Heftruckstructuur en werkingsprincipe
In dit onderwerp wordt het werkingsprincipe van vorkheftrucks besproken. Gebaseerd op de 'Forklift Safety Manual', uitgegeven door Taylor, een fabrikant van zware- vorkheftrucks in de Verenigde Staten:
De meeste vorkheftrucks zijn vorkheftrucks met contragewicht, zoals een wip, dus het zwaartepunt van de lading moet eerst worden gevonden. Dit zwaartepunt wordt het lastcentrum genoemd en de lengte ervan is de helft van de lengte van de pallet. Als de palletafmetingen bijvoorbeeld lengte (d) 1000 mm en breedte (b) 1200 mm zijn, is het lastzwaartepunt 500 mm.
Het lastzwaartepunt van een vorkheftruck is vaak 500 mm of 600 mm. Om het standaard lastzwaartepunt van een vorkheftruck te kennen, moet u dit vinden op het specificatieblad of de vorkheftrucktekening van de vorkheftruck. Het tonnage van de vorkheftruck verwijst naar de maximale laadwaarde van de vorkheftruck voor het laden, lossen en hanteren van goederen, ontworpen op basis van de structurele sterkte van elk onderdeel, de druk van het hydraulische systeem en de stabiliteit. De stabiliteit van een vorkheftruck met contragewicht is eenvoudigweg gebaseerd op het hefboomprincipe (wip). Onder kritieke omstandigheden, wanneer er een kleine kracht op de lastzijde wordt uitgeoefend, zal de vorkheftruck naar voren draaien. Bij het ontwerpen van voertuigen wordt doorgaans een veiligheidsfactor van 1,4 ingesteld om een veilige bediening van vorkheftrucks te garanderen. Belastingscurven tonen de relatie tussen toegestane belasting en lastzwaartepunt; Werken binnen het bereik van waarden op de belastingscurve kan ongelukken voorkomen. Het lastzwaartepunt heeft rechtstreeks invloed op het lastgewicht. Een lastzwaartepunt dat korter is dan het standaard lastzwaartepunt heeft geen invloed op het lastgewicht, maar een lastzwaartepunt dat langer is dan het standaard lastzwaartepunt vermindert het lastgewicht.
Als het lastzwaartepunt van een lading bijvoorbeeld 400 mm is, maar het standaard lastzwaartepunt 500 mm is, heeft dit geen invloed op het lastgewicht. Als het lastzwaartepunt echter 600 mm bedraagt en het standaard lastzwaartepunt 500 mm, zal het lastgewicht afnemen. Door een motor-aangedreven vorkheftrucks, ook wel vorkheftrucks met interne verbranding genoemd, gebruiken diesel, benzine of vloeibaar petroleumgas als brandstof en worden aangedreven door een motor. Hun laadvermogen varieert van 0,5 ton tot 45 ton. Ze worden over het algemeen geclassificeerd als vorkheftrucks met contragewicht, containervorkheftrucks (voor-laden) en-zijladende vorkheftrucks. Vorkheftrucks worden over het algemeen in drie typen ingedeeld: vorkheftrucks met contragewicht, containervorkheftrucks (voor-ladend) en-zijladende vorkheftrucks. Deze gebruiken dieselmotoren als krachtbron en hebben een laadvermogen van 3,0 tot 6,0 ton. De vorken zijn aan de zijkanten van de vorkheftruck gemonteerd, waardoor goederen direct aan de zijkant kunnen worden geladen-, waardoor ze vooral worden gebruikt voor het heffen van lange, dunne voorwerpen zoals houten stokken en stalen staven.
Hoewel er veel soorten vorkheftrucks zijn, bestaan ze in principe allemaal uit vier hoofdonderdelen: de aandrijfeenheid, het chassis, de werkende onderdelen en het elektrische systeem. Verschillen in de structuur en installatielocatie van deze vier onderdelen resulteren in verschillende typen vorkheftrucks.
Vorkheftrucks met contragewicht zijn het meest voorkomende type vorkheftruck. We zullen nu de samenstelling van elk onderdeel bespreken aan de hand van dit type vorkheftruck als voorbeeld.
01 Voedingseenheid
De aandrijfeenheid van een vorkheftruck levert stroom aan de werkende onderdelen van de vorkheftruck voor het laden en lossen van goederen en voor de bediening van het verrijdbare chassis. Het wordt doorgaans aan de achterkant van de vorkheftruck gemonteerd en dient tevens als contragewicht.
Elektrische vorkheftrucks gebruiken batterijen en motoren uit de DC-serie. Hun aandrijfeigenschappen komen het dichtst in de buurt van de vereisten van zachte eigenschappen met constant vermogen, en hun tractieprestaties zijn superieur aan die van verbrandingsmotoren. Bovendien werkt hij soepel en stil, stoot hij geen uitlaatgassen uit, is hij gemakkelijk te onderhouden en eenvoudig te bedienen; De bedrijfskosten zijn laag en de totale levensduur van het voertuig is lang. Nadelen zijn onder meer: de behoefte aan oplaadapparatuur, hoge initiële investeringen, lange oplaadtijd (doorgaans 7-8 uur, snel opladen 2-3 uur), korte ononderbroken werktijd na één keer opladen, en de gevoeligheid van de batterij voor schokken en trillingen, waardoor een specifiek wegdek nodig is. Vanwege beperkingen in de batterijcapaciteit is het vermogen van de elektromotor laag, wat resulteert in een lagere voertuigsnelheid en een lager klimvermogen. Daarom worden batterij-aangedreven vorkheftrucks-voornamelijk gebruikt in magazijnen en werkplaatsen met smalle gangpaden, korte transportafstanden, goed wegdek, kleine hefcapaciteiten en waar hoge snelheid niet vereist is. Alleen vorkheftrucks op batterijen mogen worden gebruikt in magazijnen voor brandbare goederen of op plaatsen waar schone lucht nodig is. Vorkheftrucks op batterijen worden ook gebruikt in koelhuizen waar verbrandingsmotoren moeilijk starten.
De mechanische eigenschappen van verbrandingsmotoren voldoen niet aan de eisen voor de zachte eigenschappen met constant vermogen van vorkheftrucks; hun uitgangsvermogen neemt toe met toenemende snelheid. Daarom moeten verbrandingsmotoren worden uitgerust met mechanische transmissies, koppelomvormers of hydraulische transmissieapparaten om het uitgangskoppel te vergroten voordat ze kunnen worden gebruikt. Vorkheftrucks met interne verbrandingsmotor hebben, in tegenstelling tot vorkheftrucks op batterijen-, de volgende belangrijkste voordelen: geen behoefte aan oplaadapparatuur, langere bedrijfstijd, hoger vermogen, sterker klimvermogen, lagere eisen aan het wegdek en lagere initiële investeringen. Met een geschikte transmissiemethode kunnen ze ideale tractieprestaties bereiken. Nadelen zijn onder meer: geluid en trillingen tijdens bedrijf, uitlaatgassen, vaker onderhoud, hogere bedrijfskosten en een kortere totale levensduur. Daarom zijn vorkheftrucks met interne verbranding over het algemeen superieur. Voor vorkheftrucks met een middelhoog tot hoog hefvermogen wordt de voorkeur gegeven aan vorkheftrucks met verbrandingsmotor.
Onder de vorkheftrucks met verbrandingsmotor komen dieselmotoren het meest voor, waarbij bijna alle vorkheftrucks met een hefvermogen van 3 ton of meer gebruik maken van dieselmotoren. Dit komt omdat dieselmotoren minder brandstof verbruiken. Dieselmotoren zijn echter relatief zwaar, luidruchtig en trillen meer. Vorkheftrucks met kleinere hefcapaciteiten kunnen benzinemotoren gebruiken, die kleiner en lichter zijn, maar meer brandstof verbruiken; benzine is duur en de uitlaatgassen bevatten meer schadelijke componenten en zijn brandbaar. In sommige landen zijn er ook vorkheftrucks die gebruikmaken van LPG-motoren (liquefied petroleum gas), die lagere brandstofprijzen hebben en minder uitlaatgassen produceren.
De afgelopen jaren is het gebruik van motoren voor vloeibaar petroleumgas (LPG) als aandrijfeenheid in vorkheftrucks met interne verbranding zowel nationaal als internationaal toegenomen. Veel vorkheftrucks zijn dual-die brandstof, benzine, diesel of LPG als brandstof kunnen gebruiken. Duitsland kent een jaarlijkse groei van 160% in het gebruik van LPG-vorkheftrucks, en dit aantal stijgt ook in de VS en Japan. Momenteel is er een groeiende verontwaardiging over de vervuiling door uitlaatgassen van voertuigen. Daarom wordt het gebruik van LPG-motoren steeds wijdverspreider in industriële voertuigen die worden aangedreven door verbrandingsmotoren, waaronder vorkheftrucks. Dit komt omdat het gebruik van LPG-motoren niet alleen luchtvervuiling vermijdt en de gevaren voor het milieu vermindert, maar ook de motorslijtage vermindert en de levensduur van de motor verlengt. Het verlaagt ook de brandstofkosten.
02 Chassis
Het chassis is het directe werkmechanisme dat het volledige gewicht van de goederen draagt en taken uitvoert zoals oppakken, heffen en stapelen. Het bestaat uit het werkapparaat dat rechtstreeks de laad- en loswerkzaamheden uitvoert en het hydraulische transmissiesysteem dat het werkapparaat bedient. Gebaseerd op ontwerp, productie en wisselende werkomstandigheden, komt het in verschillende structurele vormen voor. De vorken zijn de vork-vormige onderdelen die de goederen rechtstreeks dragen. Ze worden via haken op het vorkenbord gemonteerd en de afstand tussen de twee vorken kan worden aangepast aan de operationele behoeften en worden vergrendeld door een positioneringsapparaat.
Het vorkenbord is een constructieonderdeel dat is gelast uit stalen platen en is voorzien van een rollensysteem. De binnenmast heeft aan de binnenzijde verticaal georiënteerde gegroefde sporen. Het vorkenbord is op dezelfde manier met de binnenmast verbonden en kan alleen verticaal langs de sporen van de buitenmast bewegen.
De binnenmast is een frameconstructie die aan elkaar is gelast uit twee gegroefde delen die dienen als kolommen en balken. Het onderste deel sluit aan op de aandrijfas van de vorkheftruck (vooras). Met behulp van een kantelbare hydraulische cilinder kan de mast onder een bepaalde hoek naar voren en naar achteren kantelen. Voorwaarts kantelen vergemakkelijkt het laden en lossen, terwijl achterwaarts kantelen voorkomt dat de goederen op de vorken wegglijden wanneer de vorkheftruck in beweging is.
Het onderste uiteinde van de hydraulische hefcilinder bevindt zich op de buitenste mastdwarsbalk en het bovenste uiteinde is verbonden met de binnenste mastdwarsbalk en het tandwiel. Het ene uiteinde van de hijsketting is verbonden met het onderste deel van de buitenmast en het andere uiteinde gaat over het tandwiel en is verbonden met het vorkenbord. Wanneer olie onder druk aan de hydraulische cilinder wordt toegevoerd, beweegt de zuigerstang omhoog met een snelheid v, waardoor het tandwiel en de binnenmast met dezelfde snelheid v omhoog gaan. Dankzij het principe van de beweegbare katrol trekt de ketting het vorkenbord omhoog met een snelheid van 2v. Wanneer de hydraulische cilinder het einde van zijn volledige slag bereikt, bevindt de binnenmast zich in de uiterste positie boven de buitenmast en bevindt het vorkenbord zich in de uiterste positie boven de binnenmast. Wanneer de oliedruk wordt opgeheven, dalen de goederen of vorken en andere componenten onder hun eigen gewicht.
Het stuursysteem wordt gebruikt om de vorkheftruck te laten bewegen in de door de chauffeur bepaalde richting. Heftruckstuursystemen kunnen worden onderverdeeld in twee typen, afhankelijk van de energie die nodig is voor het sturen: mechanische stuursystemen en stuurbekrachtigingssystemen. De eerste gebruikt de fysieke energie van de bestuurder als stuurenergie en bestaat uit drie delen: de stuurinrichting, het stuuroverbrengingsmechanisme en het bedieningsmechanisme. Dit laatste is een stuurapparaat dat zowel de fysieke energie van de bestuurder als het motorvermogen als stuurenergie gebruikt. Onder normale omstandigheden wordt slechts een klein deel van de energie die nodig is voor het sturen van de vorkheftruck geleverd door de chauffeur; het grootste deel wordt geleverd door de motor via het stuurhulpsysteem. Maar ook als de stuurhulp uitvalt, moet de bestuurder de stuurtaak doorgaans nog zelfstandig kunnen uitvoeren. Tijdens het gebruik van de vorkheftruck wisselen sturen en rijden vaak af; Om de werkdruk van de bestuurder te verminderen, maken vorkheftrucks met interne verbranding vaak gebruik van stuurbekrachtigingssystemen. Veelgebruikte stuurbekrachtigingssystemen zijn onder meer integrale stuurbekrachtiging, semi-geïntegreerde stuurbekrachtiging en stuurhulpsystemen. Het remsysteem is het systeem dat de vorkheftruck vertraagt of stopt. Het bestaat uit remmen en een removerbrengingsmechanisme.
Remsystemen kunnen worden ingedeeld in drie typen, afhankelijk van de remenergiebron: handmatige remsystemen, rembekrachtigingssystemen en servoremsystemen. De eerste gebruikt de fysieke energie van de bestuurder als remenergie; rembekrachtigingssystemen zijn volledig afhankelijk van de potentiële energie in de vorm van luchtdruk of hydraulische druk, omgezet uit motorvermogen; de laatste is een combinatie van de eerste twee.
De samenstelling, functie en werkingsprincipe van het vorkheftruckchassis en andere onderdelen lijken sterk op die van auto's. Daarom zal, vanwege ruimtebeperkingen, inhoud die identiek is aan die van auto's niet worden uitgewerkt, terwijl inhoud die verschilt van die van auto's, zal worden geïntroduceerd.
Bij een vorkheftruck met contragewicht bevindt zich aan de achterkant een contragewicht om het gewicht van de goederen aan de voorkant te balanceren. De aandrijfeenheid (verbrandingsmotor) of accu van de vorkheftruck bevindt zich doorgaans aan de achterkant om voor een gedeeltelijke balans te zorgen.
03 Werkgedeelte
Het werkgedeelte van de vorkheftruck draagt rechtstreeks het volledige gewicht van de goederen en voert taken uit zoals picken, heffen en stapelen. Het bestaat uit de werkapparaten die rechtstreeks de laad- en loswerkzaamheden uitvoeren en een hydraulisch transmissiesysteem dat de werkapparaten bedient. Vanwege het ontwerp, de productie en de verschillende werkomstandigheden heeft het verschillende structurele vormen.
De vorken zijn de vork-vormige onderdelen die de goederen rechtstreeks dragen. Ze worden via haken aan het vorkenbord gemonteerd. De afstand tussen de twee vorken kan worden aangepast aan de operationele behoeften en wordt vergrendeld door een positioneringsapparaat.
Het vorkenbord is een constructieonderdeel dat is gelast uit stalen platen en is voorzien van een rollensysteem. De binnenmast heeft aan de binnenzijde verticaal georiënteerde gegroefde sporen. Het vorkenbord is op dezelfde manier met de binnenmast verbonden en kan alleen verticaal langs de sporen van de buitenmast bewegen.
De binnenmast is een frameconstructie die aan elkaar is gelast uit twee gegroefde delen die dienen als kolommen en balken. Het onderste deel sluit aan op de aandrijfas van de vorkheftruck (vooras). Met behulp van een kantelbare hydraulische cilinder kan de mast zowel naar voren als naar achteren onder een bepaalde hoek kantelen. Het naar voren kantelen van de mast vergemakkelijkt het laden en lossen, terwijl het naar achteren kantelen voorkomt dat goederen op de vorken wegglijden wanneer de vorkheftruck in beweging is.
Het onderste uiteinde van de hydraulische hefcilinder bevindt zich op de buitenste mastdwarsbalk en het bovenste uiteinde is verbonden met de binnenste mastdwarsbalk en het tandwiel. Het ene uiteinde van de hijsketting is verbonden met het onderste deel van de buitenmast en het andere uiteinde gaat over het tandwiel en is verbonden met het vorkenbord. Wanneer olie onder druk aan de hydraulische cilinder wordt toegevoerd, beweegt de zuigerstang omhoog met een snelheid v, waardoor het tandwiel en de binnenmast met dezelfde snelheid v omhoog gaan. Dankzij het principe van beweegbare katrollen trekt de ketting het vorkenbord omhoog met een snelheid van 2v. Wanneer de hydraulische cilinder zijn volledige slag bereikt, bevindt de binnenmast zich in de bovenste uiterste positie boven de buitenste mast en bevindt het vorkenbord zich in de bovenste uiterste positie boven de binnenmast. Wanneer de oliedruk wordt opgeheven, dalen de goederen of vorken en andere componenten onder hun eigen gewicht.
