(2025年)杠桿試題有關(guān)叉車(chē)及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題3分，共30分）1.某JXC-25型電動(dòng)叉車(chē)貨叉長(zhǎng)度為1.2米，載荷中心距（載荷重心到貨叉垂直面的水平距離）為500mm。當(dāng)叉取1.5噸貨物時(shí)，貨叉作為杠桿的阻力臂長(zhǎng)度應(yīng)為（）。A.0.5mB.0.7mC.1.2mD.0.3m2.叉車(chē)門(mén)架提升液壓缸采用雙作用油缸，其活塞桿直徑為80mm，缸筒直徑為120mm。當(dāng)系統(tǒng)壓力為16MPa時(shí)，液壓缸向上推力約為（）（π取3.14）。A.180kNB.241kNC.322kND.452kN3.以下關(guān)于叉車(chē)杠桿系統(tǒng)的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.貨叉屬于省力杠桿，動(dòng)力臂大于阻力臂B.門(mén)架傾斜油缸通過(guò)改變支點(diǎn)位置實(shí)現(xiàn)前傾/后傾C.平衡重的作用是增加叉車(chē)后傾時(shí)的阻力矩D.載荷中心距越大，貨叉作為杠桿的阻力矩越小4.某叉車(chē)標(biāo)定最大起重量為3噸（載荷中心距600mm），若實(shí)際載荷中心距變?yōu)?00mm，其最大安全起重量應(yīng)調(diào)整為（）。A.2.25噸B.2.5噸C.3噸D.3.5噸5.叉車(chē)在斜坡上作業(yè)時(shí)，若坡度為10°（sin10°≈0.174，cos10°≈0.985），載荷垂直重力為G，則沿斜坡方向的分力對(duì)杠桿系統(tǒng)的影響是（）。A.增加阻力矩，需減小起重量B.減小阻力矩，可增加起重量C.不影響力矩平衡，起重量不變D.僅影響穩(wěn)定性，與杠桿原理無(wú)關(guān)6.叉車(chē)貨叉與門(mén)架的連接軸為支點(diǎn)，當(dāng)貨叉前端載荷為Q、貨叉自重為W（重心距支點(diǎn)L1）、載荷重心距支點(diǎn)L2時(shí)，支點(diǎn)受到的總壓力為（）。A.Q×L2+W×L1B.(Q+W)×(L1+L2)C.Q+WD.(Q×L2+W×L1)/L0（L0為動(dòng)力臂）7.下列哪種情況會(huì)導(dǎo)致叉車(chē)杠桿系統(tǒng)的傾覆風(fēng)險(xiǎn)顯著增加？（）A.門(mén)架后傾2°B.載荷中心距小于標(biāo)定值C.貨物重心高于貨叉平面D.平衡重質(zhì)量減少10%8.某叉車(chē)液壓系統(tǒng)安全閥設(shè)定壓力為20MPa，液壓缸有效面積為0.01m2，若杠桿系統(tǒng)的動(dòng)力臂與阻力臂之比為3:1，則理論最大起重量（忽略自重）為（）。A.60噸B.20噸C.6.7噸D.15噸9.關(guān)于叉車(chē)杠桿的安全系數(shù)設(shè)計(jì)，正確的理解是（）。A.安全系數(shù)=實(shí)際承受力矩/額定設(shè)計(jì)力矩B.安全系數(shù)越高，設(shè)備重量越輕C.安全系數(shù)僅考慮材料強(qiáng)度，與杠桿結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)D.超載10%時(shí)，安全系數(shù)必然小于110.當(dāng)叉車(chē)貨叉同時(shí)叉取兩件貨物，左側(cè)貨物重1噸（重心距支點(diǎn)0.6m），右側(cè)貨物重1.5噸（重心距支點(diǎn)0.4m），則支點(diǎn)受到的力矩平衡條件為（）。A.1×0.6=1.5×0.4B.1×0.6+1.5×0.4=0C.1×0.6=1.5×0.4+自重力矩D.左側(cè)力矩與右側(cè)力矩方向相反，代數(shù)和為零二、計(jì)算題（每題10分，共40分）1.某CPD30型內(nèi)燃叉車(chē)技術(shù)參數(shù)：額定起重量3噸，載荷中心距500mm，貨叉長(zhǎng)度1.4m（貨叉自重200kg，重心距支點(diǎn)0.7m）。當(dāng)叉取2.5噸貨物（重心距貨叉垂直面450mm）時(shí)，計(jì)算貨叉作為杠桿的阻力矩和動(dòng)力矩（動(dòng)力由液壓缸提供，動(dòng)力臂為1.2m）。2.叉車(chē)門(mén)架傾斜機(jī)構(gòu)采用單油缸驅(qū)動(dòng)，油缸與門(mén)架的連接點(diǎn)距支點(diǎn)（門(mén)架轉(zhuǎn)軸）水平距離為0.8m，垂直距離為1.2m（油缸推力方向與水平夾角θ=30°）。當(dāng)門(mén)架需要產(chǎn)生50kN·m的前傾力矩時(shí)，計(jì)算油缸需提供的推力（忽略摩擦力）。3.某電動(dòng)叉車(chē)平衡重質(zhì)量為2.5噸，重心距后軸（支點(diǎn)）水平距離為1.2m。若叉車(chē)最大起重量為2噸（載荷中心距600mm），計(jì)算叉車(chē)空載時(shí)后軸的支撐力及滿(mǎn)載（門(mén)架垂直）時(shí)的最大穩(wěn)定系數(shù)（穩(wěn)定系數(shù)=穩(wěn)定力矩/傾覆力矩）。4.叉車(chē)貨叉采用Q345鋼制造，截面為矩形（高100mm，寬50mm），貨叉長(zhǎng)度1.2m（支點(diǎn)位于距根部0.2m處）。若材料許用彎曲應(yīng)力為200MPa，計(jì)算貨叉的最大安全載荷（忽略貨叉自重，彎矩公式M=σ×W，W=bh2/6）。三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共24分）1.簡(jiǎn)述叉車(chē)貨叉作為杠桿的工作原理，說(shuō)明動(dòng)力臂、阻力臂的具體位置，并解釋為何貨叉長(zhǎng)度增加會(huì)降低最大起重量。2.分析叉車(chē)門(mén)架多級(jí)液壓缸（如二級(jí)門(mén)架）在提升過(guò)程中杠桿系統(tǒng)的變化：當(dāng)內(nèi)門(mén)架完全伸出時(shí)，液壓缸的有效動(dòng)力臂如何變化？對(duì)提升能力有何影響？3.從杠桿平衡角度，解釋叉車(chē)作業(yè)中“嚴(yán)禁超載”和“門(mén)架盡量后傾”的安全原理。四、案例分析題（16分）某物流倉(cāng)庫(kù)一臺(tái)FD25型叉車(chē)（額定起重量2.5噸，載荷中心距500mm）在搬運(yùn)一件3噸的貨物時(shí)，操作工人將貨物重心盡量后移（實(shí)際載荷中心距400mm），并將門(mén)架后傾至最大角度（12°）。作業(yè)過(guò)程中叉車(chē)突然向前傾覆，分析事故原因（需結(jié)合杠桿力矩計(jì)算和穩(wěn)定性條件）。答案--一、單項(xiàng)選擇題1.A（載荷中心距即阻力臂，500mm=0.5m）2.B（推力=壓力×活塞面積=16×10?Pa×π×(0.12/2)2≈241kN）3.D（載荷中心距越大，阻力矩=載荷×中心距，阻力矩越大）4.A（起重量與載荷中心距成反比，3×600/800=2.25噸）5.A（沿斜坡分力=G×sin10°，增加了使叉車(chē)前傾的力矩，需減小起重量）6.C（支點(diǎn)壓力為載荷與貨叉自重的總和，力矩平衡影響的是液壓缸的推力）7.D（平衡重減少會(huì)降低穩(wěn)定力矩，增加傾覆風(fēng)險(xiǎn)）8.C（液壓缸推力=20×10?×0.01=200kN；動(dòng)力矩=200kN×3=600kN·m；阻力矩=起重量×1×g；起重量=600kN·m/(1m×10m/s2)=60噸？此處需修正：實(shí)際動(dòng)力臂與阻力臂比為3:1，即動(dòng)力×3=阻力×1，阻力=3×動(dòng)力；動(dòng)力=壓力×面積=20×10?×0.01=200kN；阻力=3×200kN=600kN，即60噸？但額定起重量受限于叉車(chē)整體設(shè)計(jì)，可能題目假設(shè)忽略其他因素，正確選項(xiàng)應(yīng)為60噸？但原題可能存在參數(shù)誤差，需重新計(jì)算：若動(dòng)力臂L1=3，阻力臂L2=1，力矩平衡F1×L1=F2×L2，F(xiàn)2=F1×L1/L2=200kN×3/1=600kN=60噸，選A）（注：原題第8題可能存在參數(shù)設(shè)定問(wèn)題，正確計(jì)算應(yīng)為60噸，選項(xiàng)A）9.A（安全系數(shù)=極限承載能力/工作載荷，此處為力矩比）10.D（力矩平衡需考慮方向，左側(cè)力矩與右側(cè)力矩代數(shù)和為零）二、計(jì)算題1.阻力矩=貨物重量×貨物重心距支點(diǎn)+貨叉自重×貨叉重心距支點(diǎn)貨物重心距支點(diǎn)=貨叉長(zhǎng)度-載荷中心距=1.4m-0.45m=0.95m？不，載荷中心距是貨物重心到貨叉垂直面（即貨叉根部）的距離，貨叉支點(diǎn)通常在根部，因此貨物重心距支點(diǎn)=0.45m（載荷中心距）。貨叉自重重心距支點(diǎn)0.7m（題目給定）。阻力矩=2.5×103kg×9.8m/s2×0.45m+200kg×9.8m/s2×0.7m=(2.5×0.45×9.8+0.2×0.7×9.8)×103=(11.025+1.372)×103≈12.397kN·m動(dòng)力矩=阻力矩=12.397kN·m（杠桿平衡時(shí)動(dòng)力矩等于阻力矩）2.油缸推力的垂直分力產(chǎn)生力矩。油缸推力F與水平夾角30°，則垂直分力F×sin30°=0.5F。力矩=垂直分力×水平距離=0.5F×0.8m=0.4F需滿(mǎn)足0.4F=50kN·m→F=125kN3.空載時(shí)后軸支撐力=平衡重重量=2.5×103kg×9.8=24.5kN滿(mǎn)載時(shí)，穩(wěn)定力矩=平衡重×重心距=2.5×9.8×1.2=29.4kN·m傾覆力矩=起重量×載荷中心距=2×9.8×0.6=11.76kN·m穩(wěn)定系數(shù)=29.4/11.76≈2.54.貨叉截面模量W=bh2/6=0.05m×(0.1m)2/6≈8.33×10??m3最大彎矩M=σ×W=200×10?Pa×8.33×10??m3≈16,660N·m貨叉作為杠桿，支點(diǎn)距根部0.2m，載荷作用于貨叉前端（距支點(diǎn)1.2m-0.2m=1.0m），則彎矩M=載荷×1.0m最大載荷=16,660N·m/1.0m≈16,660N≈1.7噸三、簡(jiǎn)答題1.貨叉以與門(mén)架的連接軸為支點(diǎn)，液壓缸的推力為動(dòng)力（作用點(diǎn)在貨叉中部或根部），形成動(dòng)力臂（支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離）；貨物重量為阻力，作用點(diǎn)為貨物重心，形成阻力臂（支點(diǎn)到貨物重心的距離）。貨叉長(zhǎng)度增加會(huì)使阻力臂（貨物重心距支點(diǎn)的距離）增大，根據(jù)力矩平衡（動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂），在動(dòng)力和動(dòng)力臂不變時(shí)，阻力（起重量）需減小以保持平衡，因此最大起重量降低。2.二級(jí)門(mén)架提升時(shí)，內(nèi)門(mén)架伸出后，液壓缸的作用點(diǎn)（與內(nèi)門(mén)架的連接點(diǎn)）會(huì)向上移動(dòng)，導(dǎo)致動(dòng)力臂（支點(diǎn)到油缸推力作用線的垂直距離）縮短。動(dòng)力臂減小會(huì)使動(dòng)力矩（推力×動(dòng)力臂）降低，而阻力矩（貨物重量×阻力臂）因貨物升高可能略有增加（阻力臂可能因門(mén)架傾斜而變化），因此提升能力（最大起重量）會(huì)下降。3.超載會(huì)使阻力矩（載荷×載荷中心距）超過(guò)動(dòng)力矩（液壓缸推力×動(dòng)力臂），導(dǎo)致杠桿系統(tǒng)無(wú)法平衡，同時(shí)超載會(huì)使傾覆力矩（載荷×重心水平距離）超過(guò)穩(wěn)定力矩（平衡重×重心水平距離），引發(fā)前傾傾覆。門(mén)架后傾可減小貨物重心的水平距離（即減小阻力臂和傾覆力矩），同時(shí)增加穩(wěn)定力矩（平衡重的力矩不變，但貨物力矩減?。?，從而提高穩(wěn)定性。四、案例分析題事故原因分析：（1）超載計(jì)算：額定起重量2.5噸（載荷中心距500mm），實(shí)際起重量3噸，即使載荷中心距減小至400mm，根據(jù)力矩平衡，允許起重量=額定起重量×額定中心距/實(shí)際中心距=2.5×500/400≈3.125噸，理論上3噸未超過(guò)此值。但叉車(chē)穩(wěn)定性不僅由杠桿力矩決定，還需考慮傾翻線（后輪接地點(diǎn)為支點(diǎn)）的穩(wěn)定力矩。（2）門(mén)架后傾的影響：門(mén)架后傾12°時(shí)，貨物重心的垂直投影后移，可減小傾覆力矩。但FD25型叉車(chē)的穩(wěn)定力矩主要由平衡重提供（假設(shè)平衡重質(zhì)量2噸，重心