾斜角與“折節(jié)”程度大小、滾輪和門(mén)架槽的配合間隙、最大起升高度有關(guān)[5]。為減小貨叉水平段傾角,確保叉車堆垛穩(wěn)定性,叉車作業(yè)人員應(yīng)盡量減小起升高度,堆垛作業(yè)時(shí),可使門(mén)架合理內(nèi)傾,且定期檢查滾輪與門(mén)架槽的配合間隙,當(dāng)起升作業(yè)時(shí)發(fā)生滾輪不滾動(dòng)現(xiàn)象時(shí),應(yīng)關(guān)注輪槽的配合間隙；

4）由于內(nèi)外門(mén)架強(qiáng)度一定,且兩門(mén)架是由滾輪和門(mén)架槽嵌套而成,“折節(jié)”現(xiàn)象不可避免。當(dāng)貨叉水平段出現(xiàn)外傾角時(shí),增加貨叉水平段上表面與叉盤(pán)的摩擦力有利于增加帶載叉盤(pán)在貨叉上的固定可靠性。故建議對(duì)于高起升的堆垛作業(yè),所選擇的叉盤(pán)材料與貨叉材料的摩擦系數(shù)、接觸面積盡可能大,嚴(yán)禁二者之間存在油污現(xiàn)象；

5）檢驗(yàn)檢測(cè)人員對(duì)輪槽的配合間隙、貨叉架運(yùn)行狀況、門(mén)架上極限機(jī)械止擋的有效性試驗(yàn)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注,一旦發(fā)現(xiàn)上述缺陷,應(yīng)立即采取合理措施,確保叉車使用安全。