《场（厂）内专用机动车辆安全技术规程》及相关标准对叉车的设计要求解读

关键词：特种设备，叉车，设计，技术规程

0 引言

根据市场监管总局全国特种设备安全状况通报，截至2023年年底，全国特种设备总量达2128.91万台，其中场（厂）内专用机动车辆（以下简称“场车”）205.25万台，占比9.64%；2023年，全国共发生特种设备及相关事故71起、死亡69人，其中，场车事故29起、死亡28人，占事故总起数的40.85%、死亡总人数的40.58%，占比较高[1]。近年来相关统计数据显示，场车万台设备事故率一直居高不下，安全形势不容乐观。为全链条抓好场车的设计、制造、改造、修理、使用、检验等环节监督管理，市场监管总局于2022年8月3日批准发布TSG 81—2022《场（厂）内专用机动车辆安全技术规程》[2]（以下简称“技术规程”），并于2022年12月1日起正式施行，TSG N0 0 01—2017和《厂内机动车辆监督检验规程》（国质检锅〔2002〕16号）[3]同时废止。

TSG 81—2022发布实施具有里程碑式意义，该技术规范是机电类特种设备领域的首部大规范，为后续电梯、起重机械技术规范整合形成大规范奠定重要基础。技术规程优化了场车的基本安全要求，进一步明确了使用管理相关要求，增加和完善了型式试验和检验的程序、项目、内容、方法和要求等，为更好地指导和规范场车安全工作提供了依据。设计环节是产品制造过程中的关键环节，它直接决定了产品的性能、安全性、可靠性、制造成本以及用户体验等多个方面。因此，在叉车制造过程中，必须高度重视设计环节的工作，确保设计方案的合理性和可行性。本文着重就技术规程及相关标准对叉车的设计要求展开探讨，以期为叉车制造、使用、检验单位及监管部门提供有益的参考和指导。

1 基本要求

叉车设计应当全面掌握车辆安全运行的相关法规、技术规范、安全基础标准和产品标准的安全规定以及产品使用环境适用性，这样制造的产品才能满足预期使用行业、工作环境的要求。由于叉车一般由司机驾驶和操作，所以设计时应当充分考虑司机正常工作状态的条件以及人体工程学原理。这些工作条件包括司机座椅、站位空间尺寸、噪声、振动、烫伤、污染排放、视野、照明、机械防护措施等。另外，基本要求还规定了铭牌、安全标志（图1）及其说明应当设置在车辆的显著位置，确保不被其他物品遮蔽，方便使用管理、监督和检验等过程对叉车生产制造信息的有效追溯；此外，叉车上至少应当留有一处安装车牌的位置，且该位置的尺寸应当符合TSG 07—2019《特种设备使用管理规则》要求，该预留位置应无遮挡，尺寸大小至少应满足440mm×140 mm，以方便使用管理和部门监管[4]。

2 设计文件

叉车设计文件是综合性技术文件系统，涵盖了从设计任务书到组装及使用维护保养说明的各个方面，以确保叉车在设计、制造、使用和维护过程中的安全性和可靠性，目的是保证产品质量安全可追溯。设计文件通常包括图样目录、设计图样、设计任务书、设计计算书、使用维护说明书、出厂随机文件清单等，而设计图、计算书及使用维护说明书中主要技术参数应当确保一致。

2.1 设计任务书

设计任务书或称为设计方案，是设计工作的任务来源输入和依据，内容齐全的设计任务书至少应包含：设计依据、主要功能及用途、工作环境要求、主要技术参数等。

2.2 设计图样

设计图样是叉车设计的具体表现形式，应当符合相关标准的要求，满足制造、修理和检验需要，且签署齐全，包括总图、主要结构件图、电机等主要零部件图、装配图、控制系统原理图、图样明细表、外购件及标准件明细表等。其中控制系统原理图一般包括电气、液压、气动等控制系统的原理图。需要强调的是，TSG 07—2019《特种设备生产和充装单位许可规则》质量保证体系基本要求中规定了叉车生产单位的设计文件上需要签署相关责任人员意见及姓名，明确要求抓好重点环节的质量管控。

2.3 设计计算书

与起重机械生产类似，设计计算书是叉车设计过程中必不可少的技术文件，它需要满足设计任务书的要求。技术规范规定计算书至少包括：

（1）货叉、货叉架、车架、门架等主要受力结构件强度、刚度的设计计算或者测试分析报告；

（2）发动机、行走电机、制动器等主要工作机构部件的选型计算报告；

（3）整机稳定性测试分析报告或者计算书、标示叉车额定起重量和实际起重量的载荷曲线图（图2）或者载荷表（表1）。且载荷曲线图或者载荷表应清晰且永久固定于叉车的明显位置。叉车整机稳定性是其产品质量的重要指标，GB/T 26949.1—2012《工业车辆稳定性验证 第1部分 总则》4.1条款表明：如果叉车通过本标准全部试验而不倾翻或通过计算满足要求的，则认为是稳定的[5]。

2.4 使用维护说明书

设计者应为用户提供详细的叉车使用维护说明书，包括主要性能参数、用途及其对使用环境的要求；制动、电气、液压、气动等系统原理图及其相应说明；操作、使用、维护说明及其要求；安全装置、安全标志的位置说明及安全注意事项等，以便于用户正确使用和维护叉车。

GB/T 9969—2008《工业产品使用说明书 总则》中的3.3要求“使用说明书应明确给出产品用途和适用范围，并根据产品的特点和需要给出主要结构、性能、型号、规格和正确吊运、安装、使用、操作、维修、保养和贮存等方法，以及保护操作者和产品的安全措施。若需要，可提供安装、维修使用说明书”，本技术规程结合叉车产品特点，提出使用维护说明书基本内容要求[6]。

叉车作为特种设备，在产品设计时，对于使用环节无法消除的剩余安全风险，需要操作者合理操作才能规避，这些使用信息最终通过使用说明书的方式提供给使用者。这些设计采取保护措施后的剩余安全风险，需要操作者正确理解才可能有效规避，所以提供包括对于叉车安全装置、安全监控装置和安全标志的位置与说明、安全注意事项的详尽内容，应在产品设计环节确定。

综上所述，叉车设计文件的要求是多方面的，旨在确保叉车的安全性、可靠性和高效性。因此，设计者在编制设计文件时，应充分考虑以上各方面的要求，并严格按照相关标准和技术规范进行操作。

3 主受力结构件

叉车的主要受力结构件包括车架、门架、货叉架、货叉，应当具有足够的强度和刚度。在强度试验和偏载试验中，不发生永久变形或者损坏，门架之间、货叉架与门架之间活动自如，无阻滞现象及异常响声。根据GB/T 10827.1—2014《工业车辆安全要求和验证 第1部分 自行式工业车辆（除无人驾驶车辆、伸缩臂式叉车和载运车）》，强度试验除了包括1.33倍标准起升高度和标准载荷中心距时的额定起重量试验，还应包括1.33倍最大起升高度时的实际起重量试验[7]。

实心截面货叉的符合性判定可以由整机制造厂质量抽查，也可以由货叉制造商提供满足GB/ T5182—2008《叉车 货叉 技术要求和试验方法》标准要求的试验报告[8]。

4 主要零部件

技术规范中明确提到的叉车主要零部件包括电动机、轮胎和起升链条。

4.1 电动机

电动叉车电动机的绝缘等级不低于F级。与上版规程不同的是新版规程考虑到不同类型场车对行走电机工作制的要求不一致，相应取消了对“行走电动机应当采用60 min（S2）工作制”这一要求。

4.2 轮胎

轮胎应当满足使用场地的要求。叉车轮胎的技术要求涵盖了轮胎选择与匹配、气压管理、轮胎维护与保养以及安全要求等多个方面。叉车轮胎主要分为充气轮胎和实心轮胎两种。充气轮胎具有较好的弹性和减震性能，适用于多种路面条件；而实心轮胎则适合在恶劣的工作环境，如高温、重载或地面尖锐物体较多的场合使用。叉车轮胎的花纹设计会影响其牵引力和耐磨性。在选择时，应根据叉车的使用环境和路面条件来确定。例如，光面胎适合平整的室内环境，而带花纹的轮胎则适合室外或湿滑的地面。此外，需要注意轮胎拆装安全，尤其是采用对开式轮辋的充气轮胎，其机构设计必须保证车轮从车上拆下后，方能松动轮辋螺栓。

4.3 起升链条

叉车起升链条的最小安全系数应当符合GB/T10827.1—2014中4.6.1的要求。当起升装置包括一根或几根链条时，车辆制造商应只能使用板式链或滚子链。在满载状态下，这些链条应具有一个最小安全系数K 。K可通标准中的公式进行计算。另外，最小安全系数K，还应符合：

（1）额定起重量不大于10，000 kg的车辆，K 不应小于5；

（2）额定起重量大于10，000 kg的车辆，K =5-0.2（Q'-10），但不能小于4，式中Q '为车辆的额定起重量，单位为吨（t）[7]。

5 系统与装置

叉车系统主要包括动力系统、传动系统、转向系统、制动系统、液压系统、电气和控制系统。技术规范中该部分技术要求主要引用GB/T 10827.1—2014有关条款。

5.1 动力系统

5.1.1 电动叉车

对于以蓄电池为动力源的叉车要求：一是需设置蓄电池固定装置，标称直流电压超过120 V的蓄电池，还应设置防护措施，确保蓄电池箱未经允许时不能被打开；二是金属盖板或者非金属盖板的金属部件与蓄电池外露带电部分之间间隙数值规定。

5.1.2 罩壳防护装置

叉车罩壳处设置防止意外关闭的装置。GB/ T10827.1—2014完善了防止叉车蓄电池罩或发动机罩以外关闭的要求。较TSG N0001—2017，本技术规程进一步合理化要求当罩壳以外关闭可能对相关人员造成伤害才要求增加防护装置，实际中如部分类型叉车使用塑料盖板、侧面开启罩壳等，即使出现意外关闭情况也不会对人员造成伤害，则本条款可不执行。罩壳打开后由于意外关闭会造成伤害的，应当置防止意外关闭的装置并且永久地固定在车辆上或者安装在车辆的安全处。

5.2 传动系统

5.2.1 静压传动叉车

要求必须处于制动状态时才能启动发动机。这是基于启动安全风险的设计要求，假设无此项联动要求，驾驶员无意中启动运行控制装置，会造成运行风险。

5.2.2 机械、液力传动叉车

应当配备在传动装置处于接合状态时，能防止发动机启动的装置。这一要求同5.2.1条款，符合GB/T 10827.1—2014中的4.2.2.2规定“内燃车辆应配备一种装置，当传动装置处于接合状态时，该装置能防止发动机启动”。同样也是为了防止在传动装置处于接合状态时发动机启动可能导致的叉车意外运行。

5.3 转向系统

叉车应当具有良好的直线行驶性能和转向跟随性；转向系统应当转动灵活、操纵方便、无卡滞，在任意转向操作时不得与其他部件有干涉。

转向系统的功能是按照驾驶员的意愿控制车辆的行驶方向，转向系统对车辆的行驶安全至关重要。随着制造技术的进步，目前，大部分在用叉车采用动力转向，全液压动力转向系统在平衡重式叉车中尤其常见。由于叉车的作业场地和行驶通道较狭窄，作业时换向频繁，而且经常需要以最小半径转向，因此要求转向系统工作可靠，操纵轻便，动作灵敏。此外，与其他机动车辆一样，顺时针打方向控制右转是人们公认的习惯。

5.4 制动系统

5.4.1 制动装置

叉车应当设置行车、驻车制动系统，并且有相应的制动装置。根据GB/T 18849—2011《机动工业车辆制动器性能和零件》，两套制动系统可以使用同一制动部件，例如制动蹄、制动鼓和有关的传动件；坐驾式叉车的行车、驻车制动系统应当由独立制动驱动机构操作；驻车制动系统应当通过纯机械装置把工作部件锁止，手柄操纵的驻车制动控制装置应当有防止意外释放的功能[9]。

从功能上区分，行车制动系统是车辆行驶中随时控制车速，及时减速以致停车，从而确保车辆行驶安全的系统；驻车制动系统是车辆停止后防止滑溜（坡道），辅助控制坡道起步，以及行车制动效能失效后临时使用或配合行车制动系统进行紧急制动的系统。驻车制动系统对于叉车的安全极为重要，现实中由于驻车不可靠造成溜车继而引发安全事故并不鲜见。因此，为确保叉车的驻车可靠性，要求驻车制动力是通过机械装置产生的，同时要求手柄操纵的驻车控制装置应配有防止意外释放的功能，如在手刹柄顶端设置释放按钮，按钮不按下，手刹柄无法释放。需要明确的是，行车制动系统与停车制动系统应由独立的装置进行操作的要求，不适用于站驾式和步驾式机动工业车辆。

5.4.2 制动器性能

叉车制动器的性能应当符合GB/ T 188 49—2011的要求，推荐性标准一旦被安全技术规范引用，则需要设计者强制执行。叉车制动和运行踏板的布置要求应符合人机工程学原理，保证驾驶员有舒适的操作位置、适度的操作力和少量的操作次数，符合GB/T 26562《自行式坐驾工业车辆踏板的结构与布置 踏板的结构与布置原则》。

5.5 液压系统

叉车应当设置能防止系统内压力超过预定值的装置，液压系统用软管、硬管和接头至少能承受液压回路3倍的工作压力。本条与前版TSG N0001-2017相关要求相同。

5.6 电控系统

5.6.1 启动装置

叉车的启动应当通过钥匙、密码或者磁卡等开关装置；控制系统应当具有欠电压、过电流、过热和过电压保护功能；电气系统应当采用双线制；需设置非自动复位且能切断所有驱动部件电源的紧急切断装置。

启动开关装置的作用是接通或切断起动机、点火和电器线路，通常分几个挡位执行。“双线制”的要求为观光车辆和叉车的共同要求，从电源到用电设备有两根导线构成回路，即为双线制，也就是说“负极搭铁”的接线方式是不允许的，电源的负极是跟随正极连接到用电设备上的。GB/T 21268—2014《非公路用旅游观光车通用技术条件》中的5.10.1规定“应采用双线制，保证良好的绝缘，控制部分应可靠”，该条规定同样适用于叉车。本规程中紧急切断装置切断的是驱动部件电源，需要注意，当切断驱动部件电源保留车辆的附件电源时，附件电部件应能正常发出提示与警示信号，如制动灯、转向灯、危险警报灯、喇叭等，有利于发生意外时车辆信号传递，减少事故损失。

5.6.2 照明装置

坐驾式平衡重式叉车和坐驾式侧面式叉车应当设置前照灯、制动灯转向灯等照明和信号装置，其他叉车可根据使用工况设置照明和信号装置。本要求解决了TSG N0 0 01—2017中站驾、步驾式平衡重式叉车照明与信号装置设置的困扰。GB/ T10827.1—2014中4.10.2的解释更加合理，其规定“乘驾式车辆应在设计上为安装照明灯、工作灯和信号灯留有接口，且安装时要按照制造商的说明操作”。

5.7 保护与防护装置

5.7.1 警示装置

技术规程要求乘驾式叉车应当设置由司机控制、能够发出清晰声响的警示装置，至少包括喇叭、倒车蜂鸣器。警示装置是用来警告行人和引起其他车辆注意，保证作业安全，同时还用于催行与传递信号。司机侧站或者侧坐驾驶的叉车可不设置倒车蜂鸣器，这一要求与TSG N0001—2017相比，调整了适用场车类型范围，不再包括步驾式车辆，要求更为合理。

5.7.2 防护装置

技术规程要求叉车应配置司机防护约束装置、护顶架、侧面防护装置、下降限速装置、门架前倾自锁装置、防止爆管装置、防越程装置、防止货叉意外侧向滑移或者脱落装置、车轮防护罩、挡货架、司机坐/站姿状态感知系统及司机权限信息采集器等。

新版技术规程在TSG N0001—2017的基础上，根据GB/T 10827.1—2014进行了修改，明确了最大起升高度大于1800 mm的乘驾式叉车，应当安装符合GB/T 5143《工业车辆护顶架 技术要求和试验方法》要求的护顶架。增加了没有安装护顶架的带有折叠站板的步驾式叉车，当侧面防护装置处于其保护位置时，应当采取措施以防起升高度大于1800mm。新增了乘驾式电动叉车、电液换向的乘驾式内燃平衡重式叉车电波换向的乘驾式内燃侧面式叉车，应当设置司机坐/站姿状态感知系统的要求。另外，根据安全监控的要求，新增了通过指纹、虹膜、人脸特征等生物信息或者磁卡等与个人身份信息唯一绑定的媒介来验证司机操作权限的要求。与技术规程2.5.6.1（1）要求“启动应设置开关装置”有所不同，本条规定旨在解决司机授权的溯源问题。

此外，本技术规程对叉车的载荷装卸装置以及防爆性能等方面的设计也作出了具体规定，在此不一一赘述。

6 结语

按照中国人民共和国《特种设备安全法》规定，特种设备应严格按照相应的技术规范实施生产，TSG 81—2022《场（厂）内专用机动车辆安全技术规程》作为机电类特种设备的首部大规程，是叉车生产（含设计、制造、安装、改造、修理）、使用、检验和监管的重要依据。本文在与前版TSGN0001—2017《场（厂）内专用机动车辆安全技术监察规程》对比分析的基础上，对叉车新技术规程及相关标准的设计要求进行了深入解读，为叉车生产、检验和使用管理者提供参考。