叉车主体结构模态分析与减振设计

结构动力学性能是叉车整体性能中十分重要的因素。振动带来的危害长期影响着叉车的寿命和舒适度，此外，剧烈的振动还会导致零件产生裂纹、齿轮传动失效、紧固零件松脱。随着市场竞争的加剧以及振动噪声控制技术的不断发展，对叉车舒适性的要求也越来越严格。在国内，叉车结构动力学性能的研究一直未得到重视，使得自主品牌的叉车与国外同类产品在振动表现上差距较大。为了避免叉车在正常运行中的共振现象、确保其安全可靠，并提升舒适度，本文深入研究了其结构的动态特性，并利用结构动力学修改对叉车车架结构进行了优化。 车架和护顶架是叉车主体结构，其中车架是主要承载基体，护顶架是与驾驶室结合最紧密的大型结构，两者的模态不仅反映了叉车的整体动态性能，而且是控制整车振动特性的关键。叉车振动系统的振源主要是发动机和坑洼路面，本文主要研究发动机激励下叉车的动态特性，降低振动水平的方法是避免发动机常用激励频率跟车架或护顶架固有频率接近所引起的共振。利用解析法和试验法获得叉车车架和护顶架的模态参数，深入研究车架和护顶架的动态特性后，将车架结构合理的改进，改善了车架的动态特性，降低了振动水平，增加了整车的舒适性。 对该型号叉车运行时的振动信号进行了采集，找出振动能量最大时刻的信号并侧重其进行分析。然后对护顶架和车架分别做了模态分析，将解析和测试得到模态参数与现场振动检测结果相比较。在此基础上，确定该型号叉车振动主要原因是护顶架和车架在发动机怠速附近激励下产生同时共振，且由于共振频率在发动机常用转速激励范围内，导致叉车长时间共振。最后，对车架做了结构动力学修改，并通过实车验证了方案可以有效降低叉车振动水平。本文所述的减振设计方法全面考虑了振动信号特点和模态参数，对叉车护顶架与车架两个主要结构同时进行了分析，为叉车振动控制的研究提供了经验和参考。