叉车门架装置类型的探讨

姚锴 袁晓金 段志梅 段艳涛

摘要：详细分析了叉车门架装置的分类及每种门架装置类型的具体构造型式，通过使用叉车门架装置形象的结构示意简图，系统地介绍了无自由起升式门架装置、部分自由起升式門架装置和全自由起升式门架装置这3种门架装置类型的工作原理和结构特点，使其原本复杂的工作原理和结构特点由繁化简。采用叉车门架装置结构示意简图来描述其工作原理和结构特点，较油缸起升示意图更为简洁明了、直观易懂，使叉车驾驶、维修人员和叉车安全检验人员更容易掌握叉车门架装置的专业分类、具体工作原理和结构特点。

关键词：叉车门架装置;结构示意简图;起升油缸;链轮;起升链条

中图分类号：TH242

文献标志码：A

文章编号：1009-9492f 2022） 02-0189-03

0 引言

叉车[1-2]又称万能装卸机，它是一种通用的举升、搬运、装卸、堆垛、牵引或推顶的轮式车辆，广泛用于机场、铁路、港口、仓库和工厂等场所，是各行各业、各个领域必备的装卸机械。以内燃机、电力和混合动力为动力[3-5]的叉车，其门架装置[6-7]可完成升降和前后倾、夹紧、横移、推出等动作;能实现成件物资的装卸、搬运和拆码垛作业;能有效地减轻劳动强度，提高生产率，降低经济成本，增强作业安全性。

作为叉车重要组成部分的门架装置，在现有的绝大部分专业资料或书籍中都简介了其3种类型[8-9]，即：无自由起升式门架装置、部分自由起升式门架装置和全自由起升式门架装置，但都是通过油缸起升示意图的形式来介绍。这种做法优点是绘图简单，缺点是理解困难。很难搞清楚“部分自由起升式门架装置”的结构和工作原理。本文结合叉车门架装置形象的结构示意简图，详细介绍了无自由起升式门架装置、部分自由起升式门架装置和全自由起升式门架装置这3种门架装置类型的工作原理和结构特点，使其原本复杂的工作原理和结构特点由繁化简，直观易懂，使叉车驾驶维修人员和叉车安全检验人员更容易掌握其专业分类、具体工作原理和结构特点。

1 叉车门架装置的类型及特点

自由起升（自由提升）是指叉车在内门架顶端不伸出外门架顶端时，也就是叉车的最低结构高度不增加的情况下，货叉提升一定高度，其水平段上表面距地面的最大高度称为自由起升量。自由起升靠叉车门架构造来实现的，具有自由起升的门架装置不仅能改善叉车运行的通过性，还能在低矮的仓库、船舱内进行作业。

根据货叉能否自由起升及自由起升量的大小，叉车门架装置分为3种类型：无白由起升式门架装置;部分白由起升式门架装置;全自由起升式门架装置。下面针对这3种门架装置类型进行逐一进行分析其结构和特点。

1.1 无自由起升式门架装置

无自由起升[8]式门架装置的结构示意简图如图1所示。货叉（A）固定在货叉架（B）上。起升油缸（E）有两只，左右对称分布在外门架（G）的后面，起升油缸的活塞杆上端与内门架（D）的上横梁相连接，连接点为点2;起升油缸的缸底座固定在外门架的下横梁上。链轮（C）有两个，左右对称固定在内门架的上横梁上，为动滑轮结构。起升链条（F）有两条，左右对称分布，起升链条的一端与外门架的上横梁连接，连接点为点3;起升链条的另一端绕过链轮与货叉架的底部相连接，连接点为点1。

当向起升油缸注入液压油时，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。根据动滑轮原理可知，起升链条牵动货叉和货叉架将以速度2v起升。当起升油缸起升行程结束时，内门架处于外门架上方的极限位置，货叉架处于内门架上方的极限位置。当泄掉起升油缸注入的液压油时，货物、货叉和货叉架等构件依靠白身重力缓慢下降到底。

无自由起升工作装置的结构最为简单，多用在露天场地起重量比较大的叉车上。因为货叉起升只需要单作用液压缸，因此柱塞缸、活塞缸都可以使用。受生产条件影响，早期多使用柱塞缸，但柱塞缸易产生液压油泄漏，且尺寸、质量偏大，因此目前多采用活塞缸。

1.2 全自由起升式门架装置

全自由起升：当货叉能达到内门架的上限位置高度而内门架仍不伸出外门架时，称为充分白由起升或全白由起升。全自由起升通常有两种实现方式：采用双级液压缸;采用两组液压缸。本文介绍的是采用两组液压缸的形式。

全自由起升式门架装置的结构示意简图如图2-3所示。门架的起升分为两个步骤：第一阶段为货叉自由起升阶段[8]，内门架（A）不动，货叉（H）和货叉架（C）沿内门架起升直至内门架最上端的极限位置，在货叉和货叉架沿内门架起升的整个行程中，内门架始终静止不动，叉车总高度维持不变;第二阶段为内门架起升阶段[8]，货叉和货叉架相对于内门架不动，并随同内门架一同起升至外门架（G）最上端的极限位置。

在全白由起升式门架的结构中，叉车有两套液压油缸，分别是货叉白由起升油缸（D）和内门架起升油缸（F）。货叉自由起升油缸的上端是顶在“浮动横梁”上，链轮（B）也安装在其上;门架起升油缸的上端是顶在内门架的上横梁上。两套液压油缸的油路是并联的。货叉自由起升油缸的动作压力低，因此它总是先起后降。

在货叉自由起升阶段，当向货叉自由起升油缸注入液压油时，活塞杆带动链轮以速度v向上运动，内门架静止不动。根据动滑轮原理可知，起升链条（E）牵动货叉架和货叉以速度2v起升。在内门架起升阶段，当向内门架起升油缸（D）注入液压油时，活塞杆以速度v向上运动并带动内门架、货叉和货叉架以同样的速度v起升。

全自由起升式的叉车既能在低净空场所进行低高度的堆垛装卸作业（利用货叉自由起升阶段工作），又能在净空较大的场所利用其最大起升高度进行高起升堆垛装卸作业（利用门架起升阶段工作），从而扩大了这种型式叉车的使用范围。全自由起升装置多用于在低矮仓房、车厢内和集装箱内进行拆码作业的3t以下叉车。

1.3 部分自由起升式门架装置

所谓部分自由起升[9]是指叉车在外形高度不变的条件下，能将货物起升到一定高度。部分自由起升通常有两种实现方式：采用内外门架高低差;采用浮动横梁。本文介绍的是采用浮动横梁的形式。

部分自由起升式叉车是为了行走、进出低矮的仓库大门而设计，通常能将货物自由起升300 mm左右，且叉车外形高度不增加。部分自由起升式门架装置的结构示意简图如图4所示。门架的起升分为3个步骤：第一阶段为自由起升阶段[9]，该阶段起升油缸（E）活塞杆伸出，通过链轮（C）、链条（F）带动叉架（B）、货叉（A）上升，内门架（D）不动，货叉以起升油缸速度的2倍起升，叉车的整车高度不变;第二阶段为同步运行阶段[9]，即内门架被起升油缸活塞杆推动起升，内门架和起升油缸以相同的速度同步起升，货叉以起升油缸速度的2倍起升;第三阶段为赶超运动阶段[9]，即当叉架运行到在内门架上的上极限位置，但货叉还未达到其最大起升高度，内门架也还未到达在外门架上的上极限位置，这时起升油缸如果继续起升，链条带动叉架，叉架通过内门架的限位块使其整体起升。从此刻起，起升油缸活塞杆就开始和内门架横梁脱离接触。由于内门架和货叉同步以2倍的起升油缸速度起升，运动中内门架与起升油缸活塞杆顶端之间的间隙开始逐渐恢复到刚开始起升时相距的距离。当货叉达到最大起升高度时，整个赶超運动阶段结束，门架起升过程也同时完成。该起升形式多用于出入库房、车间的6t以下叉车，如CPQ2、CPCD3和CPCD5等型叉车。

本文对门架装置的介绍都采取两级门架装置，这是门架的基本型。门架还可以采取单级门架、三级门架以及多级门架。门架的排列形式分为重叠式、并列式和综合式3种。

2 结束语

本文详细分析了叉车门架装置的分类及每种类型的具体构造型式，重点对部分白由起升式门架装置的结构进行了介绍。通过叉车门架装置形象的结构示意简图，使无自由起升式门架装置、部分自由起升式门架装置和全自由起升式门架装置这3种门架装置类型原本复杂的工作原理和结构特点形象易懂。采用叉车门架装置结构示意简图来描述其工作原理，使叉车驾驶维修人员和叉车安全检验人员更容易掌握叉车门架装置的专业分类、具体工作原理和结构特点。

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