CN203902662U - 一种轮式重载车辆及其转向摇臂装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种转向摇臂装置，包括第一转向拉杆(1)、第二转向拉杆(2)、转向摇臂(3)以及摇臂支座(4)；所述转向摇臂(3)包括第一摇臂(31)、第二摇臂(32)和套筒(33)，并通过所述套筒(3)安装于所述摇臂支座(4)；所述第一摇臂(31)和第二摇臂(32)均为直臂，所述第一摇臂(31)固定于所述套筒(33)一端，所述第二摇臂(32)固定于所述套筒(33)另一端。该转向摇臂装置不仅承受载荷大、不易开裂、使用寿命长，且易于加工制造和控制加工精度，在车架横向截面宽度变化大的轮式重载车辆上受交变载荷作用时，仍然能够保证转向系统的刚度和稳定性。本实用新型还公开了设有所述转向摇臂装置的轮式重载车辆。

Description

一种轮式重载车辆及其转向摇臂装置

技术领域

本实用新型涉及工程机械技术领域，特别是轮式起重机等重载车辆的转向摇臂装置。本实用新型还涉及设有所述转向摇臂装置的轮式重载车辆。

背景技术

对于轮式重载车辆来讲，转向摇臂装置的作用是把来自方向盘的转向运动、力或扭矩传动到转向轮推动转向轮偏转向。

车辆在行驶过程中，作用到转向摇臂装置上的力有转向液压助力提供的动力、来自地面阻止转向车轮转向的阻力或阻力距，以及当某一转向轮突然碰到障碍物产生的撞击力经轮胎、转向桥、转向拉杆总成传递到转向摇臂装置的力。因此，转向摇臂装置的强度、刚度、稳定性，不仅要能够使车辆在平坦路面上正常行驶，而且还要足以应对各种路面突发情况。

转向摇臂装置的可靠性，关系着车辆行驶的可靠性。如果转向摇臂装置设计不当，极有可能出现摇臂支座断裂、转向摇臂装置从车架腹板上撕裂、转向摇臂变形等故障现象，进而影响各转向轮的转向角度精度和转向系统的刚度。

请参考图1、图2，图1为一种轮式重载车辆用车架的局部示意图；图2为图1的俯视图。

如图所示，轮式重载车辆的车架是车辆的承载结构，主要包括车架前段1＇、固定支腿2＇、车架后段3＇等部分，为了能够按照设定方向传递转向液压助力，转向摇臂装置一般由第一转向拉杆4＇、转向摇臂5＇、摇臂支座6＇、第二转向拉杆7＇等构成，第一转向拉杆4＇与第二转向拉杆7＇大体平行，但两者在空间上具有纵向高度差并在横向上错位，分别与转向摇臂5＇的下端和上端铰接，转向摇臂5＇通过摇臂支座6＇可转动的安装在车架腹板上，当第一转向拉杆4＇前后运动时，通过转向摇臂5＇带动第二转向拉杆7＇反向运动，从而实现力的传递。

根据实际使用经验，对于车架前段截面宽度与车架后段截面宽度相差较大的车架(H值较大)，转向摇臂装置在车辆上布置的方式，对车辆行驶的安全和转向性能尤为关键。

请参考图3，图3为现有技术中一种转向摇臂装置的结构示意图。

这是一种轮式重载车辆常用的转向摇臂总成，其转向摇臂11＇具有一定折弯高度H，摇臂支座12＇通过焊接的方式与车架腹板13＇相连，垫圈14＇与转向摇臂11＇通过焊接的方式相连，垫圈14＇、转向摇臂11＇与摇臂支座12＇通过一对圆锥轴承15＇相连，轴承盖16＇通过螺栓连接的方式与摇臂支座12＇相连。

这种结构形式，以圆锥滚子轴承作为传动副，摩擦阻力小，使用寿命长。但是，由于转向摇臂11＇为折弯件，因此存在以下缺点：其一，折弯处存在一定程度的应力集中，与非折弯摇臂相比，在交变载荷的冲击下其承受载荷小、折弯处易开裂、使用寿命短；其二，与非折弯臂相比，加工工艺复杂，对于难以折弯的转向摇臂，有时需要开模具，成本较高；其三，折弯后的面与非折弯的面之间的平行度差，不易精确控制。

请参考图4、图5，图4为现有技术中第二种转向摇臂装置的结构示意图；图5为现有技术中第三种转向摇臂装置的结构示意图。

授权公告号为CN202657098U的实用新型专利在图4所示的卡扣结构复杂、零件公差配合精度高、制造装配难度大的摇臂装置的基础上，公开了一种图5所示的转向摇臂装置，其包括转向摇臂21＇、摇臂支座22＇、转向摇臂21＇与摇臂支座22＇之间的轴承23＇、摇臂盖24＇、防止轴承外窜的卡扣结构，与图4相比，图5所示的结构在轴承23＇的外围设置卡扣结构，将转向摇臂21＇卡固在轴承23＇的外围，简化了转向摇臂装置的卡扣结构，降低了对装配精度的要求。

然而，无论是图3还是图4、图5所示的转向摇臂装置，均采用焊接在车架腹板上的摇臂轴作为摇臂支座来支撑转向摇臂，由于摇臂轴一端固定后形成悬臂梁结构且长度较短，因此其所承受的弯矩、扭矩载荷会集中作用于根部和腹板，容易出现摇臂轴在轴肩部断裂、摇臂支座连带车架腹板撕裂等问题，严重影响车辆的正常行驶。

因此，如何对转向摇臂装置进行优化设计，以消除上述缺陷，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的第一目的是提供一种能够承载一定扭矩、强度刚度大、稳定性好的转向摇臂装置。

本实用新型的第二目的是提供设有所述转向摇臂装置的轮式重载车辆。

为实现上述第一目的，本实用新型提供一种转向摇臂装置，包括第一转向拉杆、第二转向拉杆、转向摇臂以及摇臂支座；所述转向摇臂包括第一摇臂、第二摇臂和套筒，并通过所述套筒安装于所述摇臂支座；所述第一摇臂和第二摇臂均为直臂，所述第一摇臂固定于所述套筒一端，所述第二摇臂固定于所述套筒另一端。

优选地，所述摇臂支座呈箱形结构，其上设有同轴的轴孔；所述转向摇臂的套筒通过销轴安装于所述轴孔。

优选地，所述套筒的两端设有扩径的台阶孔，其内设置与销轴相配合的轴承或衬套。

优选地，所述摇臂支座连接于车架的固定支腿或车架前段。

优选地，所述摇臂支座包括呈三角形的第一侧板和第二侧板，其顶角处分别开设所述轴孔；所述第一侧板和第二侧板之间设有将两者连为一体形成箱形结构的“V”形支撑板。

优选地，所述转向摇臂与摇臂支座之间设有调整垫。

优选地，所述摇臂支座为摇臂轴，其固定端连接于车架腹板，其悬伸段与所述转向摇臂的套筒转动配合；所述悬伸段的径长比为1:4～1:6。

优选地，所述固定端的直径大于所述悬伸段；所述悬伸段的直径从根部向末端逐渐递减。

优选地，所述悬伸段的根部和末端与所述套筒之间设有第一轴承和第二轴承，且所述第一轴承的规格大于所述第二轴承。

为实现上述第二目的，本实用新型提供一种轮式重载车辆，包括车架及转向摇臂装置，所述车架包括车架前段、固定支腿和车架后段，所述转向摇臂装置为上述任一项所述的转向摇臂装置。

本实用新型提供的转向摇臂装置对转向摇臂作了进一步改进，其不再是一体式的折弯臂，而是由第一摇臂、第二摇臂和套筒分段组成，其中套筒用于与摇臂支座转动连接，第一摇臂和第二摇臂均为直臂，分别固定于套筒的两端，用于连接第一转向拉杆和第二转向拉杆，第一摇臂、第二摇臂和套筒可分别单独加工制造，然后通过焊接等工艺组装成转向摇臂，组装后其在整体上依然呈满足传递液压助力所需的“折弯”形状，但是与一体式折弯臂相比，由于避免了采用折弯工艺，因此转向摇臂不存在因折弯而导致的应力集中现象，不仅承受载荷大、不易开裂、使用寿命长，且易于加工制造和控制加工精度。

本实用新型提供的轮式重载车辆设有所述转向摇臂装置，由于所述转向摇臂装置具有上述技术效果，设有该转向摇臂装置的轮式重载车辆也具备相应的技术效果。

附图说明

图1为一种轮式重载车辆用车架的局部示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为现有技术中一种转向摇臂装置的结构示意图；

图4为现有技术中第二种转向摇臂装置的结构示意图；

图5为现有技术中第三种转向摇臂装置的结构示意图；

图6为本实用新型所提供转向摇臂装置的一种具体实施方式的结构示意图；

图7为本实用新型所提供转向摇臂装置的另一种具体实施方式的结构示意图。

图1至图5中：

车架前段1＇   固定支腿2＇   车架后段3＇   第一转向拉杆4＇   转向摇臂5＇   摇臂支座6＇   第二转向拉杆7＇

转向摇臂11＇   摇臂支座12＇   车架腹板13＇   垫圈14＇   圆锥轴承15＇   轴承盖16＇

转向摇臂21＇   摇臂支座22＇   轴承23＇  摇臂盖24＇

图6、图7中：

1.第一转向拉杆   2.第二转向拉杆   3.转向摇臂   31.第一摇臂   32.第二摇臂   33.套筒   4.摇臂支座   41.固定端   42.悬伸段   5.车架前段6.固定支腿   7.车架后段   8.销轴   91.滚动轴承   92.圆锥轴承

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图6，图6为本实用新型所提供转向摇臂装置的一种具体实施方式的结构示意图。

如图所示，在一种实施例中，本实用新型提供的转向摇臂装置，主要由第一转向拉杆1、第二转向拉杆2、转向摇臂3以及用来支撑转向摇臂3的摇臂支座4构成。

车架具有以焊接的方式固定的车架前段5、固定支腿6和车架后段7，摇臂支座4设置在固定支腿6上，其在横截面上呈箱型结构，至少具有两个同轴的轴孔。

摇臂支座4为箱形结构的支架，其两侧的第一侧板和第二侧板呈三角形，并在顶角处开设有两个同轴的轴孔，第一侧板和第二侧板之间的“V”形支撑板将两者连为一体形成箱形结构，整个支架的焊接在固定支腿6的腹板上。

转向摇臂3由第一摇臂31、第二摇臂32和套筒33三部分组焊而成，第一摇臂31和第二摇臂32均为直臂，第一摇臂31焊接在套筒33左端，第二摇臂32焊接在套筒33右端，第一转向拉杆1与第一摇臂31通过球头销铰接，第二转向拉杆2与第二摇臂32也通过球头销铰接。

转向摇臂3的套筒33通过销轴8安装在摇臂支座4的轴孔之间，转向摇臂3可以相对于摇臂支座4转动，工作时，第一转向拉杆1在方向盘的带动下前后移动，带动转向摇臂3旋转，进而带动第二转向拉杆2前后移动，实现液压助力的传递。

具体地，套筒33的两端设有扩径的台阶孔，台阶孔内置耐磨性、耐蚀性好，可以在较高负荷、中等滑动速度下工作的轴承或衬套(由于遮挡关系，图中未示出)，与摇臂支座4上的销轴8相配合的，确保转向摇臂3可以相对于摇臂支座4转动。

为了提高转向摇臂3在摇臂支座4上的定位精度，可以在转向摇臂3与摇臂支座4之间设置调整垫。

需要指出的是，摇臂支座4除了设置在固定支腿6腹板上，也可以以焊接的方式与车架前段5连接。

上述转向摇臂3采用分段式结构，取代一体式折弯臂，其第一摇臂31、第二摇臂32和套筒33可分别单独加工制造，然后通过焊接等工艺组装成转向摇臂，组装后在整体上依然呈满足传递液压助力所需的“折弯”形状。但是与一体式折弯臂相比，由于避免了采用折弯工艺，极大的简化了加工工艺流程，不存在因折弯而导致的应力集中现象，不仅承受载荷大、不易开裂、使用寿命长，且易于加工制造和控制加工精度。

而且，摇臂支座4采用设有同轴轴孔的支架形式，取代现有的摇臂支座，其承载能力强，可确保转向系统的可靠性及刚度，解决了悬臂梁式摇臂支座受力不佳的局限性，在车架横向截面宽度变化大的轮式重载车辆上受交变载荷作用时，仍然能够保证转向系统的刚度和稳定性。

请参考图7，图7为本实用新型所提供转向摇臂装置的另一种具体实施方式的结构示意图。

如图所示，在另一具体实施例中，摇臂支座4为摇臂轴，其固定端41的直径大于悬伸段42，且悬伸段42的直径从根部向末端逐渐递减，固定端41连接于车架腹板，悬伸段42的根部与套筒33之间设有一个大规格的滚动轴承91，末端与套筒33之间设有一个小规格的圆锥轴承92，以实现摇臂轴与转向摇臂3的转动连接，转向摇臂3的具体结构参见上文。

此实施例中的摇臂支座4虽然为悬臂梁式结构，但其通过加粗摇臂轴的根部、从根部向末端直径递减的方式，来提高其根部的强度和整轴的工作稳定性，其悬伸段42的径长比为1:4～1:6，能承受较大的轴向力和径向力，从而降低了摇臂支座4的轴端断裂、摇臂支座4从车架腹板撕裂开焊的风险。

上述实施例仅是本实用新型的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，转向摇臂3的套筒33通过其他形式与摇臂支座4转动连接等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

本实用新型提供一种轮式重载车辆，包括车架及转向摇臂装置，所述车架包括车架前段5、固定支腿6和车架后段7，所述转向摇臂装置为上文所述的转向摇臂装置，其余结构请参考现有技术，就不再赘述。

以上对本实用新型所提供的轮式重载车辆及其转向摇臂装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种转向摇臂装置，包括第一转向拉杆(1)、第二转向拉杆(2)、转向摇臂(3)以及摇臂支座(4)；其特征在于，所述转向摇臂(3)包括第一摇臂(31)、第二摇臂(32)和套筒(33)，并通过所述套筒(3)安装于所述摇臂支座(4)；所述第一摇臂(31)和第二摇臂(32)均为直臂，所述第一摇臂(31)固定于所述套筒(33)一端，所述第二摇臂(32)固定于所述套筒(33)另一端。

2.根据权利要求1所述的转向摇臂装置，其特征在于，所述摇臂支座(4)呈箱形结构，其上设有同轴的轴孔；所述转向摇臂(3)的套筒(33)通过销轴(8)安装于所述轴孔。

3.根据权利要求2所述的转向摇臂装置，其特征在于，所述套筒(33)的两端设有扩径的台阶孔，其内设置与销轴相配合的轴承或衬套。

4.根据权利要求3所述的转向摇臂装置，其特征在于，所述摇臂支座(4)连接于车架的固定支腿(6)或车架前段(5)。

5.根据权利要求2所述的转向摇臂装置，其特征在于，所述摇臂支座(4)包括呈三角形的第一侧板和第二侧板，其顶角处分别开设所述轴孔；所述第一侧板和第二侧板之间设有将两者连为一体形成箱形结构的“V”形支撑板。

6.根据权利要求1至5任一项所述的转向摇臂装置，其特征在于，所述转向摇臂(3)与摇臂支座(4)之间设有调整垫。

7.根据权利要求1所述的转向摇臂装置，其特征在于，所述摇臂支座(4)为摇臂轴，其固定端(41)连接于车架腹板，其悬伸段(42)与所述转向摇臂(3)的套筒(33)转动配合；所述悬伸段(42)的径长比为1:4～1:6。

8.根据权利要求7所述的转向摇臂装置，其特征在于，所述固定端(41)的直径大于所述悬伸段(42)；所述悬伸段(42)的直径从根部向末端逐渐递减。

9.根据权利要求8所述的转向摇臂装置，其特征在于，所述悬伸段(42)的根部和末端与所述套筒(33)之间设有第一轴承和第二轴承，且所述第一轴承的规格大于所述第二轴承。

10.一种轮式重载车辆，包括车架及转向摇臂装置，所述车架包括车架前段(5)、固定支腿(6)和车架后段(7)，其特征在于，所述转向摇臂装置为上述权利要求1至9任一项所述的转向摇臂装置。