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1、叉車轉向系統(tǒng) Steering System of Forklift Truck 2010.10 . 第一節(jié) 叉車轉向系統(tǒng)概述 1 1.1 叉車轉向系統(tǒng)的定義、作用及叉車轉向的特點 1 1.2 與整車機動性有關的主要考核指標 1 1.3 叉車轉向系統(tǒng)的要求 4 1.4 叉車轉向系統(tǒng)的組成 4 1.5 叉車轉向系統(tǒng)的類型 5 第二節(jié) 全液壓轉向系統(tǒng) 7 2.1 全液壓轉向系統(tǒng)的工作原理 7 2.2 全液壓轉向系統(tǒng)的組成 8 2.3 轉向器的工作原理 第三節(jié)叉車轉向原理 3.1 叉車轉向原理 3.2 車輛轉向方式 3.3 叉車在行駛中轉向的

2、基本條件 第四節(jié)轉向橋 4.1叉車轉向橋概述 11 .....11 11 13 15 16 16 1.1.1 叉車轉向橋的類型 16 1.1.2 橫置油缸轉向橋的構造 19 1.1.3 叉車轉向橋的作用 21 4.2 1-1.8t 焊接轉向橋結構 22 4.3 轉向橋安裝及車輪定位型式 25 4.3.1 轉向橋的安裝方式 25 4.3.2 轉向輪的定位 25 4.3.3 叉車轉向輪的定位方式 27 第五節(jié) 叉車轉向系統(tǒng)的設計 29 5.1 轉向系統(tǒng)的設計方法 29 5.2 橫置油缸式轉向梯形的優(yōu)化設計 30 5.2.1

3、轉向梯形的類型 30 5.2.2 曲柄滑塊式轉向梯形的優(yōu)化設計 32 5.3 轉向傳動機構的設計計算 35 5.3.1 轉向阻力矩的計算 35 5.3.2 轉向傳動機構的受力計算 38 5.4 轉向橋的設計計算 39 5.4.1 轉向橋的受力分析 39 5.4.2 轉向橋強度計算 40 5.5 衡量叉車轉向操縱輕便性的主要指標 41 5.5.1 方向盤最大作用力確定 42 5.5.2 方向盤回轉圈數(shù) 43 5.6 全液壓轉向器的選擇 43 第六節(jié) 叉車轉向系統(tǒng)的試驗 45 6.1 轉向性能試驗 45 6.1 轉向橋的疲勞試驗 48 6.1.1

4、轉向橋體疲勞試驗臺簡介 48 6.1.2 轉向橋體的疲勞試驗 49 i 叉車轉向系統(tǒng) 6.3 整車強化試驗 51 第七節(jié) 轉向系統(tǒng)的安裝調試及維護保養(yǎng) 51 7.1 轉向橋安裝注意事項 51 7.2 轉向橋的調整 52 7.3 轉向系統(tǒng)的維護保養(yǎng) 53 第八節(jié) 轉向系統(tǒng)的主要故障及排除 53 8.1 轉向系統(tǒng)重裝后檢查 53 8.2 轉向系統(tǒng)故障排除 54 8.3 叉車的蛇行現(xiàn)象 54 叉車轉向系統(tǒng) 第一節(jié) 叉車轉向系統(tǒng)概述 叉車主要用于貨場倉庫的裝卸或短途運輸，工作場地較小，轉向頻繁，常需要原地轉 向。因此，叉車對轉向要求比其他

5、車輛更高，轉向要求輕快靈活，轉彎半徑小，機動性能 好。 1.1 叉車轉向系統(tǒng)的定義、作用及叉車轉向的特點 1 .轉向系統(tǒng)的定義：車輛轉向系統(tǒng)是用來對轉向車輪或較接車架的方位 （正中位置或 左、右偏轉位置）和偏轉角度實行操縱控制的全套機構， 它保證駕駛員對車輛行駛方向的控 制。駕駛員可以根據作業(yè)的需要、行駛的條件和環(huán)境，或者保持車輛平穩(wěn)地直線行駛，或 者靈活地改變行駛方向和曲線行駛。 2 .叉車轉向系統(tǒng)的作用： 改變叉車的行駛方向 保持叉車直線行駛。 3 .叉車轉向特點： 后輪（橋）轉向 輕快靈活 轉彎半徑小 機動性能好 1.2 與整車機動性有關的主要考核指標 Wmin 1 = -

6、； C Sin OC max W=Min （ Wmin1 , Wmin2） 圖1-1叉車最小轉彎半徑簡圖 1、最小外側轉彎半徑 W:叉車空載運行狀態(tài)，轉向輪轉到最大轉角后，叉車車體最外 側的回轉半徑. … ,B 式中：s0= r內+2 s產l c L—叉車軸距；a max一外輪最大 偏轉角；C—轉向主銷至車體最外側的水平距離。 最小內側轉彎半徑（r內）： 1-1.5t 100mm 1.8t 95mm 2 ?2.5t 160mm 3-3.5t 200mm 5-10t 200mm 注：最小外側轉彎半徑是決定叉車機動性能 （在最小面積內轉彎的能力）的主要參數(shù)。 在不做特

7、殊說明時，叉車的最小轉彎半徑就是指最小外側轉彎半徑。車體外側距轉彎中心 最遠的地方，通常在叉車尾部平衡重處（貨叉加長時也可能在叉尖處） ，最小轉彎半徑愈 小，叉車的機動性能越好。 影響最小轉彎半徑的因素有：軸距（L）、后輪輪距（與M有關）、車輪的最大偏轉角 以及叉車的外形尺寸（車長）和尾部形狀。止匕外，轉向車輪的直徑對叉車的最小轉彎半徑 影響很大，因而在保證車輪具有必需的承載能力的前提下，應盡可能選用外形小的輪胎。 2.最小直角通道寬度 轉彎時通道的最小寬度。 當車體可以通過時： S：叉車空載運行狀態(tài)，貨叉最大開檔時，叉車可直角（90度） C B B 1 Si =Wmin -(

8、0 --)X—: a 25 當貨物可以通過時: 圖1-2叉車最小直角通道寬度簡圖 S2 = W min - ( S0 - ) X a 2 .2 式中a:間隙（國內計算取100mm,國外取0mm） b：貨物寬度（通常取1000mm） 標準貨物：1?2t時S1>S2;大于2t 時 S1

9、性愈好。 3、直角堆垛的最小通道寬度： 叉車滿載狀態(tài)在直線通道上，可以90度旋轉堆垛的最小通道寬度 RASA= W+K+b+a 式中W:最小外側轉彎半徑 K：叉車前懸距 a：間隙 5U RY n b：貨物寬度 iU L ■ a. =—> 2 RASA=W+K+b+a 圖1-3叉車最小直角堆垛通道寬度簡圖 圖1-4叉車最小直角通道寬度與最小直角堆垛通道寬度對比  1.3 叉車轉向系統(tǒng)的要求 (1)、工作可靠：轉向系統(tǒng)各零、部件應有足夠的強度、剛度和壽命； (2)、滿足正確的運動規(guī)律：叉車轉彎時應使各轉向輪無滑動地滾動，并應使轉向輪 有較大的偏轉角，

10、以獲得盡量小的轉彎半徑； (3)、操縱輕便：叉車作業(yè)時轉向頻繁，常常需以很小的轉彎半徑轉向，故要求操縱 輕便，施加在方向盤上的手力不應大于100N。方向盤的回轉圈數(shù)要少，一般從中間位置向 一個方向轉動至極限位置的圈數(shù)，不應超過 4-5圈； (4)、要有路感：轉向時轉向輪所受的側向力要適當?shù)胤答伒椒较虮P上，使駕駛員操 作時心中有數(shù)。但反饋不能太大，以免出現(xiàn)“打手”現(xiàn)象，避免使轉向系統(tǒng)零件承受過大 的沖擊載荷； (5)、轉向靈敏：方向盤從中間位置向左、右轉動的空行程不應超過 15 ; (6)、調整、維修方便。 我國機械行業(yè)標準《0.5-10t平衡重式叉車技術條件》JB/T2391-200

11、7中還規(guī)定：轉向 應輕便靈活，采用動力轉向的叉車，轉向時，作用在方向盤上的手操作力應為 6N?20M 左右轉向作用力相差應不大于5No當叉車以最大速度直線行駛時，不準有明顯的蛇行現(xiàn)象。 1.4 叉車轉向系統(tǒng)的組成 叉車轉向系統(tǒng)是指由駕駛員操縱的、用來使車輪偏轉的一整套機構，一般包括: 圖1-5叉車轉向系統(tǒng)構成圖 轉向操縱機構：（包括方向盤、轉向軸、轉向管柱、方向盤鎖緊調整機構 ）用來傳遞并 放大駕駛員作用在方向盤上的轉矩，將其轉動改變?yōu)檗D向桿系的擺動； 轉向桿系：使內、外轉向輪有不同的偏轉角，以滿足轉向規(guī)律要求的轉向機構； 轉向支承裝置：（包括轉向節(jié)、主銷和轉向橋體）用以支承

12、轉向車輪，并限定車輪在轉 向時繞主銷偏轉。 對于全液壓轉向系統(tǒng)，還包括液壓管路。 1.5 叉車轉向系統(tǒng)的類型 轉向系統(tǒng)按照轉向所用能源分為機械轉向系統(tǒng) （又稱人力轉向系統(tǒng)）和動力轉向系統(tǒng)兩 大類。機械轉向系統(tǒng)完全依靠駕駛員的體能來操縱轉向，克服轉向阻力矩。動力轉向系統(tǒng) 中，用來克服轉向阻力矩所消耗的能量由原動機提供，駕駛員對系統(tǒng)操縱，以控制轉向。 叉車轉向系統(tǒng)主要分為以下兩類： 1、機械轉向系統(tǒng)： 以駕駛員手力為動力的轉向稱為機械轉向，其中所有傳力件都是機械的。機械式轉向 系統(tǒng)安全可靠，制造精度要求低，但操縱不便，對于轉向頻繁的叉車，特別是轉向橋負荷 較大的大、中噸位的叉車，很難滿

13、足轉向輕便和安全可靠的要求。如圖 1-6所示。 圖1-6機械轉向系統(tǒng) 1—方向盤2 —縱拉桿3—扇形板4 —橫拉桿5 —轉向節(jié)6—轉向橋體7—轉向器 圖1-7雙輪偏轉式機械轉向系統(tǒng) 1—方向盤2 —轉向器3—縱拉桿4 —扇形板5—橫拉桿6 —梯形臂7 —轉向橋8-轉向垂臂 2、動力轉向系統(tǒng)： 裝卸搬運車輛軸壓大、轉向阻力矩大，轉向頻繁，為了使轉向操縱輕便和靈敏，往往 需用動力轉向系統(tǒng)。中等噸位和大噸位的裝卸車輛幾乎全部采用動力轉向系統(tǒng)。根據工作 介質不同。動力轉向系統(tǒng)分為氣壓式和液壓式。液壓式動力轉向系統(tǒng)由于液體壓縮性小， 工作壓力高，因而有結構緊湊，重量輕，滯后

14、時間短等優(yōu)點，故被廣泛采用。 叉車作業(yè)時，轉向頻繁，經常需要原地轉向，叉車空載時，轉向橋的負荷約占車重的 60%,為了減輕駕駛員的勞動強度，叉車趨于采用液壓動力轉向。叉車液壓動力轉向系統(tǒng) 主要分為液壓助力轉向裝置（圖1-8）和全液壓轉向裝置（圖1-9）兩大類。液壓助力轉向 是在機械轉向的基礎上，在縱拉桿處加裝轉向助力器。全液壓轉向裝置與液壓助力轉向裝 置不同之處是以全液壓轉向器取代機械轉向器和縱拉桿等機械元件，且用高壓油管將全液 壓轉向器和轉向油缸聯(lián)通。全液壓轉向裝置操縱輕便，安裝容易，易于總體布置，因而應 用更加廣泛。 圖1-8液壓助力轉向系統(tǒng) 1—轉向器2 —縱

15、拉桿3 —助力油缸4 —轉向桿系5 — tWj壓油管 圖1-9全液壓轉向系統(tǒng) 1—方向盤2 —全液壓轉向器3—高壓油管4—轉向油缸5—扇形板 第二節(jié) 全液壓轉向系統(tǒng) 2.1 全液壓轉向系統(tǒng)的工作原理 如圖1-9所示，叉車轉向時，司機在方向盤（轉向操縱機構）上施加轉向力矩，使方向 盤產生旋轉位移，并通過轉向軸傳給轉向器，轉向器根據方向盤回轉的角度大小，計量地 將分流閥分流過來的壓力油通過管路傳遞給轉向油缸，再通過轉向梯形帶動轉向輪實現(xiàn)轉 向。 2.2 全液壓轉向系統(tǒng)的組成 目前，叉車轉向系統(tǒng)主要由轉向操縱機構、轉向器及管路等組成。 1 .轉向操縱機構： 主要由方向盤、

16、轉向軸、轉向管柱、方向盤調整機構等組成。 管柱上焊一支架，通過鎖緊桿與支架相連。駕駛員可根據需要來調整前、后角度，調 整范圍為4.566Oo為了操縱方便，在叉車的方向盤上，多數(shù)裝有急轉彎手柄，司機左手 轉動方向盤，右手可同時操縱分配閥或變速箱換檔手柄。 裝配時，急轉彎手柄放在左側，一般控制在 7點?10點之間。 2 .全液壓轉向器 轉向器是轉向系統(tǒng)中的減速傳動裝置，它將駕駛員作用在轉向盤上的力矩予以增大， 將轉向盤的轉動減速變?yōu)檗D向油缸的擺動，帶動轉向傳動機構，使轉向輪偏轉。轉向器要 有較大的傳動比，以使操縱輕便；轉向器還要有適當?shù)膫鲃有?，既容易克服車輪的轉向 阻力矩，又要避免路面對

17、轉向輪的沖擊完全傳遞到轉向盤上來。它既要使轉向靈敏，又要 保持一定的轉向盤空程，使駕駛員操縱不過于緊張。同時結構還要緊湊。這些對轉向器的 要求，使轉向器成為一種特殊的傳動裝置。 （1）轉向器的作用： ①增力。通過轉向器的傳動比，將司機加在方向盤上的力予以增大； ②傳遞運動。 （2）轉向器的類型： 轉向器有許多型式，目前機械轉向系統(tǒng)主要采用循環(huán)球式轉向器、球面蝸桿滾輪式轉 向器。全液壓轉向系統(tǒng)以全液壓轉向器取代了機械轉向器，全液壓轉向器按配油閥的結構 型式，可分為擺線轉閥式和擺線滑閥式兩種，叉車常用的是擺線轉閥式全液壓轉向器，又 稱奧爾比特轉向器，轉向器主要由三個部分組成：行星針齒擺線泵

18、、控制閥、閥體。全液壓 轉向器是全液壓轉向裝置的核心部分，它具有操作輕便，動作迅速，重量輕，體積小，便 于安裝的特點。 目前，1—16t內燃叉車及1 —3t電瓶叉車采用的是BZZ型擺線轉閥式全液壓轉向器， 它為開式無路感（又稱為開心式無反應式，開心指是指轉向器處于中位時，進油口和回油 口相通；無反應指是指轉向器處于中位時候，作用在轉向輪上的外力，在方向盤上不引起 感覺，即沒有路感）全液壓轉向裝置。BZZ型轉向器在中間位置時，轉向器進、回油口是 相通的，轉向油缸的兩腔是封閉的，作用在轉向油缸上的外力傳遞不到方向盤上，駕駛員 手上無道路顛簸的感覺。它根據方向盤轉動的角度計量地將分流閥輸來的壓力油

19、輸送給轉 向油缸而實現(xiàn)轉向。當發(fā)動機熄火時，油泵不供油，事故閥起作用，可實現(xiàn)人力轉向。 （3）轉向器由三個部分組成：（1）行星針齒擺線泵（2）控制閥（3）閥體 ①行星針齒擺線泵由轉子（件7）和定子（件8）組成，定子相當于7個圓弧針齒齒形的固 定內齒輪。定子與一個有著6個短幅外擺線等距離曲線齒廓的轉子嚙合。定子中心與轉子 中心之間有一偏心距。如無偏心距，則構不成壓油、吸油。 ②控制閥包括閥芯（件3）和閥套（件9）,閥芯通過銷軸和聯(lián)動軸（件4）與轉子相連。閥芯 與方向盤、轉向軸聯(lián)成一體。在閥套上開有多排油孔，在閥芯上也開有油孔和油槽，當方 向盤不轉動時，回位彈簧片（件5）使閥套居于中間位置。

20、配油盤起著向擺線泵輸配油的作用。 在閥體中的高壓進油道和低壓回油道之間裝有單向閥，轉向器正常工作時，單向閥關閉。 當發(fā)動機熄火，油泵停止供油，擺線泵作手泵使用時，單向閥開啟，供擺線泵吸油用。 ③閥體一在閥體內腔開有4排長槽，分別與轉向器的4個油口相連。另外，開了 1排 配油口，與配油盤相通。 圖2-1擺線式全液壓轉向器 1.限位柱 3.閥芯 5. 彈簧片 7. 轉子 9. 閥套 2.閥體 4. 聯(lián)動軸6.連接片 8. 定子 圖27轉陶式液壓轉向器 1 一閥體2-那套3一轉子4 一碳I柱5一定子6-秘芯7—連接軸 箱子9-定位彈管H一轉向軸11一單向郵

21、 閥體是轉向器的殼體，所有零件都裝在閥體內。閥體上有四個油孔 ：油口 A和液壓泵相連，油口 B與油箱接通；油 口 C和D分別與轉向液壓缸的兩腔相連。控制閥由閥芯和閥套組成，兩者用銷子 8連接，用片彈簧9定位。由于閥芯上 銷孔比閥套銷孔大，閥芯可相對于閥套左右轉動各 8左右。閥芯通過外端榨頭與方向盤轉向軸相連。閥套通過銷子 8、 連接軸7和計量馬達的轉子相連。計量馬達的結構如圖（ 2-2a）所示，它由定子5和轉子3組成。定子和閥體固定在一 起，轉子通過連接軸7和控制閥閥套相連。定子有七個齒、轉子有六個齒，轉子以偏心距 e為半徑，圍繞定子中心轉動。 轉子圍繞定子轉動（稱公轉），同時還以反

22、方向繞自己軸線旋轉 （自轉）。轉子自轉一周的同時繞定子公轉六周，即轉子的 公轉轉速是其自轉轉速的六倍。 2.3轉向器的工作原理 1 .擺線泵的工作原理 因轉子、定子之間有偏心距，轉子在轉動過程中，一方面繞自身輪心轉動，另一方繞 定子作公轉，構成行星運動，傳動的速比i= —Z轉=—6,負號表示轉子自轉的方向與公轉 相反。轉子旋轉時(工作時)，齒隙油腔容積不斷變化，各油腔變?yōu)?3個壓油腔，3個吸油 腔，1個困油腔。壓油腔的油液通過配油盤通向轉向油口，擺線泵的排量： q = -(D12 - D22) B 6 ml/r 式中：D1一定子齒根圓直徑；D2一定子齒頂圓直徑；B一齒寬 轉子旋轉時

23、，齒隙油腔不斷地關閉與開啟。當轉向時，半數(shù)齒隙處于油泵輸出的高壓 油的作用下，另一半則將油液擠出，送往轉向油缸，完成轉向動作。 2 .控制閥工作原理 中位：方向盤不動，閥套上小孔與閥芯上小孔相通，油液經小孔進入閥芯內腔，經長 槽上小孔接通回油口，回油箱。 動作過程：方向盤帶動閥芯轉動，啟閉油孔，帶動擺線泵中轉子轉動，壓油腔中油液 通過油口、油槽流向轉向口，另一腔油液也通過油口、油槽流向回油口，完成循環(huán)。同時， 轉子帶動聯(lián)動軸使閥套隨閥芯轉動，使之趨于關閉。彈簧片使閥套回到中位，停止配油。 當方向盤繼續(xù)轉動時，擺線泵把與方向盤成比例的油量送入轉向油缸， 從而完成轉向動作 第三節(jié)叉車轉向原

24、理 3.1 叉車轉向原理 車輛在行駛過程中，駕駛員需要控制車輛的行駛方向，根據作業(yè)和行駛的需要，或者 使車輛保持穩(wěn)定的直線行駛，或者靈活地改變車輛的行駛方向，這統(tǒng)稱為車輛的轉向。它 對車輛的作業(yè)效率及行駛安全至關重要。要使車輛能夠改變行駛方向，實現(xiàn)曲線行駛，就 必須改變其部分車輪或全部車輪運動方一向，同時路面對車輪的附著力必須足以防止車輪 的側滑。輪式車輛在轉向或直線行駛過程中，經常要求左右車輪以不同的角速度旋轉，其 理由是： 1、轉向時，外側車輪所走過的路程較內側車輪長； 2、當左右車輪輪胎、載荷、氣壓不等或磨損不均時，其實際滾動半徑不等； 3、在高低不平的道路上行駛時，兩側車輪實

25、際走過的路程不同。 因此，為了減少轉向和直線行駛時的功率損耗、輪胎磨損及地面阻力，改善操縱性， 對輪式車輛轉向提出的基本要求是：盡可能的保證車輛在地面上只有滾動而不產生滑動 （包括側滑、縱向滑和滑轉）。為此，輪式車輛轉向必須滿足下列基本原理： 叉車行駛轉向時，必須保證所有車輪作純滾動而無滑動，以減小輪胎磨損，減小行駛 阻力。要實現(xiàn)這個要求，必須使叉車在轉向過程中，所有車輪直線速度矢量的垂線相交于 一點，這一點就是瞬時轉彎中心。 由圖3-1可見，對于三支點叉車不論轉向輪是一個車輪或兩個并置車輪，轉向輪都同 時繞一根垂直于地面的軸線偏轉，故稱單軸線式轉向方式。轉向時前、后輪軸線的延長線 總

26、交于一點，總能滿足所有車輪純滾動的要求。 圖3-1三支點叉車 圖3-2四支點叉車 而對于四支點叉車（圖3-2）,要使所有車輪作純滾動，兩后輪的偏角是不等的，內轉 向輪的偏角B要比外轉向輪偏轉角a大，它們應符合下式關系： M ctga—重口二1 （3-1） 式中：L—叉車軸距；M—主銷中心距（兩個轉向主銷延長線與地面交點間的距離） :——外輪偏轉角；1 ——內輪偏轉角。 上式又稱為叉車轉向的純滾動條件，無論采用怎樣的轉向機構，都要盡可能保證叉車 在轉向時，轉向輪的內外偏轉角符合式 3-1。要使內外車輪在轉向時具有不同的偏轉角， 采用梯形機構便可達到目的。設計轉向梯形時，必須

27、保證內外車輪的轉角符合或接近車輪 純滾動條件。 為了使轉向靈活，曲線行駛的阻力小，要求車輛曲線行駛時所有車輪都作純滾動而不 滑動。這就需要：①所有車輪的軸線交于同一垂直線上，即交于車輛的瞬時轉向中心線； ②各個車輪的轉速與各車輪滾動平面至轉向中心線的距離成正比，為此要求驅動橋兩側車 輪之間裝有差速器，以適應車輛曲線行駛時車輪不同轉速的需要；從動輪則能自動適應這 一轉速需要。 3.2 車輛轉向方式 裝卸搬運車輛因構造不同，其轉向方式分為兩類：偏轉車輪轉向方式和校接車架轉向 方式。 1 .偏轉車輪轉向方式 偏轉車輪轉向方式就是車輛有部分車輪或全部車輪相對車架偏轉一定角度 .以實現(xiàn)車 輛

28、轉向的構造方式。其中又可分為單輪偏轉、雙輪偏轉、全輪偏轉等多種方式。 (1) .單輪偏轉轉向方式 對于三支點車輛，轉向時都是將位于車輛縱向中心面處的單個車輪 (或兩個并置的車 輪)作為轉向輪，繞垂直于路面的軸線轉動一個角度，偏轉后前后車輪軸線始終交于轉向 中心線上，曲線行駛時總能滿足所有車輪作純滾動的要求。 (2) .雙輪偏轉轉向方式 四支點車輛中，只有兩個車輪作為轉向輪，分別繞各自的主銷軸線偏轉，為了使各車 輪軸線交于車輛轉向中心線，兩個轉向輪的轉角必須不同，且需滿足一定的幾何關系。 可得此關系為： ctgP-ctga^ODJOE^M (3-2) 說明兩個轉向輪轉角的關系與轉

29、向輪主銷中心距 M對車輛軸距L的比值有關，轉角a、 B足了上式的關系才能保證各個車輪作純滾動。 (3) .全輪偏轉轉向方式 四支點車輛中，四個車輪全部為轉向輪，分別繞各自的主銷軸線偏轉。為了使各個車 輪軸線交于轉向中心線上，且轉向中心線位于橫向中心面內，兩個前轉向輪和兩個后轉向 輪的轉角，均須滿足如下幾何關系式： 一 一 2M CtgP -Ctga = (3-3) 車輛的轉向方式直接影響車輛的機動性，如車輛軸距 L、轉向輪最大偏轉角a max及外 形尺寸相同，那么從轉向中心 。至車輛縱向中心線的距離 OA可以用來表征車輛機動性的 好環(huán)。OAt小，則理論轉彎半徑愈小，機動性愈好。

30、 圖3-3車輛轉向方式簡圖 a)單輪偏轉方式⑼雙輪偏軍專方式⑹全輪偏車專方式;d)較接車架方式 單輪偏轉方式：Rl=OA=Lctg a max 雙輪偏轉方式：R 2= OA =Lctg a max+M/2 全輪偏轉方式：R 3=OA = (L/2)ctg a max +M/2 很明顯看出：R2> Ri, R2> R30即采用單輪偏轉轉向方式的三支點車輛，其機動性比采用雙 輪偏轉轉向方式的四支點車輛要好，但三支點車輛其橫向穩(wěn)定性差，重力和離心力的合力 線容易超出橫向傾覆邊，所以只有輕小型車輛在平坦良好的路面上工作又需要機動性好的 條件下，才采用這種轉向方式。 四支點車輛如采用全輪

31、偏轉轉向方式，雖然機動性很好，前后車輪軌跡重合，但驅動 輪也需偏轉，需做成轉向驅動橋，使結構復雜，因此應用很少。在被牽引的掛車上，由于 全部車輪都是從動輪，為了提高機動性，常采用這種轉向方式。自行的四支點車輛還是以 雙輪偏轉轉向方式為主。 不論單輪偏轉還是雙輪偏轉轉向方式，都可能有兩種情況 ：一為前輪轉向，另一為后 輪轉向。采用何種結構主要視車輛的用途及工作條件而定。原則上以輪壓小的車輪作轉向 輪，以使轉向輕便；輪壓大的車輪作驅動輪，以使驅動力大。汽車、牽引車等前軸負荷小 后軸負荷大，故都是前輪轉向；叉車、單斗裝載機等前軸負荷大后軸負荷小，故以后輪轉 向。 2 .較接車架轉向方式 在全

32、部車輪均為驅動輪的車輛上，若采用偏轉車輪轉向方式，則必須采用轉向驅動橋, 使得構造復雜。較接車架轉向方式正適用于全輪驅動的車輛。其特點是車輛的車架不是整 體的，而是做成前后兩段車架，中間用垂直錢銷連接起來。轉向時，用液壓缸使前后車架 繞銀銷相對轉動一個角度。前后驅動橋各自連接于前后車架上，車輪對車架都沒有相對偏 轉。前后車架的相對轉動使前后車橋也相對轉過同一角度，兩橋的軸線交于轉向中心線， 即所有車輪的軸線交于轉向中心線，車輪之間又有差速器，故滿足曲線行駛的要求。 校接車架轉向方式的優(yōu)點：首先是轉向半徑小，機動性好，車輛作業(yè)效率高。據統(tǒng)計， 用錢接車架轉向方式的單斗裝載機的轉向半徑約為用后

33、輪偏轉轉向方式的裝載機轉向半 徑的70%,作業(yè)效率可提高20%。其次是結構簡單、制造方便。它的缺點是：轉向狀態(tài)下 車輛橫向穩(wěn)定性差；轉向過程車輪有橫向滑移，轉向阻力矩大，轉向后不能自動回正。 3.3 叉車在行駛中轉向的基本條件 叉車在行駛中轉向是依靠轉向輪的純滾動平面與叉車的行駛方向偏離一定的角度而 實現(xiàn)的，在一定程度上可以講：當其他條件不變時，轉向輪的偏轉角度越大，轉彎半徑就 越小。但是當轉向輪偏轉角度超過一定數(shù)值時，車輪可能在路面上產生滑移，而叉車的行 駛方向并不改變。 為保證轉向時不出現(xiàn)轉向輪的滑移現(xiàn)象，轉向輪的最大偏轉角應遵循下面公式的理論 依據。 如圖3-4所示，假設Pi、P

34、2為車架傳給左右轉向輪的推力，在車輪轉向平面內的分力 分別為Pi?cosa、P2?GsB，車輪克服阻力向前滾動的條件為： Pi ?COS a >f?Zi; P2?COs B >f?Z2 式中f:轉向車輪滾動阻力系數(shù)；Zi、Z2：兩輪的垂直負荷。 轉向時要使轉向車輪不出現(xiàn)滑移現(xiàn)象，必須滿足下面條件: P1 ?Sin a < J(5z1)2— ( fz1)2 P2 ?Sin B < 式中中：轉向車輪與路面粘著系數(shù); \(Z)2— (fZ2)2 (3-4) B分別位外輪和內輪的偏轉角。 綜合以上各式，就得到了叉車在行駛中轉向的基本條件: (3-5) tg a <

35、 y/8 2一 f 2 叉車在堅硬干燥的路面上行駛時，粘著系數(shù)遠遠大于滾動阻力系數(shù)，上述條件完全可 以滿足，但當路面潮濕松軟時，粘著系數(shù)減小，滾動阻力系數(shù)增大，要滿足條件，車輪轉 角必須減小，也不能進行急轉彎，否則會出現(xiàn)滑移，叉車將失去操縱。例如，叉車在雨后 的土路上轉彎，中=0.3, f=0.15,內輪轉角B <60 圖3-4叉車轉向時車輪受力圖 第四節(jié)轉向橋 4.1 叉車轉向橋概述 由于叉車工作裝置布置在其前端，叉車滿載工作時，前輪負荷較大（承擔貨物重量和 車體自重的90%以上），為了減小轉向阻力矩，使司機轉向操縱輕便，通常叉車一般以后 橋作為轉向橋。 4.1.1 叉車

36、轉向橋的類型 叉車轉向橋懸掛裝置（又稱叉車懸架），是車架與轉向橋或直接與轉向輪相連接的全 套零件的總稱。根據叉車懸架導向裝置的結構及運動特點，一般可將懸架分為三支點和四 支點兩種類型。四支點懸架較三支點重心低，穩(wěn)定性好，本文主要研究四支點懸架機構。 四支點懸架根據是否采用彈性元件和兩轉向輪之間的相互關系，一般可分為三種結構形 式： 1、相關彈性懸架。 在這種結構中，兩個轉向輪和轉向橋硬性聯(lián)系，而轉向橋懸掛在連接車架的彈簧上， 因此在運動中一個車輪的位置和另一個車輪的位置具有相關的聯(lián)系，故稱為相關彈性懸 架。此種結構如圖4-1所示。轉向橋通過兩個縱向半橢圓彈簧懸掛在車架上，每個彈簧是

37、由6個簧片及兩個彈簧箍所組成，彈簧片用中心螺栓將其固定在轉向橋上。彈簧的前彎耳 則通過擺動吊桿懸掛在車架后部橫梁的托架上。半橢圓彈簧除了可以傳遞垂直力和緩和沖 擊外，同時兼起導向作用，故可將半橢圓彈簧看成以上兩種元件的組合。 1——痔宛展，!. B一橫向拄舁? 1——|動杠桿,4——鼻JW, 6 — *一主鉤1T—轉向節(jié)胃. 圖4-1相關彈性懸架 相關彈性懸架的另外一種型式為橡膠套管式懸架，如圖 4-2所示。這種結構省去了兩 個半橢圓彈簧，所以比上一種型式要簡單得多。減振作用是靠轉向梁中間較接軸中的橡膠 套來達到。雖然減振作用不及半橢圓彈簧明顯，但是其結構較為簡單。 1 圖

38、4-2橡膠套管式彈性懸架 2、獨立彈性懸架。 這種結構型式是每個車輪單獨的懸掛在車架上，除該裝置中的平衡裝置可相互傳遞載 荷外，兩車輪的位置互不影響，故稱此裝置為獨立懸架。這種懸架結構如圖 4-3所示 1 一座獎第麻，2 — 玄蚓 曰一一貴耳或描1一鈉于, J7 咤旗. 工一^鈉，$■~"下管，& , w畤同節(jié)+ c —主鞘f r—nt 11—上h* I* 一即肝，i凡15—手折柢fh J4 —■他好? 1U 一輪幅， 圖4-3獨立彈性懸架 圖中所示的轉向橋結構中，實質上并沒有一根連接兩邊車輪并承受兩輪載荷的梁。每 個車輪都通過兩個擺動臂及一根支柱懸掛在車架的縱梁上

39、，而轉向節(jié)則較接到支柱上。平 衡杠桿的作用是將一邊車輪的載荷傳遞到另一邊車輪使其保持平衡。導向裝置為上臂 11 和下臂4,彈性元件則為能夠承受扭矩的扭桿 12,當叉車在不平道路上行駛時，就會引起 懸架掛在上下臂上的轉向輪發(fā)生振動，這種振動則由扭桿 12所吸收。這種結構比較復雜， 檢修保養(yǎng)均較困難。這種結構除舊式叉車外，近代叉車實際早已不用。 3、剛性懸架 這種懸架又稱中間較軸式懸架，它的兩個轉向輪和轉向橋剛性聯(lián)接，轉向橋不通過任 何彈性元件，直接與車架后部的支座較接相連，故稱為剛性懸架，如圖 4-4所示。 這種結構的特點是懸架系統(tǒng)中無彈性元件，所以地面不平引起的沖擊載荷可直接傳遞 到

40、車體上，使其運行性能不良，但此結構簡單，零部件少，自重輕，目前國內外叉車制造 廠家普遍采用的橫置油缸轉向橋就屬于這種懸架類型。 圖4-4剛性懸架 4.1.2 橫置油缸轉向橋的構造 橫置油缸式轉向橋采用曲柄滑塊機構，壓力油推動轉向油缸活塞桿通過連桿帶動轉向 節(jié)轉向，使轉向輪偏轉，從而實現(xiàn)轉向。 橫置油缸式轉向橋特點為： 結構簡單，布置方便、緊湊； 左右轉向時方向盤轉角相同；最大轉角大（最大可達 85。）， 轉向角誤差小，機構傳動角大； 缺點是在轉向過程中，油缸活塞桿要承受徑向力。 橫置油缸式轉向橋主要由轉向橋體、轉向油缸、連桿、轉向節(jié)和轉向輪等零件組成 其機構如圖4-

41、5: 圖4-5轉向橋總成 1.轉向橋體 2.連桿 3.轉向油缸 4.轉向節(jié) 5.轉向輪 1 .轉向橋體 橋體通常采用工字形斷面焊接而成。橋體 與轉向節(jié)的連接方式，通常有拳形和叉形兩種 結構，本公司生產的叉車轉向橋體均采用叉形 結構。轉向油缸通過支架固定在橋體上，1?3t 車采用限位螺釘裝在橋體筋板上用來控制最大 轉向角限位（外限位）；5?10t車采用轉向油缸 限位（內限位）。 2 .轉向節(jié) 轉向節(jié)位于橋體兩端，通過轉向主銷，將 轉向節(jié)、推力軸承、滾針軸承、防塵罩、“O” 形圈裝在轉向橋體兩端的上下之間，轉向節(jié)與 轉向主銷的固定采用緊定螺釘，可繞橋體轉動， 外載由橋體上部的推力軸承

42、來承受。 圖4-6轉向橋體與轉向節(jié)連接簡圖 a）拳形結構 b）叉形結構 3.轉向輪 轉向輪總成由輪轂、輪胎、軸承、端蓋、油封、緊固件等組成，承受車體的重量和地 面上的各種力。輪轂用兩個圓錐滾子軸承及緊固件等裝在轉向節(jié)軸上，車輪通過輪物撬到 輪轂上，軸承內側裝有油封，使?jié)櫥３衷谳嗇灪娃D向節(jié)腔內，螺母用來調整軸承松動 程度。 4.軸承 轉向橋共有3種軸承：推力軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承。軸承主要是根據轉向橋 的受力情況來選擇。 目前1?10t車用的軸承如下： 號 噸 名稱 推力軸承 圓錐軸承(大) 圓錐軸承(/」 、) 滾針軸承 1 ?1.8t 9820

43、5 7208E 7206E 942/25 2~3t 198906 7201E 7207E 943/32 3.5~4t 8208 7214E 7211E 943/32 5~7t 8209 7515E 7511E 942/45 8~10t 8211 7515E 7511E 942/45 推力軸承一一主要承受作用在叉車整機的垂直重量； 圓錐軸承——主要承受轉向車輪上的徑向力和側向力； 滾針軸承——主要承受徑向力(以平衡車輪的徑向力和側向力) 5.轉向油缸 橫置式的轉向油缸為貫通雙作用活塞式，兩端與連桿相連，活塞密封件采用支承環(huán)和 “O”形圈的

44、組合密封，導向套與活塞桿之間采用 Yx圈軸向密封，導向套與缸筒間采用“O” 形圈軸向密封，活塞與活塞桿焊成一體。 a型內燃車和電瓶車在油缸內加浮動軸套，通過 兩側缸蓋把油缸固定在橋體上；H2000型內燃車油缸內無軸套，通過缸筒上的支架把油缸 固定在轉向橋體上?；钊麠U頭部裝有關節(jié)軸承，即可潤滑又可調節(jié)擺動量。 橫拉桿式的轉向油缸式雙作用活塞式，油缸一端接頭總成安裝在車體支座上，另一端 活塞桿裝在轉向橋的三連板上。活塞密封件采用支承環(huán)和“ O”形圈的組合密封，導向套 與活塞桿之間采用Yx圈軸向密封，導向套與缸筒間采用“ O”形圈軸向密封，活塞與活塞 桿之間通過緊固件連接在一起。 4.1.3

45、叉車轉向橋的作用 叉車主要用于貨場倉庫的裝卸或短途運輸，工作場地較小，轉向頻繁，常需要原地轉 向。因此，叉車對轉向要求比其他車輛更高，轉向要求輕快靈活，轉彎半徑小，機動性能 好。叉車轉向橋的安裝采用中間支承式，通過緩沖墊或軸承座連接到車架后部尾架上，其 作用主要有： (1)、轉向橋承擔叉車的后部重量； (2)、承受行駛時道路對叉車后輪的各種作用力和力矩，并且吸收振動和沖擊； (3)、將車架傳來的垂直力、縱向力或橫向力傳給轉向輪，以保證叉車能夠正常行駛 或轉向 4.2 1-1.8t焊接轉向橋結構 國產1-1.8t叉車焊接式橫置油缸轉向橋總成零件爆炸視圖如圖 4-7所示: 圖

46、4-7國產1-1.8t叉車橫置油缸式轉向橋總成 現(xiàn)有1-1.8t叉車橫置油缸式轉向橋的構成零件如下表所示: 序號 名稱 序號 名稱 1 轉向橋體總成 23 緊定螺釘 2 連桿 24 螺母M12 3 轉向油缸總成 25 螺母M16 4 減震塊 26 襯套 5 支架 27 直通式潤滑油嘴 6 右轉向節(jié)總成 28 左轉向節(jié)總成  7 平間推力軸承 29 螺栓M12X35 8 滾針軸承 30 彈簧墊圈 9 轉向節(jié)主銷 31 。型圈 10 銷 32 油封 11 調整墊 33 襯套 12 U型密封

47、圈 34 螺栓 M10X1.25X40 13 轉向節(jié)調整墊 35 彎頸式潤滑油嘴 14 螺母 36 螺栓M6X12 15 防塵圈 37 墊圈（））6 16 軸承30208 38 擋板 17 軸承30206 39 連桿銷 18 螺母 40 ES型向心關節(jié)軸承 19 墊圈 41 調整墊 20 銷 42 墊圈（））16 21 輪轂蓋 43 螺栓M16X55 22 輪轂 44 墊圈 表4-1 1-1.8t橫置油缸式轉向橋的零件結構表 （1）、轉向橋體 焊接轉向橋體通常采用箱形橫斷面的結構形式，由上下橋板、左右筋板

48、、中間腹板、 前后支承座以及四個軸承座焊接而成。1-1.8t叉車的轉向橋橋體（件1）與左右轉向節(jié)（件 6、件28）的連接方式均采用叉形結構。轉向油缸通過支架固定在橋體上，通過裝在橋體 筋板上的限位螺釘（件34）來控制轉向輪的最大轉向角。 （2）、轉向節(jié)和轉向主銷 轉向節(jié)位于橋體兩端，通過轉向主銷（件 9）,將轉向節(jié)、推力軸承（件7）、主銷襯套 （件8）、防塵圈（件15）、。型圈（件31）裝在轉向橋體兩端，轉向節(jié)與轉向主銷采用固定 銷（件23）連接，可繞橋體轉動，橋體負荷由橋體兩端的推力軸承（件 7）來承受。 （3）、轉向輪 轉向輪總成由輪轂、轉向輪總成、軸承、輪轂蓋、 U型密封圈、緊固

49、件等組成，承受 車體的重量和地面上的各種力。輪轂用兩個圓錐滾子軸承及緊固件等裝在轉向節(jié)上，軸承 內側裝有油封，用來密封輪轂和轉向節(jié)腔內的潤滑脂， 軸承的游隙通過調整螺母進行調節(jié)。 轉聲輪總成 圖4-8轉向輪 (4)、轉向油缸 油缸為雙作用活塞式，活塞密封件采用支承環(huán)和 O型密封圈組合密封，缸蓋和活塞桿 之間采用U型圈軸向密封。油缸通過缸體上的支座固定在轉向橋體上。 圖4-9 焊接橋轉向油缸 1.缸筒總成 2.活塞桿3.支承環(huán) 4.支撐環(huán) 5.O 型圈6.O型圈 7.活塞 8.鋼球 9.O型圈 10.鋼背軸承 11.U 型密封圈 12.缸蓋 13.防塵圈 4.

50、3轉向橋安裝及車輪定位型式 4.3.1 轉向橋的安裝方式 轉向橋為中間支承式，H2000型、G系列叉車轉向橋通過緩沖墊連接到車架后部尾架 上，其余轉向橋通過軸承座連接到車架后部尾架上。當車輪通過不平的路面時，轉向橋繞 中間軸回轉，車輪隨路面高低情況而上下擺動，左右擺動 <3度（路面不平、離心力），其 最大的擺動量為60mm當擺動量過大時，易與車體、平衡重干涉；當擺動量過小時，易造 成叉車傾翻。設計時要確保擺動過程中車輪與尾架、平衡重不干涉。 4.3.2 轉向輪的定位 為了保證車輛能穩(wěn)定地直線行駛，應使轉向輪有自動回正作用，即車輛直線行駛時轉 向輪偶遇外力作用而發(fā)生偏轉時，在外力消失后，

51、轉向輪應有自動回到直線行駛位置的能 力。這不僅使車輛行駛平穩(wěn)，還使駕駛員操縱輕便。這主要通過轉向輪的適當安裝定位來 達到。轉向輪的定位參數(shù)包括主銷后傾角、 主銷內傾角、車輪外傾角和車輪前束。對汽車、 牽引車等車輛，轉向輪的四種定位參數(shù)都可能有，對于叉車、裝載機等裝卸車輛，主要采 用主銷內傾角和車輪外傾角。 1 .主銷后傾角Y 對于以前橋作為轉向橋的車輛，將主銷軸線在縱向垂直平面內后傾一定角度 丫（如圖 4-10a）,即主銷上端靠后、下端靠前，這樣上銷軸線與路面的交點 a將位于車輪著地點b 的前面當轉向輪偶遇外力作用而稍有偏轉時（例如圖示車輪向右偏轉），車輛曲線運動將受 到本身質量離心力

52、的作用，而路面將給車輪以側向反力 Y,此反力Y作用于車輪著地點b 處，對主銷軸線形成一個迫使車輪回正的力矩，當車輪回正以后，車輛直線行駛，車輛離 心力及路面給車輪的側向反力不再存在，自動回正力矩消失。對于以后橋作為轉向橋的車 輛（如叉車）主銷在縱向垂直平面內應該前傾，同樣，當車輪偏轉時也有自動回正作用。車 輛的行駛速度對自動回正力矩有直接影響，車速高，離心力及路面對車輪側向反力均大， 自動回正力矩大。自動回正力矩有利于車輛直線穩(wěn)定行駛，但當車輛需要轉向或曲線行駛 時，這種力矩反過來成為操縱力矩的阻力矩， 使駕駛員的操縱力增大，因此主銷后傾角（或 主銷前傾角）不能太大，一般在3以內。叉車等裝卸

53、車輛由于車速低，主銷前傾的自動回 正效果不顯著，為簡化轉向橋結構和制造工藝，取 丫 =0。而主要采用主銷內傾角來保 叉車轉向系統(tǒng) 證轉向輪的自動回正。 2 .主銷內傾角B 即將主銷軸線在橫向垂直面內傾斜一個角度 9 ,其上端向內，如圖（4-10b）所示。 主銷內傾也使轉向輪有自動回正作用，當轉向輪在外力作用下由直線行駛位置偏轉一個角 度時，轉向節(jié)繞主銷轉動一個角度，并使主銷有所抬高（從相對運動來看，如主銷高度不 動，車輪繞主銷轉動將使車輪著地點陷入路面以下 ），同時也將轉向橋梁及整車抬起一個 高度，從能量觀點看，車輛抬高，其重力勢能增加，處于不穩(wěn)定平衡狀態(tài)。當迫使轉向輪 偏轉并使

54、車輛抬高的外力矩消除后，就放出勢能而使車輛回復到勢能最小的穩(wěn)定平衡位 置，即直線行駛位置。從受力來看，轉向輪偏轉 a角后，路面對車輪的垂直反力 Zi對主銷 軸線有一個分力力矩 Zisin 0 - esin a ,此力矩使轉向輪回復到原來中間位置，是自動回 正力矩。 止匕外，主銷內傾還使得主銷軸線與路面交點到車輪滾動平面的距離 e減小，轉向阻力 矩相對減小，從而使轉向操縱輕便。但內傾角不宜過大，如過大則回正力矩增大；距離 e 也不宜過小，如過小則轉向時轉向輪與路面間的滑動摩擦阻力矩增加，這些都使轉向操縱 變得沉重。一般9角不大于8。。 圖4-10主銷后傾角與主銷內傾角 a）主銷后

55、傾 b ）主銷內傾 3 .車輪外傾和車輪前束 車輪外傾即直線行駛時轉向車輪滾動平面不垂直，上部向外傾斜，而與垂直平面成一 夾角?。▓D4-11a）如果轉向輪輕載時正好垂直路面，則重載時將因轉向橋的變形而使轉 內輪內傾，造成輪胎內側的偏磨損，并加重了轉向輪外端小軸承的負荷， 降低了軸承壽命。 為了使轉向輪輪胎磨損比較均勻和減輕外端小軸承的負荷，安裝車輪時預先使車輪有一定 26 叉車轉向系統(tǒng) 的外傾角，以防止使用中出現(xiàn)車輪內傾。車輪外傾角是在設計轉向節(jié)時確定的，即將轉向 節(jié)軸線設計得不是完全水平，而是外端向下傾斜一個 小角。車輪外傾角不宜過大，否則同 樣會使車輪輪胎外側偏磨損。小

56、一般在1?1.5 。 車輪有了外傾角后，在滾動時。就類似于滾錐，導致兩側車輪有向外滾開的趨勢。由 于轉向橋和轉向橫拉桿的約束，使車輪不可能向外滾開，但在滾動時存在車輪對路面的橫 向滑動，從而增加了輪胎的磨損。為了消除車輪外傾帶來的這種不良后果，在前橋為轉向 橋的前進車輛上，安裝車輪時，使兩個前輪的中心面不平行，兩輪前邊緣距離 B小于后邊 緣距離A,A、B之差值稱為前束。這樣可使車輪在每一瞬時滾動方向接近于向著正前方， 從而車輪的磨損減小。車輪前束通過調整橫拉桿長度而得到。裝卸車輛由于前進后退機會 相近，不宜采用前束。 圖4-11轉向輪的外傾與前束 a）轉向輪外傾 b ）

57、轉向輪前束 4.3.3 叉車轉向輪的定位方式 為了保證叉車直線行駛的穩(wěn)定性和轉向輕便，叉車轉向輪主要采用車輪外傾角和主銷 內傾角，它們稱為轉向輪的定位角。 1、轉向車輪外傾角：直線行駛時轉向車輪滾動平面不垂直，上部向外傾斜，而與垂 直平面成一夾角。如果轉向輪輕載時正好垂直路面，則重載時將因轉向橋的變形而使轉向 輪內傾，造成輪胎內側的偏磨損，并加重了轉向外端小軸承的負荷，降低軸承壽命。為解 決這一問題，設計上預先使車輪有一定的外傾角，主要目的為在叉車承載后，迫使車輪回 到中立位置。外傾角不宜過大，否則同樣會使輪胎的外側偏磨損，一般為 1?1.5度。 車輪外傾角能使車輪輪轂軸承和主銷襯套

58、中存在的間隙，受載后消失，這時仍能保證 車輪平面與路面垂直，以保證車輪正常的行駛和轉向。 2、主銷內傾角：主銷有了內傾角后，轉向節(jié)的軸線與主銷孔的軸線不再相互垂直， 給轉向節(jié)的加工帶來困難；但主銷軸線與地面交點至車輪支承中心點的距離確由 ei減小為 e,從而減小了轉向輪偏轉的阻力矩，還可以減小不平路面對轉向系的沖擊負荷。此外， 還可以使轉向輪有自動回正作用，易于保持叉車直線行駛，減少蛇行現(xiàn)象。主銷內傾角一 般為為5?7。 a) 圖4-12主銷內傾角與車輪外傾角 在全液壓和液壓助力轉向系統(tǒng)中，可由液壓系統(tǒng)保證轉向輪的回正，故主銷內傾角為 0。機械橫拉桿式轉向橋的主銷內傾角為

59、 7, 叉車等裝卸車輛由于車速低，主銷前傾的自動回正效果不顯著，為簡化轉向橋結構和 制造工藝，一般不采用主銷后（前）傾角。由于叉車的前進后退的機會幾乎相等，故一般 不采用車輪前束角。 內燃叉車、蓄電池四支點叉車最大內轉角為 78 /54 ； 1 —3t小軸距叉車（因實心 輪胎外徑小，與機構的干涉少）最大內轉角為 840 /560。 第五節(jié) 叉車轉向系統(tǒng)的設計 5.1轉向系統(tǒng)的設計方法 56 * 騎庭雙曲柄鑄商機構需數(shù) 校費轉向機構的轉向性能 01胎已知嘉鼓和智束＜ 打其機構的代勒性能

60、 蟀I構科科要出 轉向油鼠密枸尺寸編定 ＞ 轉向標等部件三維建攜 W 軸承的受力及壽命計算 轉向橋零部件神液核 ＞由整事部件弱伏* 圖5-1橫置油缸式焊接轉向橋的設計步驟 5.2橫置油缸式轉向梯形的優(yōu)化設計 5.2.1轉向梯形的類型 對于四支點叉車，為了保證兩轉向輪的偏轉角滿足式（ 3-1）,必須采用一套桿系機構

61、 將左右轉向輪聯(lián)接起來，使兩輪同時偏轉，實現(xiàn)不同的偏角，這套機構稱之為梯形機構， 常用的梯形機構有單梯形和雙梯形兩種形式。 （1）單梯形機構： 單梯形機構是最簡單的4桿機構，它以轉向橋體作為固定機架，兩個分別與左右轉向 節(jié)固定并繞左右主銷轉動的搖桿稱為梯形臂，左右梯形臂的轉角即為左右轉向輪的偏轉 角。連接左右梯形臂的連桿稱為橫拉桿。轉向時，縱拉桿帶動轉向節(jié)臂，轉向節(jié)臂與一側 的轉向節(jié)固連，帶動該側轉向節(jié)偏轉，通過轉向梯形機構再帶動另一側的轉向節(jié)偏轉。單 梯形機構的轉向輪偏轉角一般不大于 45。 圖5-3單梯形機構 外置式 圖5-4汽車用轉向梯形 a）內置式

62、 b） 根據梯形機構在叉車上的安裝位置，可分為 內置式和外置式。梯形布置在轉向橋和驅動橋之 問時稱為內置式，梯形機構布置在轉向橋之外的 稱為外置式（圖5-3）。兩種型式的兩梯形臂的延 長線都交于縱向中心線上。 汽車大都使用單梯形機構，內輪的偏轉角一 般為35?40 。 （2）雙梯形機構 叉車機動性要好，要有較小的轉彎半徑。為此，必須使瞬時轉彎中心盡量靠近叉車。 要達到這個目的，除了盡可能縮短叉車軸距L和主銷中心間距M外，還必須在滿足式（3-1） 的條件下，同時增大內外轉向輪的偏轉角度。目前叉車內輪的偏轉角大多在750?85之 間，單梯形機構已經無法滿足，只有采用對稱的 6連桿機構才能

63、滿足要求，6連桿機構型 式較多，統(tǒng)稱為雙梯形轉向機構。 叉車上常用的雙梯形機構的布置形式有交叉式和八字式（圖 5-5）。八字式梯形優(yōu)于交 叉式梯形，它的轉向節(jié)左右對稱，便于制造；左右橫拉桿和轉向節(jié)臂在同一平面內，球頭 銷朝上，磨損后不會出現(xiàn)橫拉桿脫落的危險。八字式梯形易于實現(xiàn)轉向車輪更大的轉角， 可使轉向時內外轉向輪的誤差減小。它的缺點是轉向節(jié)臂和橫拉桿在轉向中有可能重合為 一條直線，出現(xiàn)死點。 圖5-5雙梯形機構 a）交叉式 b）八字式 在液壓動力轉向的車輛中，在兩個轉向車輪（轉向節(jié)）之間采用雙曲柄滑塊式 6桿機 構聯(lián)系起來，可視作將扇形板擴大為無窮大的一種八字式轉向雙

64、梯形機構（圖 5-6）。在這 種機構中，將轉向油缸固定在轉向橋體上，油缸活塞桿雙向伸出，作為六桿機構的主動桿 件（滑塊）。這種機構除了能夠獲得比較理想的轉向輪轉角外，因轉向油缸、轉向梯形機 構和轉向橋體合裝在一起，構成一個獨立的部件，給車輛的總體布置和安裝調試帶來方便； 且油缸兩腔的面積相等，使得左右的轉向效果完全相同，因而這種機構是目前應用在叉車 轉向橋部件中最為廣泛的一種轉向機構。 但這種轉向機構中活塞桿要受到側向力，因此活塞桿剛性要好，密封件要耐磨，以免 滲漏。 5.2.2曲柄滑塊式轉向梯形的優(yōu)化設計 曲柄滑塊式轉向梯形機構（圖5-6）,除主銷中心距m外，還有4個獨立變量，即曲柄

65、（相當于梯形臂）長度r,曲柄初始角9 ,連桿長度l ,滑塊（即活塞）中心線至機架（即 轉向橋）中心線的距離 e。為了實現(xiàn)車輪作純滾動的轉向原理，內外轉向車輪的偏轉角必 須滿足式3-1 ,即驅動油缸推動內輪偏轉后，相應的曲柄滑塊結構拉動外輪的實際偏轉角 與外輪理論偏角的誤差應為最小。若按常規(guī)的設計方法 ，如用圖解法或試湊法選擇機構參 數(shù)不能保證機構的優(yōu)越性。這是因為：桿件幾何精度達不到要求 ，從而影響機構工作性能； 由于結構中涉及4個待定參數(shù)，計算過程很繁瑣；考慮液壓缸活塞桿受力對密封件性能的 影響，在進行力學分析和設計計算過程中，也必須考慮轉向運動過程對密封件性能的影響。 因此我們選擇了采

66、用優(yōu)化設計的方法，實現(xiàn)機構參數(shù)的確定。對于 m/L= 0.48?0.62的車 輛，以曲柄滑塊機構的4個獨立參數(shù)作為設計變量，為了變量的無因次化，取 _ _ t _一 _ _ _t r l e T=[Xi,X2,X3,m] =[Ko,Ki,K2,8]，式中 Ko = — ,Ki=—,K? =—； m r m 建立優(yōu)化設計的目標函數(shù)： 當內輪轉角由0一 B max時，評價轉向梯形運動精度的外轉向輪轉角相對誤差的絕對 值：f=a理論一a實際最小。 0t理論 tan 1 tan - 1 Rtan: (2-11), 其中R= m/L轉向特性參數(shù)；L為叉車軸距; "實際= 0 -tan 」 -cos k2 +k2 + (Tm +Sm)2 -k2k2 2k0 V1r(1 +Sm)2 +k2 (2-12) 般優(yōu)化設計的結果，轉角的誤差f不超過1 圖5-6曲柄滑塊式轉向梯形 此外，為了滿足轉向油缸布置要求、活塞桿的受力變形（推力、彎矩、撓度）要求和 曲柄滑塊機構的傳動性能，還必須建立機構