CN102358358B

CN102358358B - 冲压成型翻转机构的强化结构

Info

Publication number: CN102358358B
Application number: CN201110240786.0A
Authority: CN
Inventors: 张才伟; 琚鹏磊
Original assignee: NINGBO YUEJIN AUTOMOBILE FRONT AXLE CO Ltd
Current assignee: NINGBO HUIZHONG AUTOMOTIVE CHASSIS MANUFACTURING CO., LTD.
Priority date: 2011-08-22
Filing date: 2011-08-22
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2031-08-22
Also published as: CN102358358A

Abstract

本发明公开了一种冲压成型翻转机构的强化结构。它包括左支座、右支座和设于左支座、右支座上的轴套，轴套上焊接有与驾驶室相配的支撑托臂，轴套内设有扭杆，轴套右侧设有应力臂，所述应力臂上设有可轴向锁紧应力臂的锁紧螺栓，所述右支座上设有可调整应力臂的装配角度的调节螺栓，所述调节螺栓一端与应力臂相接触，所述的右支座上设有凹槽，所述凹槽上连有S形挡板，所述的调节螺栓连接在所述S形挡板上。本发明提供的冲压成型翻转机构的强化结构，其承载能力以及扭矩也得到了较大的改进，在同等性能的情况下，成本也远远低于其它各种翻转机构。

Description

冲压成型翻转机构的强化结构

技术领域

本发明涉及一种单扭杆的汽车驾驶室翻转机构的强化结构，尤其涉及一种承载能力以及扭矩大的、并且自重小的冲压成型翻转机构的强化结构。

背景技术

现有的驾驶室翻转机构主要针对轻、中、重型卡车的驾驶室，其中轻型卡车驾驶室重量一般在300~400KG，中型卡车驾驶室重量一般在350~500KG，重型卡车驾驶室在一般500KG以上，目前靠扭杆举升的驾驶室翻转机构分为单扭杆驾驶室翻转机构和双扭杆驾驶室翻转机构，其中单扭杆驾驶室翻转机构能举升的驾驶室大多数在400KG以内，少有超过450公斤的单扭杆驾驶室翻转机构，而400~450KG以上的驾驶室翻转机构一般多采用双扭杆驾驶室翻转机构或者是液压举升的驾驶室翻转机构，如申请号为201020535035.2的中国专利公开了一种双扭杆可调式驾驶室翻转机构,它包括一个左支架、一个左扭杆组件、一个右支架和一个右扭杆组件,各扭杆组件包括扭杆和扭杆臂。其中左扭杆第一端部穿设在左支架中,左扭杆第二端部穿设在右支架和右扭杆臂中;与左扭杆第一端部同侧的右扭杆第一端部穿设在左支架和左扭杆臂中,右扭杆第二端部穿设在右支架中，左扭杆第一端部和右扭杆第二端部上分别穿设有一个调节臂,各支架上分别设有抵压在调节臂的外缘处的调整单元。而这种双扭杆驾驶室翻转机构一般价格会超过单扭杆驾驶室翻转机构的30~50%，液压举升的翻转机构价格更加是数倍于单扭杆翻转机构。

另外无论是单扭杆翻转机构或者是双扭杆驾驶室翻转机构，一般其支撑绝大部分为铸件，而铸件由于其使用材料一般都为低屈服强度、低延伸率的铸铁或铸钢，使其最终单件都必须异常笨重才能承受翻转的扭力和驾驶室长期使用的疲劳强度需求。而高强度、高延伸率的钢板材在单扭杆翻转机构的支撑件中由于设计难度高，试制模具费用高，设计后应力集中的风险过大往往容易造成开裂失效。或者是为了保证强度而设计得过于笨重，组合焊接的钢板构件过多，使其相对于铸件的轻量化低成本化的优势并不明显，而且复杂工况下驾驶室施加在翻转机构上的力如何靠等厚的金属板材优化均摊，从而达到材料最省、模具及冲压焊接成本最低，强度寿命也是本领域的设计难点。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的翻转机构重量较大、承载能力弱、冲压件的支撑结构难以设计的技术问题，提供一种冲压成型翻转机构的强化结构，采用高强度钢的冲压焊接件作为支撑，有效减轻了自重，并且通过结构优化，其承载能力以及扭矩也得到了较大的改进，在同等性能的情况下，成本也远远低于其它各种翻转机构。

本发明专利的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：它包括左支座、右支座和设于左支座、右支座上的轴套，轴套上焊接有与驾驶室相配的支撑托臂，轴套内设有扭杆，轴套右侧设有应力臂，所述应力臂上设有可轴向锁紧应力臂的锁紧螺栓，所述右支座上设有可调整应力臂的装配角度的调节螺栓，所述调节螺栓一端与应力臂相接触，所述的右支座上设有凹槽，所述凹槽上连有S形挡板，所述的调节螺栓连接在所述S形挡板上。本发明通过在右支座上设置凹槽，一方面有效地克服了调节螺栓机构受安装及自身尺寸的制约，缩短了应力臂的扭杆轴向方向的力臂，另一方面也加固了螺栓连接板与右支座的连接。

作为优选，所述右支座为焊接件，右支座包括支撑所述轴套的右管套以及用于支撑所述右管套的右支架，所述右支架包括L型板以及焊接在L型板上的U型板。采用这种焊接结构可以保证钢板构件最少，从而降低模具开模成本，同时也使焊缝减少，避免过多的焊接使强度降低。

作为优选，所述L型板上设有所述凹槽，调节螺栓上设有锁紧螺母和调节螺母，调节螺栓与水平方向成大于零度的夹角。现有的应力臂的扭杆轴向方向的力臂受到调节螺栓安装位置的影响较大，因为在安装时必须考虑到调节螺栓与应力臂能够良好接触，而调节螺栓机构因为受到安装及其自身尺寸的制约，比如焊缝高度以及预留的调节螺栓机构操作空间会直接导致应力臂的扭杆轴向方向的力臂增大。本发明通过在L型板设置凹槽，有效地克服了调节螺栓机构受安装及自身尺寸的制约，缩短了应力臂的扭杆轴向方向的力臂并加固了螺栓连接板与右支座的连接，再有本发明通过斜设调节螺栓，使得调节螺栓与扭杆之间的力臂增大，综上使得整个翻转机构中应力最为集中的部位整体应力水平大大下降，局部寿命数倍提高。现有的螺栓连接板多数为了加强螺栓连接板与右支座的稳固性多采用U型板，而U型板的上臂容易和应力臂产生干涉，使得应力臂转动角度减小，本发明的螺栓连接板的结构避免了与应力臂之间的干涉，而且又加强了螺栓连接板连接的稳固性。本发明可以使应力臂和S形挡板受力最小，这样可以减少两者之间扭力20%-30%左右，寿命可以提升2-3倍以上，从而可以用更少的材料获得更高的强度，保证驾驶室翻转机构的改良结构减少疲劳延长寿命的同时，得到最佳的轻量化效果。

作为优选，所述L型板侧面为斜梯形结构，上部小、下部大，上下衔接部为圆角自然过渡，L型板的直板面倾斜布置。右支撑为翻转机构的改良结构疲劳寿命设计中最难的部分，根据cae软件分析结果显示本发明的L型板形状可以以最少的材料满足最佳的各工况应力需求，实现最优化设计。

作为优选，所述L型板上焊接有一取自U型板或L型板上的加强板，所述加强板一端与所述U型板相焊接。L型板的底部和U型板的后侧部为支撑的强度弱化区，可以开孔，其孔的大小可以大于或等于加强块的尺寸，从而使加强块可以利用L型板和U型板冲孔后的废料，以充分利用钢板的使用率，可以降低成本，同时支撑的总体强度也得到优化，目前此种方法可以比其它冲压件配合方法少2~4块额外钢板构件，节省2~6付冲压模具与冲压工序，材料利用率可以从60%提高到80%以上，强化翻转机构的改良结构应力最为集中部位，强度提升30%以上，局部寿命提高3倍左右。

作为优选，所述的L型板底部设有开口，U型板的底部边缘的部分正对L型板底部开口处，形成可从底部将两者焊接的焊接操作空间。设置开口为了减轻自重的同时，形成可从底部将U型板和L型板焊接的焊接操作空间，以便从底部焊接，从而将应力从集中区域向周围转移，甚至从该开口取下的板料还可以作为补强右支架应力最为集中部位的加强板使用。

作为优选，所述支撑托臂侧面上设有与所述轴套相配的通孔，所述通孔周围的支撑托臂上设有沿通孔外扩的凹陷槽。采用凹陷槽结构可以加强支撑托臂侧面的强度，提高支撑托臂的承载能力，并且能够防止通孔上的焊锡与支座产生干涉，可以使其侧端面完整地与左右支撑接触，避免轴向窜动，减少震动噪音和震动疲劳，使驾驶室翻转时摩擦力影响最小。

作为优选，所述左支座为焊接件，左支座包括L型压延板、U型压延板和左管套,所述L型压延板的直立面与U型压延板的两个弯臂相接触，所述L型板部的直立面上压制成型有凸出的渐变曲面部。左支架采用冲压件焊接而成，在L型板部直立面上压制渐变曲面部能加强板面强度，可以防止板材回弹，提高了板材的加工精度。

作为优选，所述的U型压延板的直立面两侧一体压延成型有伸出直立面与弯臂连接处的侧翼。侧翼为平行于直立面的平板状，U型压延板形状上类似于一块U型的压延板和一块平板组合，但其为整块板多次冲压而成，其底部交接处焊接，这样设置使构件数目最少，减少构件1-3块，减少模具和冲压工序，提高部件强度，避免焊接缺陷，提高强度25%以上，寿命增加2倍以上。

作为优选，所述左管套上半圆部设有U型挡块，所述L型板上位于右管套上半圆部位置的板身上设有凸出的前边缘，所述前边缘为垂直于水平面的直边，所述U型挡块和前边缘两者前端处于垂直于水平面的同一垂直面上。碰撞后U型挡块和前边缘起到改变受力方向的作用，使驾驶室碰撞后整体后移，防止驾驶室在碰撞后会立刻压扁，以保证乘员在碰撞时的安全。

本发明带来的有益效果是：

1、在右支座上的螺栓连接板的连接处采用下凹的凹槽结构，有效地减小了应力臂的所承受的扭杆力的力臂，加大了螺栓连接板连接强度，使得本发明能够传递更大的扭矩；

2、采用调节螺栓斜设结构，加长了调节螺栓和扭杆之间的力臂，使得调节螺栓调节能力加强；

3、本发明的螺栓连接板结构有效地克服了应力臂的干涉，加大了应力臂的转动角度；

4、本发明的主体支撑结构均为最优化形状的冲压焊接件，使得翻转机构自重大大减轻，使用材料最省、模具及冲压焊接最成本最低；

5、本发明的右支架可以通过自身的材料在进行承载能力局部补强的同时又不能避免增加自重；

6、本发明的支撑托臂侧面采用凹陷槽结构，在防止与支座等部件产生干涉的同时加强了支撑托臂的承载能力。

综上使得本发明具有高承载和高扭矩的特性，本发明的承载能力提高至55O KG。

附图说明

附图1是本发明的一种立体结构示意图；

附图2是本发明的一种右视结构示意图；

附图3是本发明的一种仰视结构示意图；

附图4是本发明的一种左视结构示意图；

附图5是本发明的左支座支撑部的一种断面结构示意图；

附图6是本发明的右支座的一种结构示意图；

附图7是本发明的支撑托臂的一种结构示意图；

附图8是本发明的一种后视结构示意图。

标号说明：1、左支座；11、左管套；111、U型挡块；12、L型压延板部；121、渐变曲面部；13、U型压延板部；2、右支座；21、右管套；22、L型板；221、凹槽；222、开口；223、前边缘；23、U型板；231、加强板取料孔； 3、扭杆；4、应力臂；41、锁紧螺栓；5、轴套；6、支撑托臂；61、凹陷槽；7、S形挡板；71、外臂板部；72、中臂板部；8、调节螺栓；81、锁紧螺母；82、调节螺母；9、加强板；10、弹性衬套。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的冲压成型翻转机构的强化结构，如图1、2 、3、4所示，包括有左支座1、右支座2、安装在左支座1和右支座2上的轴套5以及安装轴套5内的扭杆3，左支座1和右支座2可通过底部设置的螺栓孔，通过螺栓与汽车车架相连，左支座1和右支座2上均装有弹性衬套10，轴套5与左右两个弹性衬套10相连，可以自由旋转，轴套5上焊接有两个支撑托臂6，支撑托臂6可与驾驶室通过螺栓相连，轴套5左侧通过齿套与扭杆3相连，扭杆3右侧通过齿套与应力臂4相连，应力臂4为倾斜布置，并非竖直布置，应力臂4可通过锁紧螺栓41锁紧，使得应力臂4不能绕轴套5的轴心转动。

如图1、2、3、4、6所示，右支座2由L型板22、U型板23、支撑轴套5的右管套21、S形挡板7和加强板9焊接而成，其中L型板22以及焊接在L型板22上的U型板23构成了右支座2的作为支撑主体的右支架，L型板22侧面为斜梯形结构，上部小、下部大，上下衔接部为圆角自然过渡，L型板22直板面倾斜布置，L型板22上焊接有一取自U型板23的加强板取料孔231内取下的加强板9，加强板9一端与U型板23相焊接，L型板22底部设有开口222，U型板23的底部边缘的部分正对L型板22底部开口222处，L型板22上制有凹槽221，在凹槽221处焊接有S形挡板7，S形挡板7包括一对弯曲方向相反的外臂板部71以及与凹槽221连接的中臂板部72，两个外臂板部71长度相等，且互相平行，S形挡板7上装配有调节螺栓8，调节螺栓8与S形挡板7的中臂板部72垂直，调节螺栓8上安装有锁紧螺母81和调节螺母82，调节螺栓8与水平方向成大于零度的夹角，调节螺栓8一端与应力臂4接触，通过调节螺栓8可以调整应力臂4的装配角度。

如图1、5、6所示，左支座1由L型压延板12、U型压延板13和左管套11焊接而成，L型压延板12的直立面与U型压延板13的两个弯臂相接触，U型压延板13的直立面两侧一体多次压延成型有伸出直立面与弯臂连接处的侧翼，U型压延板13形状上类似于一块U型的压延板和一块平板组合，但其为整块板多次冲压而成，其底部交接处焊接，L型压延板12的直立面上压制成型有凸出的渐变曲面部121，使得L型压延板12的直立面呈中部U型凸起向两侧渐变为直板面状。

如图4、8所示，左管套11上半圆部焊接有U型挡块111， L型板22上位于右管套21上半圆部位置的板身上制有凸出的前边缘223，前边缘223为垂直于水平面的直边，U型挡块111和前边缘223两者前端处于同一垂直于水平面的垂直面上。

如图7所示，支撑托臂6侧面上制有套接轴套5的通孔，通孔周围的支撑托臂6上制有沿通孔外扩的凹陷槽61。

Claims

1.一种冲压成型翻转机构的强化结构，包括左支座（1）、右支座（2）和设于左支座（1）、右支座（2）上的轴套（5），轴套（5）上焊接有与驾驶室相配的支撑托臂（6），轴套（5）内设有扭杆（3），轴套（5）右侧设有应力臂（4），所述应力臂（4）上设有可轴向锁紧应力臂（4）的锁紧螺栓（41），右支座（2）上设有可调整应力臂的装配角度的调节螺栓（8），所述调节螺栓（8）一端与应力臂（4）相接触，其特征在于，所述的右支座（2）上设有凹槽（221），所述凹槽（221）上连有S形挡板（7），所述的调节螺栓（8）连接在所述S形挡板（7）上，所述右支座（2）为焊接件，右支座（2）包括支撑所述轴套的右管套（21）以及用于支撑所述右管套（21）的右支架，所述右支架包括L型板（22）以及焊接在L型板（22）上的U型板（23），所述L型板（22）上设有所述凹槽（221），调节螺栓（8）上设有锁紧螺母（81）和调节螺母（82），调节螺栓（8）与水平方向成大于零度的夹角，所述L型板（22）上焊接有一取自U型板（23）或L型板（22）上的加强板（9），所述加强板（9）一端与所述U型板（23）相焊接。

2.根据权利要求1所述的冲压成型翻转机构的强化结构，其特征在于：所述的L型板（22）侧面为斜梯形结构，上部小、下部大，上下衔接部为圆角自然过渡，L型板（22）的直板面倾斜布置。

3.根据权利要求1所述的冲压成型翻转机构的强化结构，其特征在于：所述的L型板（22）底部设有开口，U型板（23）的底部边缘的部分正对L型板（22）底部开口处。

4.根据权利要求1所述的冲压成型翻转机构的强化结构，其特征在于：所述支撑托臂（6）侧面上设有与所述轴套（5）相配的通孔，所述通孔周围的支撑托臂上设有沿通孔外扩的凹陷槽（61）。

5.根据权利要求1所述的冲压成型翻转机构的强化结构，其特征在于：所述左支座（1）为焊接件，左支座（1）包括L型压延板（12）、U型压延板（13）和左管套（11）,所述L型压延板（12）的直立面与U型压延板（13）的两个弯臂相接触，所述L型压延板的直立面上压制成型有凸出的渐变曲面部。

6.根据权利要求5所述的冲压成型翻转机构的强化结构，其特征在于：所述的U型压延板（13）的直立面两侧一体压延成型有伸出直立面与弯臂连接处的侧翼。

7.根据权利要求5或6所述的冲压成型翻转机构的强化结构，其特征在于：所述左管套（11）上半圆部设有U型挡块（111），所述L型板（22）上位于右管套（21）上半圆部位置的板身上设有凸出的前边缘（223），所述前边缘（223）的上边部为直边，所述U型挡块（111）和前边缘（223）两者前端处于垂直于水平面的同一垂直面上。