随着国民经济加速发展及高新技术不断引入,装载机行业面临的形势日趋严峻,越来越多的装载机的设计更注重人性化设计,在满足作业要求、提高整机性能的前提下,更多地关注到驾驶人员的操作舒适性。我厂LW560H轮式装载机用可调式转向驱动器就是结合人机工程学原理开发的一种新型产品。
目前,装载机的转向大都直接采用不可调转向柱驱动全液压转向器,达到转向目的。这种转向柱直接固定在驾驶室底板上,结构简单,安装方便,但方向盘的前后位置和高度均不可调,显然该转向机构不具有良好的操作性。
针对这种情况我们设想:如果转向柱的长度和位置变化,上述问题就可以迎刃而解了,这样就可以满足不同驾驶员的操作需要,有效减轻司机的劳动强度,营造一个舒适的操作环境。
在此机构中,我们采用两个万向联轴节和三个转动轴。下转动轴与同步转向器相连,驱动其实现转向,方向盘则安装在上转动轴上,中间转动轴两端用万向联轴节与上下转动轴连接成一体。同时,考虑到花键轴套配合径向固定、轴向可动的特点,我们把这种原理应用到我们的设计中,本机构中,上转动轴就是可伸缩花键轴套总成。这样一来,转向机沟的概念就从单一、刚性的转向柱演变成可伸缩的柔性连接机构。
下面结合附图对该设计装置的机构原理作进一步说明。
可伸缩花键轴套总成剖面图如图(1)所示。伸缩花键轴两端均有外花键,右端花键用来安装方向盘,左端外花键与伸缩花键套的内花键联接,轴套总成的总长度可以通过调整花键轴、套的轴向配合间隙来实现;当调整到一定的长度,需要固定的时候,锁紧螺杆和锁紧螺钉就起到了作用。锁紧螺杆两端是外螺纹,右端螺纹和花键轴的内螺纹配合,左端螺纹和锁紧螺钉的内螺纹配合,锁紧螺钉也为外花键,伸缩花键轴的尾部做成三个开槽的形式(图(1-1)。若锁紧螺杆和锁紧螺钉旋紧,迫使锁紧螺钉挤压伸缩花键轴,则伸缩花键轴尾部的开槽向外张开,伸缩花键轴、套固定在一起,其配合长度就不再发生变化,反之旋松锁紧螺杆即可调节总长度。
本转向机构的结构如图(2)所示:锁紧手柄1安装在锁紧螺杆上,其目的是用来调节锁紧螺杆;件3就是可伸缩花键轴套总成;螺母2的作用是限制方向盘上下窜动;轴套总成3用轴承安装在套管4中,其下部与中传动轴7用十字万向联轴节连接,同样下转动轴9上部也与中传动轴7用十字万向联轴节连接,件8是万向节的一端,做成内花键,通过螺栓与9固定,这样做是为了便于装配;整个下转动轴9用轴承安装在导向支架10中,而导向支架10和连接块11用螺栓连接;连接块11和方向机下支架6是固定在驾驶室底板上,这样该机构的基础就和驾驶室成为一体,而且无论两级万向节传动如何,转动轴的最终输出方向总是不变;连接板12与中转动轴7用平键固定,可以传递扭矩,但连接板轴向可调,以方便于和同步转向器连接板连接。
在该机构中使用了两级十字万向联轴节,这是因为十字万向联轴节具有不等速传动性,将会使从动轴及其相连部件产生扭转振动,从而产生附加的交变载荷,影响部件寿命。而实践和理论分析表明:双万向联轴节只要布置合理就可以抵消这种不等速效应。
B向视图中,因套管4和方向机上支架5用销轴A铆接,并且铆接中心与轴套总成3和中转动轴7连接用的万向联轴节铰接中心同轴,所以套管4连同轴套总成3可绕轴A转动:实现该功能的是气弹簧14,其两端分别与套管4和方向机上支架5连接,通过转动调节手柄13,可以使气弹簧14处在不同的行程,由于方向机上支架5和方向机下支架6是连接在一起并固定在驾驶室底板上的,于是销轴A以上部分(套管4轴套总成3结合为一体,称作转向柱)的平面角度可调。
该机构使用简单方便、转向平稳,有效的改善了驾驶人员的操作环境,可以满足不同的需要,经初步使用,反映效果较好。
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