1吨叉车转向系统设计（含CAD图纸）.rar

叉车转向系统 Steering System of Forklift Truck 2010.102010.10 i 目目 录录 第一节第一节 叉车转向系统概述叉车转向系统概述 .1 1 1.11.1 叉车转向系统的定义、作用及叉车转向的特点叉车转向系统的定义、作用及叉车转向的特点 .1 1.21.2 与整车机动性有关的主要考核指标与整车机动性有关的主要考核指标 .1 1.31.3 叉车转向系统的要求叉车转向系统的要求 .4 1.41.4 叉车转向系统的组成叉车转向系统的组成 .4 1.51.5 叉车转向系统的类型叉车转向系统的类型 .5 第二节第二节 全液压转向系统全液压转向系统 .7 7 2.12.1 全液压转向系统的工作原理全液压转向系统的工作原理 .7 2.22.2 全液压转向系统的组成全液压转向系统的组成 .8 2.32.3 转向器的工作原理转向器的工作原理 .11 第三节第三节 叉车转向原理叉车转向原理 .1111 3.13.1 叉车转向原理叉车转向原理 .11 3.23.2 车辆转向方式车辆转向方式 .13 3.33.3 叉车在行驶中转向的基本条件叉车在行驶中转向的基本条件 .15 第四节第四节 转向桥转向桥 .1616 4.14.1 叉车转向桥概述叉车转向桥概述 .16 4.1.14.1.1 叉车转向桥的类型叉车转向桥的类型 .16 4.1.24.1.2 横置油缸转向桥的构造横置油缸转向桥的构造 .19 4.1.34.1.3 叉车转向桥的作用叉车转向桥的作用 .21 4.24.2 1-1.8t1-1.8t 焊接转向桥结构焊接转向桥结构 .22 4.34.3 转向桥安装及车轮定位型式转向桥安装及车轮定位型式 .25 4.3.14.3.1 转向桥的安装方式转向桥的安装方式 .25 4.3.24.3.2 转向轮的定位转向轮的定位 .25 4.3.34.3.3 叉车转向轮的定位方式叉车转向轮的定位方式 .27 第五节第五节 叉车转向系统的设计叉车转向系统的设计 .2929 5.15.1 转向系统的设计方法转向系统的设计方法 .29 5.25.2 横置油缸式转向梯形的优化设计横置油缸式转向梯形的优化设计 .30 5.2.15.2.1 转向梯形的类型转向梯形的类型 .30 5.2.25.2.2 曲柄滑块式转向梯形的优化设计曲柄滑块式转向梯形的优化设计 .32 5.35.3 转向传动机构的设计计算转向传动机构的设计计算 .35 5.3.1 转向阻力矩的计算转向阻力矩的计算 .35 5.3.25.3.2 转向传动机构的受力计算转向传动机构的受力计算 .38 5.45.4 转向桥的设计计算转向桥的设计计算 .39 5.4.15.4.1 转向桥的受力分析转向桥的受力分析 .39 5.4.25.4.2 转向桥强度计算转向桥强度计算 .40 5.55.5 衡量叉车转向操纵轻便性的主要指标衡量叉车转向操纵轻便性的主要指标 .41 5.5.15.5.1 方向盘最大作用力确定方向盘最大作用力确定 .42 5.5.25.5.2 方向盘回转圈数方向盘回转圈数 .43 5.65.6 全液压转向器的选择全液压转向器的选择 .43 第六节第六节 叉车转向系统的试验叉车转向系统的试验 .4545 6.16.1 转向性能试验转向性能试验 .45 6.16.1 转向桥的疲劳试验转向桥的疲劳试验 .47 6.1.16.1.1 转向桥体疲劳试验台简介转向桥体疲劳试验台简介 .47 6.1.26.1.2 转向桥体的疲劳试验转向桥体的疲劳试验 .48 ii 6.36.3 整车强化试验整车强化试验 .49 第七节第七节 转向系统的安装调试及维护保养转向系统的安装调试及维护保养 .5050 7.17.1 转向桥安装注意事项转向桥安装注意事项 .50 7.27.2 转向桥的调整转向桥的调整 .51 7.37.3 转向系统的维护保养转向系统的维护保养 .51 第八节第八节转向系统的主要故障及排除转向系统的主要故障及排除.5252 8.18.1 转向系统重装后检查转向系统重装后检查 .52 8.28.2 转向系统故障排除转向系统故障排除 .52 8.38.3 叉车的蛇行现象叉车的蛇行现象 .52 1 第一节第一节 叉车转向系统概述叉车转向系统概述 叉车主要用于货场仓库的装卸或短途运输，工作场地较小，转向频繁，常需要原地 转向。因此，叉车对转向要求比其他车辆更高，转向要求轻快灵活，转弯半径小，机动 性能好。 1.11.1 叉车转向系统的定义、作用及叉车转向的特点叉车转向系统的定义、作用及叉车转向的特点 1.转向系统的定义：车辆转向系统是用来对转向车轮或铰接车架的方位(正中位置或 左、右偏转位置)和偏转角度实行操纵控制的全套机构，它保证驾驶员对车辆行驶方向的 控制。驾驶员可以根据作业的需要、行驶的条件和环境，或者保持车辆平稳地直线行驶， 或者灵活地改变行驶方向和曲线行驶。 2.叉车转向系统的作用: 改变叉车的行驶方向 保持叉车直线行驶。 3.叉车转向特点： 后轮（桥）转向 轻快灵活 转弯半径小 机动性能好 1.21.2 与整车机动性有关的主要考核指标与整车机动性有关的主要考核指标 1、最小外侧转弯半径、最小外侧转弯半径 W：叉车空载运行状态,转向轮转到最大转角后，叉车车体最 外侧的回转半径. 公式一： 公式二： W=Min（Wmin1，Wmin2） 式中： L叉车轴距；max外轮最大 偏转角；C转向主销至车体最外侧的水平距离。图图 1-11-1 叉车最小转弯半径简图 C Sin L max 1min W 2 1 2 0 2min ) 2 ( Ws s B 2 0 rs B 内 CL 1 S 2 最小内侧转弯半径（r 内）： 1-1.5t 100mm 1.8t 95mm 22.5t 160mm 3-3.5t 200mm 5-10t 200mm 注：最小外侧转弯半径是决定叉车机动性能（在最小面积内转弯的能力）的主要参 数。在不做特殊说明时，叉车的最小转弯半径就是指最小外侧转弯半径。车体外侧距转 弯中心最远的地方，通常在叉车尾部平衡重处（货叉加长时也可能在叉尖处） ，最小转弯 半径愈小，叉车的机动性能越好。 影响最小转弯半径的因素有：轴距（L） 、后轮轮距（与 M 有关） 、车轮的最大偏转 角以及叉车的外形尺寸（车长）和尾部形状。此外，转向车轮的直径对叉车的最小转弯 半径影响很大，因而在保证车轮具有必需的承载能力的前提下，应尽可能选用外形小的 轮胎。 2. 最小直角通道宽度最小直角通道宽度 S: 叉车空载运行状态，货叉最大开档时，叉车可直角（90 度） 转弯时通道的最小宽度。 当车体可以通过时： 当货物可以通过时： 式中 a：间隙（国内计算取 100mm，国外取 0mm） b：货物宽度（通常取 1000mm） 标准货物：12t 时 S1S2；大于 2t 时 S1 R1, R2 R3。即采用单轮偏转转向方式的三支点车辆，其机动性比采用 双轮偏转转向方式的四支点车辆要好，但三支点车辆其横向稳定性差，重力和离心力的 合力线容易超出横向倾覆边，所以只有轻小型车辆在平坦良好的路面上工作又需要机动 性好的条件下，才采用这种转向方式。 四支点车辆如采用全轮偏转转向方式，虽然机动性很好，前后车轮轨迹重合，但驱 动轮也需偏转，需做成转向驱动桥，使结构复杂，因此应用很少。在被牵引的挂车上， 由于全部车轮都是从动轮，为了提高机动性，常采用这种转向方式。自行的四支点车辆 还是以双轮偏转转向方式为主。 不论单轮偏转还是双轮偏转转向方式，都可能有两种情况:一为前轮转向，另一为后 轮转向。采用何种结构主要视车辆的用途及工作条件而定。原则上以轮压小的车轮作转 向轮，以使转向轻便;轮压大的车轮作驱动轮，以使驱动力大。汽车、牵引车等前轴负荷 小后轴负荷大，故都是前轮转向;叉车、单斗装载机等前轴负荷大后轴负荷小，故以后轮 转向。 L M ctgctg 2 16 2.铰接车架转向方式 在全部车轮均为驱动轮的车辆上，若采用偏转车轮转向方式，则必须采用转向驱动 桥，使得构造复杂。铰接车架转向方式正适用于全轮驱动的车辆。其特点是车辆的车架 不是整体的，而是做成前后两段车架，中间用垂直铰销连接起来。转向时，用液压缸使 前后车架绕铰销相对转动一个角度。前后驱动桥各自连接于前后车架上，车轮对车架都 没有相对偏转。前后车架的相对转动使前后车桥也相对转过同一角度，两桥的轴线交于 转向中心线，即所有车轮的轴线交于转向中心线，车轮之间又有差速器，故满足曲线行 驶的要求。 铰接车架转向方式的优点:首先是转向半径小，机动性好，车辆作业效率高。据统计， 用铰接车架转向方式的单斗装载机的转向半径约为用后轮偏转转向方式的装载机转向半 径的 70，作业效率可提高 20。其次是结构简单、制造方便。它的缺点是:转向状态 下车辆横向稳定性差;转向过程车轮有横向滑移，转向阻力矩大，转向后不能自动回正。 3.3 叉车在行驶中转向的基本条件 叉车在行驶中转向是依靠转向轮的纯滚动平面与叉车的行驶方向偏离一定的角度而 实现的，在一定程度上可以讲：当其他条件不变时，转向轮的偏转角度越大，转弯半径 就越小。但是当转向轮偏转角度超过一定数值时，车轮可能在路面上产生滑移，而叉车 的行驶方向并不改变。 为保证转向时不出现转向轮的滑移现象，转向轮的最大偏转角应遵循下面公式的理 论依据。 如图 3-4 所示，假设 P1、P2为车架传给左右转向轮的推力，在车轮转向平面内的分 力分别为 P1Cos、P2Cos,车轮克服阻力向前滚动的条件为： P1CosfZ1; P2CosfZ2 式中 f：转向车轮滚动阻力系数;Z1、Z2：两轮的垂直负荷。 转向时要使转向车轮不出现滑移现象，必须满足下面条件： （3-4） 式中：转向车轮与路面粘着系数；、 分别位外轮和内轮的偏转角。 综合以上各式，就得到了叉车在行驶中转向的基本条件： （3-5） 2 1 2 11 fzz( SinP）（） 2 2 2 22 fzz(SinP）（） 22 f 1 f tg 22 f 1 tg f 17 叉车在坚硬干燥的路面上行驶时，粘着系数远远大于滚动阻力系数，上述条件完全 可以满足，但当路面潮湿松软时，粘着系数减小，滚动阻力系数增大，要满足条件，车 轮转角必须减小，也不能进行急转弯，否则会出现滑移，叉车将失去操纵。例如，叉车 在雨后的土路上转弯，0.3，f0.15，内轮转角 60。 图图 3-4 叉车转向时车轮受力图 第四节第四节 转向桥转向桥 4.1 叉车转向桥概述 由于叉车工作装置布置在其前端，叉车满载工作时，前轮负荷较大（承担货物重量 和车体自重的 90以上） ，为了减小转向阻力矩，使司机转向操纵轻便，通常叉车一般以 后桥作为转向桥。 4.1.1 叉车转向桥的类型 叉车转向桥悬挂装置（又称叉车悬架） ，是车架与转向桥或直接与转向轮相连接的全 套零件的总称。根据叉车悬架导向装置的结构及运动特点，一般可将悬架分为三支点和 四支点两种类型。四支点悬架较三支点重心低，稳定性好，本文主要研究四支点悬架机 构。四支点悬架根据是否采用弹性元件和两转向轮之间的相互关系，一般可分为三种结 构形式： 1、相关弹性悬架。 18 在这种结构中，两个转向轮和转向桥硬性联系，而转向桥悬挂在连接车架的弹簧上， 因此在运动中一个车轮的位置和另一个车轮的位置具有相关的联系，故称为相关弹性悬 架。此种结构如图 4-1 所示。转向桥通过两个纵向半椭圆弹簧悬挂在车架上，每个弹簧是 由 6 个簧片及两个弹簧箍所组成，弹簧片用中心螺栓将其固定在转向桥上。弹簧的前弯 耳则通过摆动吊杆悬挂在车架后部横梁的托架上。半椭圆弹簧除了可以传递垂直力和缓 和冲击外，同时兼起导向作用，故可将半椭圆弹簧看成以上两种元件的组合。 图图 4-1 相关弹性悬架 相关弹性悬架的另外一种型式为橡胶套管式悬架，如图 4-2 所示。这种结构省去了两 个半椭圆弹簧，所以比上一种型式要简单得多。减振作用是靠转向梁中间铰接轴中的橡 胶套来达到。虽然减振作用不及半椭圆弹簧明显，但是