*欧阳光明*创编 2021.03.07
叉车货叉结构形式及受力分析
欧阳光明（2021.03.07）
引言
货叉是叉车最基本和最通用的取物装置；是叉车的重要物件， 其受力大，要求截直小.重量轻，需用低合金钢、中碳钢等材料制 造，还需适当的热处理（如调质）以增加其水平段的硬度，提高耐 磨性能。对其怎样设计制造与结构形式的详尽了解及其受力分析， 对于货叉的安全使用，对于检验检测都有其实际的指导意义。 —货叉结构形式及与叉架的联接
货叉装在叉架上，它的外型是一个型杆件，分为垂直段 和水平段两部分，最为常见的是整体式货叉（见图-la图・lb）。有 的小吨位叉车货叉的水平段和垂直段分别制成，用销轴连接起来， 水平段既可平置，又可折叠，称为折叠式货叉（见图・2）。它可减 少空车长度，便于运输，但制造较为麻烦。
货叉与叉架的联接，根据联接形式的不同，可分为挂钩型（见 图
-1“图-2所示）和较接型（见图-lb所示）两种，挂钩型货叉垂叉的 制造
过程是先锻造（或觀锻）成长条坯，在徹锻弯成“L”型，再 焊接上下两个钩，之后进行热处理；这种货叉制造较为容易，也方 便安装和拆卸，适用于中小吨位的叉车。较接型货叉的垂直段上端 较厚，中心为销轴孔。货叉通过此孔安装在叉架的支承光轴上。允 许光轴转动，在重力作用下，货叉垂直段下部背面支靠在滑架的下
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横梁上。这种货叉安装拆卸不太方便，适用于大吨位叉车。 二货叉的设计与受力验算
货叉不官是自己设计，还是选用标准尺寸的货叉，必须保证它
的强度和刚度，因此要对它进行合理的设计和验算。货叉设计的主 要尺寸有水平段长度一 ，垂直段高度、截面尺寸、挂钩尺 寸、销轴尺寸等。水平段长度主要决定于载荷中心距“C”，一般 取值L>2C,也可稍小于2C, L按标准选取。垂直段高度主要与门
架的离地间隙及叉架的尺寸有关。截⑥尺寸及挂钩尺寸决定于起重 量及载荷中心距。
（-）货叉的计算简图 根据货叉和叉架的联接形式不同，其支承的情况是不同的。较接型 货叉可简化为支承在两个狡接支座上的静定刚架（见图-3）挂钩型 货叉，由于上支承既不便移动，又不便自由转动，可简化为固定支 座，下支承可简化为活动较接支座，货叉成为一次超静定刚架（见 图-4） o
这二种计算简图，在集中载荷P的作用下，货叉的危险截面均 在垂直段下部，其应力状态相同，强度相同。但货叉垂直段的受力 情况不同，导致二种形式货叉的变形不同，静定刚架水平段的变形 要大于超静定刚架水平段的变形。考虑到挂钩型货叉上部与叉架挂 钩处实际存有安装间隙，并非绝对不能转动，同时也为了偏于安全 起见，因此各种货叉在设计计算中均按静定刚架逬行验算。 （二）货叉的强度计算
货叉受集中载荷作用后的内力如图-5所示。水平段受弯矩和
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剪力，垂直段受弯矩和拉力。危险截面在下支座A-A截面以下的垂 直段，A-A截面的最大正应力为弯曲应力和轴向应力之和。图-5中
A-A截⑥，弯曲正应力g和轴向应力6分别为：
式中
计算模型
b
<―-—A】A T 1
a为就义丹盒 b为賀义崑反
C-…-载荷中心矩 卧§
w ----- 抗弯截面横量（a2b/6） F——截面直积(F = ab)
〔0〕= Os / n ---- 许用应力（6-货叉用料的屈服极限、n-
安全系数）
关于许用应力和安全系数的选取，与计算载荷的选取密切相
关。如果计算载荷比较精确，安全系数可较小。计算载荷中除额定 载荷外，还应考虑实际使用过程中载荷偏置造成的偏载系数以及起 升和运行过程中惯性和冲击造成的动载系数的影响，但由于在实际 使用过程中偏载及动载的不可确定及实验和统计工作的不完善，没
有确切可靠的数值供参考，因此在设计计算中一般采用加大安全系 数的办法来弥补，即取P二Q/2（Q为额定起重量）,n=3o （三）货叉的刚度校核
其目的杲为确定货叉水平段在外载荷作用下的变形。通常都是
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以叉尖或载荷中心处的垂直静挠度作为计算值，挠度越小，货叉的 刚度越大。
货叉刚度的校核，一般不考虑偏载和动载，而把正常工作时的 载荷作为计算载荷即P=Q/2（Q为额定起重量），方法为简便的弯 矩图乘法。（图・6所示）
先作 —个单位 中一个弯 弯矩图的
EI,可得叉尖挠度:
fE=P
计算
IH
图-6
分成独立规则的图形, 逐个相乘匚，二加, 再除以货叉的抗弯刚度
CL/EI[C/L(3L・C)+6e+2h] < [f] 式中E-钢的弹性模量
廂惯性矩（等截面看待）=a3b/ 12 货叉截
[f]~叉尖允许挠度 取值L/50
三结论
从强度和刚度来讲，增加货叉厚度比增加货叉宽度有利，但厚度 大不利于叉货和卸货，一般货叉的厚度和宽度应在标准范围内选 取，在满足强度、刚度条件下选取厚度较小者。货叉垂直段的长度 不影响货叉的强度，对刚度有影响，应尽可能减小垂直段的长度， 尤其是下支座以下e的长度。挂钩型货叉垂直段有关尺寸也应符合 有关标准。另外，货叉应该实现标准化，尤其是与挂钩有关的尺寸
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和叉架的安装尺寸。根据标准选定了货叉截⑥和水平长度后，必须 进行强度和刚度的验算，这样才能保证其工作安全可靠。
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