CN102407745A - 一种重型铰接式自卸车前悬架 - Google Patents

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吴静波
李洪涛
张鹏
马海英
李亦轩
王长新
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Abstract

一种重型铰接式自卸车前悬架，主要由弹性机构、导向机构和减振机构组成，弹性机构分别设置在车桥的两侧，所述的弹性机构主要由外螺旋弹簧、内螺旋弹簧、支座内套筒和支座外套筒构成；前车桥两侧对称设有减振器，每侧的减震器又分别分布在车桥的前面和后面；导向机构由横拉杆和U型结构的连接架构成，横拉杆位于车桥的前面，横拉杆一端通过关节轴承连接在横拉杆左支架上，横拉杆左支架与车桥相连，横拉杆另一端通过横拉杆右支架连接在车架上；该悬架不仅具有重型车辆悬架要求的非线性，而且具有结构简单、制造方便、生产成本低和使用维护费少的优点，适合用作工程车辆的前悬架。

Description

一种重型铰接式自卸车前悬架
 
技术领域
本发明涉及重型自卸车技术领域，具体的说是一种重型铰接式自卸车前悬架。
背景技术
悬架系统是车辆的重要组成部分之一，其性能的好坏，将直接影响车辆的行驶平顺性、操作稳定性、使用率、生产率及维修成本等方面，现代车辆的悬架系统虽然有各种不同的结构形式，但是一般都有弹性元件、减震器和导向机构三部分组成，他们分别起缓冲、减震和导向的作用，然而三者的共同作用则是传递力和扭矩。
目前，国内重型自卸车前悬臂架多采用橡胶弹簧悬架和油气弹簧悬架。虽然它们的非线性特性适合该类车辆空、满载时轴荷变化大的特点，但是二者都存在一些缺点和不足，对于橡胶悬架来说，在车轮上下跳动时由于悬架导向机构分别绕不同的中心旋转，橡胶弹簧也分别绕不同的中心旋转，必然会出现不同程度的运动干涉，尤其是导向机构设计不合理、安装误差大及使用磨损厉害时，干涉会更加严重，这样往往导致橡胶弹簧的变形破裂，使其使用寿命大大缩短，实际车辆的使用过程中需要不断的更换新的橡胶弹簧从而增加了使用成本，对于油气弹簧来说，制造难度大、生产成本高，并且需要专门的维护设备，维修保养麻烦，同时存在工作过程中因油缸轴线的偏移和密封不良造成液压油泄露，油缸内表面容易刮伤等缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种重型铰接式自卸车前悬架，它具有重型车辆悬架要求的非线性，而且具有优秀的弹性性能和减震性能，保证车辆运行中的稳定性，还具有具有结构简单、制造方便、生产成本低和使用维护费少的优点。
本发明为解决上述技术问题的不足而采用的技术方案是：一种重型铰接式自卸车前悬架，设置在车架与车桥之间，主要由弹性机构、导向机构和减振机构组成，弹性机构分别设置在车桥的两侧，所述的弹性机构主要由外螺旋弹簧、内螺旋弹簧、支座内套筒和支座外套筒构成，外螺旋弹簧和内螺旋弹簧的旋向相反，外螺旋弹簧套设在内螺旋弹簧的外部并和内螺旋弹簧一起设置在支座内套筒和支座外套筒之间，双螺旋弹簧两端的支座内套筒和支座外套筒分别连接在车架和车桥上；
所述的导向机构主要由横拉杆和U型结构的连接架组成，连接架的一端连接在车桥上，另一端通过球轴承连接在车架上，横拉杆的一端通过支架Ⅰ与车桥相连接，横拉杆的另一端通过支架Ⅱ与车架连接；
所述的减振机构由设置在车桥一端的两个减震器Ⅰ和车桥另一端的两个减震器Ⅱ构成，两个减震器Ⅰ分别设置在车桥的两侧，减震器Ⅰ的上端与车架相连接，减震器Ⅰ的下端通过支架连接到车桥上；两个减震器Ⅱ分别设置在车桥的两侧，减震器Ⅱ的上端与车架相连接，减震器Ⅱ的下端与连接架相连接。
所述外螺旋弹簧的簧丝直径大于内螺旋弹簧的簧丝直径。
所述的内螺旋弹簧套设在支座内套筒的外圆周面上，在支座内套筒上设有限位块总成。
所述的横拉杆为直线管状推力杆。
所述的减震器Ⅰ和减震器Ⅱ均为筒式液压减震器，在减震器Ⅰ和减震器Ⅱ的两端分别设有橡胶衬套。
本发明的有益效果是：
1、本发明提供一种重型自卸车前悬架，该悬架不仅具有重型车辆悬架要求的非线性，而且具有结构简单、制造方便、生产成本低和使用维护费用少，适合用作工程车辆的前悬架。
2、通过在车架和车桥之间设置弹性机构，该弹性机构由由外螺旋弹簧、内螺旋弹簧、设置在车架上支座内套筒和设置在车桥的支座外套筒构成，外螺旋弹簧和内螺旋弹簧的旋向相反，外螺旋弹簧套设在内螺旋弹簧的外圆周面并一起设置在支座内套筒和支座外套筒之间，因此该弹性结构在车轮上下跳动时不会和导向机构产生运动干涉，使得该弹性机构使用寿命大大提高，大大降低了维护费用，该弹性机构中还设有限位块总成，限制双螺旋弹簧的最大变形量，保证车架在运动中的稳定性。
3、该弹性机构采用旋向相反的双螺旋弹簧组件，采用内外弹簧旋向相反主要是考虑:内部小弹簧簧丝直径比外部大弹簧直径细得多。如果采用同向设置，则在外部大弹簧伸张过程中，大弹簧螺距空隙会更大，这个空隙尺寸会大于内部小弹簧的簧丝直径。这样，如果内部小弹簧旋向与外部大弹簧相同，则小弹簧很容易夹入外部大弹簧的空隙中（弹簧发生侧向、横向运动和变形的原因主要是一方面弹簧安装有间隙，另一方面即使弹簧安装没有间隙，汽车悬架弹簧工作过程中不仅承受垂直力，还承受由于驱动、制动、转向离心力等水平面内的受力），即使部分夹入也存在增加内外弹簧摩擦的可能性，从而影响减振性能甚至结构安全，因此内外弹簧旋向相反则可轻易避免这种现象发生。同时里外两个弹簧具有不同旋向可抵消一部分扭转力矩。 
4、通过在车桥的前端和后端设置减震器，且在车桥轴线的两侧均分布有减震器，所有的减振器上端均与车架相连，车桥前端的减震器下端通过支架连接到车桥上，车桥后端的减震器下端连接在连接架上，通过合理布置减震器的位置，使得该悬架具备良好的减震性能。
附图说明
       图1是本发明的主视图。
       图2为本发明的左视图。
图3是本发明中弹性机构的结构剖视图。
图中标记：1、弹性机构，2、导向机构，3、减振机构，4、车架，5、车桥，6、前桥上支承总成，7、前桥下支承总成，101、外螺旋弹簧，102、弹簧支架，103、支座外套筒，104、限位块总成，105、弹簧螺栓，106、支座内套筒，107、内螺旋弹簧，201、横拉杆，202、连接架，203、支架Ⅰ，204、支架Ⅱ，205、关节轴承，301、减震器Ⅰ，302、减震器Ⅱ。
具体实施方式
如图所示， 一种重型铰接式自卸车前悬架，该悬架上连接车架4，下连接车桥5，该悬架主要由弹性机构1、导向机构2、减震机构3、前桥上支承总成 6和前桥下支承总成7构成，前桥上支承总成 6和前桥下支承总成7分别设置在车桥的两侧，所述的弹性机构1设有两组并分别设置在车桥5的两侧，弹性机构1下端与车桥5相连，其上端与车架4相连接，每一侧的弹性机构1均由外螺旋弹簧101、弹簧支架102、支座外套筒103、支座内套筒106和内螺旋弹簧107构成，外螺旋弹簧101套设在内螺旋弹簧107的外部并和内螺旋弹簧一起设置在支座内套筒106和支座外套筒103之间，其中外螺旋弹簧101和内螺旋弹簧107的旋向相反，双螺旋弹簧两端的支座内套筒106和支座外套筒103均通过弹簧支架102分别连接到车架4和车桥5上，所述的支座内套筒106有两个断开的圆柱体构成，两个断开的圆柱体同轴线设置，外螺旋弹簧和内螺旋弹簧一起套在两个圆柱体上，在两个圆柱体上还设有限位块总成104，其目的是限制双螺旋弹簧的最大变形量，内螺旋弹簧和外螺旋弹簧的两端均顶在支座外套筒的端面上，由于外弹簧的簧丝直径比内弹簧直径粗很多，因此汽车空载时外螺旋弹簧起主要作用，汽车满载时内外弹簧同时起作用，这样还可适应因汽车重量变化而引起的减振频率也需变化的要求，该弹性机构1还设有弹簧螺栓105和橡胶垫片，弹簧支架102和弹簧螺栓105和橡胶垫片共同起到固定双螺旋弹簧的作用。所述的外螺旋弹簧和内螺旋弹簧可采用具有非线性的螺旋弹簧或者弹簧长度不等的普通线性螺旋弹簧。
所述的导向机构2主要由横拉杆201和U型结构的连接架202，所述的横拉杆201为直线管状推力杆，所述的连接架202采用箱型断面的连接架，横拉杆201位于车桥5的前部，横拉杆201一端通过关节轴承205连接在支架Ⅰ203上，支架Ⅰ203与车桥5相连接，横拉杆的另一端通过支架Ⅱ204与车架4相连接；连接架202的前端通过螺栓连接在车桥5的两侧，连接架202的后端通过球轴承连接在车架4上。
所述的减振机构3由设置在车桥前端的两个减震器Ⅰ301和车桥后端的两个减震器Ⅱ302构成，所述的减震器Ⅰ301和减震器Ⅱ302均采用筒式液压减震器，在减震器Ⅰ301和减震器Ⅱ302的两端分别设有橡胶衬套，两个减震器Ⅰ301分布在车桥5的两侧，减震器Ⅰ301的上端与车架4相连接，减震器Ⅰ301的下端通过支架连接到车桥5上；、两个减震器Ⅱ302分布在车桥的两侧，减震器Ⅱ302的上端与车架4相连接，减震器Ⅱ302的下端与连接架202相连接。

Claims (5)

1.一种重型铰接式自卸车前悬架，设置在车架（4）与车桥（5）之间，其特征在于：主要由弹性机构（1）、导向机构（2）和减振机构（3）组成，弹性机构（1）分别设置在车桥（5）的两侧，所述的弹性机构（1）主要由外螺旋弹簧（101）、内螺旋弹簧（107）、支座内套筒（106）和支座外套筒（103）构成，外螺旋弹簧（101）和内螺旋弹簧（107）的旋向相反，外螺旋弹簧（101）套设在内螺旋弹簧（107）的外部并和内螺旋弹簧一起设置在支座内套筒（106）和支座外套筒（103）之间，双螺旋弹簧两端的支座内套筒（106）和支座外套筒（103）分别连接在车架（4）和车桥（5）上；
所述的导向机构（2）主要由横拉杆（201）和U型结构的连接架（202）组成，连接架（202）的一端连接在车桥（5）上，另一端通过球轴承连接在车架（4）上，横拉杆（201）的一端通过支架Ⅰ（203）与车桥（5）相连接，横拉杆（201）的另一端通过支架Ⅱ（204）与车架（4）连接；
所述的减振机构（3）由设置在车桥一端的两个减震器Ⅰ（301）和车桥另一端的两个减震器Ⅱ（302）构成，两个减震器Ⅰ（301）分别设置在车桥的两侧，减震器Ⅰ（301）的上端与车架（4）相连接，减震器Ⅰ（301）的下端通过支架连接到车桥（5）上；两个减震器Ⅱ（302）分别设置在车桥的两侧，减震器Ⅱ（302）的上端与车架（4）相连接，减震器Ⅱ（302）的下端与连接架（202）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种重型铰接式自卸车前悬架，其特征在于：所述外螺旋弹簧（101）的簧丝直径大于内螺旋弹簧（107）的簧丝直径。
3.根据权利要求1所述的一种重型铰接式自卸车前悬架，其特征在于：所述的内螺旋弹簧（107）套设在支座内套筒（106）的外圆周面上，在支座内套筒（106）上设有限位块总成（104）。
4.根据权利要求1所述的一种重型铰接式自卸车前悬架，其特征在于：所述的横拉杆（201）为直线管状推力杆。
5.根据权利要求1所述的一种重型铰接式自卸车前悬架，其特征在于：所述的减震器Ⅰ（301）和减震器Ⅱ（302）均为筒式液压减震器，在减震器Ⅰ（301）和减震器Ⅱ（302）的两端分别设有橡胶衬套。
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