梁峰

【摘 要】 本文主要介紹RGD130超大缸徑液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)及工作原理，分別從三大職能板塊機(jī)械傳動(dòng)、液壓油缸、液壓控制閥進(jìn)行詳細(xì)說明。闡述了超大缸徑液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器在系統(tǒng)壓力過載保護(hù)上與中、大缸徑液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的最大區(qū)別，即卸荷閥、安全閥的設(shè)計(jì)。并列舉了一些關(guān)鍵部位的強(qiáng)度校核計(jì)算實(shí)例。

【關(guān)鍵詞】 工作原理 ?閥的設(shè)計(jì) ?校核計(jì)算

1 設(shè)計(jì)要求

1.1 性能參數(shù)

最大工作壓力（MPa）：15;輸入軸總?cè)?shù)：6;前橋負(fù)荷（T）：8;旋向;左旋;角傳動(dòng)比：23;輸出擺角（°）：±45;缸徑（mm）：130。

1.2 使用工況

載重大，路況不好，多粉塵、泥槳。

2 結(jié)構(gòu)及工作原理（如圖1）

RGD130超大缸徑液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)形式屬整體循環(huán)球式液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器，是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵部件。如圖1，殼體總成（1）、螺母總成（2）、閥體總成（3）、端蓋總成（4）、輸入軸與螺桿總成（5）、搖臂軸總成（6）、側(cè)蓋總成（7）。按功用可分三個(gè)部分：機(jī)械傳動(dòng)、液壓油缸、液壓控制閥。此轉(zhuǎn)向器是這三個(gè)功用的集成。

2.1 機(jī)械傳動(dòng)

把由轉(zhuǎn)向管柱與轉(zhuǎn)向器輸入端相連的豎直圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)轉(zhuǎn)向器后輸出水平圓周運(yùn)動(dòng)，與之相連的垂臂前后擺動(dòng)。達(dá)到降低速度，增大傳動(dòng)扭矩的目的。轉(zhuǎn)向器內(nèi)部由兩級(jí)傳動(dòng)副來實(shí)現(xiàn)，第一級(jí)是螺桿、螺母?jìng)鲃?dòng)副，第二級(jí)是齒條齒扇傳動(dòng)副。

2.2 液壓油缸

液壓油由進(jìn)油孔進(jìn)入，通過分配閥使液壓油進(jìn)入殼體的上下腔，螺母相當(dāng)于活塞在殼體大腔內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)搖臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)搖臂擺動(dòng)。

3 閥的設(shè)計(jì)

3.1 卸荷閥的設(shè)計(jì)

（1）功能及結(jié)構(gòu);由于RGD130屬于超大缸徑、高壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器，所以在汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，與中小缸徑靠車輪限位不同，它的動(dòng)能及沖擊力非常大，為避免造成車輪機(jī)械裝置損壞，要求轉(zhuǎn)向器本身有限位及卸荷的功能。設(shè)計(jì)卸荷閥，組成如圖2所示;安裝在轉(zhuǎn)向螺母通孔的兩端，與上下腔相通。閥座與閥套緊配合旋入螺紋孔，閥芯受壓縮彈簧彈力頂緊閥座，彈簧由推管穩(wěn)定。

（2）工作原理;工作時(shí)上下腔通油，方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)使液壓轉(zhuǎn)閥開啟，上下腔產(chǎn)生壓力差推動(dòng)螺母運(yùn)動(dòng)。假如由上腔高壓油推動(dòng)螺母向下腔低壓油運(yùn)動(dòng)，上腔一側(cè)的閥芯受高壓油的作用產(chǎn)生克服彈簧彈力的力使其軸向位移，從而與閥座分離，高壓油進(jìn)入卸荷閥內(nèi)腔。當(dāng)螺母運(yùn)動(dòng)到下腔底部時(shí)，下腔的閥芯撞擊殼體內(nèi)壁，產(chǎn)生克服彈簧彈力的作用力使閥芯產(chǎn)生軸向位移，從而與閥座分離，高低壓油腔相通，高壓油腔壓力卸荷，兩腔壓力相同，螺母運(yùn)動(dòng)停止，達(dá)到限位及卸荷的目的。反方向同樣道理。限位起始位置的設(shè)定，在不通油的情況下即靠機(jī)械傳動(dòng)，到達(dá)位置時(shí)閥芯與閥座同時(shí)撞擊內(nèi)壁，閥座相對(duì)于閥套向內(nèi)側(cè)產(chǎn)生位移，這樣就改變了下次撞擊時(shí)螺母運(yùn)動(dòng)的位置，也就是方向盤轉(zhuǎn)向的角度，即限位起始位置被設(shè)定。

3.2 安全閥的設(shè)計(jì)

（1）功能及結(jié)構(gòu);由于RGD130屬于超大缸徑、高壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器，工作時(shí)系統(tǒng)壓力很高，隨著負(fù)載增加而壓力增高，達(dá)到或超過油泵的允許最高壓力，從而造成油泵的損壞。所以系統(tǒng)壓力高的轉(zhuǎn)向器必須設(shè)置安全閥，起到保護(hù)油泵的作用。此安全閥組成如圖3所示;堵蓋與閥體緊配合，靠壓力壓入閥體一端，并留有油孔，此孔與進(jìn)油回路相通。上面的鋼球恰好落到進(jìn)油孔上，靠上面壓縮彈簧的彈力作用到鋼球上把進(jìn)油孔堵死。鋼球旁邊貫穿閥體的油孔與出油回路相通。彈簧座旋入閥體螺紋孔，壓迫壓縮彈簧產(chǎn)生彈性變形，產(chǎn)生的壓力作用到鋼球上。

（2）工作原理;RGD130的閥體上有螺紋孔，并與進(jìn)、出油回路相通。安全閥旋入此螺紋孔，堵蓋的錐面與底孔的倒角棱邊線接觸，靠壓力密封液壓油。通過調(diào)整彈簧座與閥座螺紋的旋合長(zhǎng)度，來改變壓縮彈簧的變形量，控制鋼球的預(yù)緊壓力，靠鋼球與油孔的接觸壓力密封液壓油。通過試驗(yàn)把此預(yù)緊壓力設(shè)定為小于油泵的允許最高壓力。當(dāng)進(jìn)油回路即高壓油腔的壓力小于設(shè)定的壓力時(shí)，鋼球不會(huì)頂開，進(jìn)出油回路不會(huì)相通;當(dāng)進(jìn)油回路即高壓油腔的壓力大于設(shè)定的壓力時(shí)，鋼球被頂開，進(jìn)、出油回路會(huì)相通;從而系統(tǒng)壓力降低，起到保護(hù)油泵的作用。

4 結(jié)語

RGD130動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)，使動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的最大缸徑從φ120增大到φ130mm，缸徑更大、壓力更高，輸出扭矩更大，整機(jī)具有更好的機(jī)械性能，更高的安全系數(shù)。對(duì)設(shè)計(jì)能力及制造能力提出了更高的要求。滿足了重載貨車、礦山專用自卸車的使用需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉惟信主編.汽車設(shè)計(jì)[M].清華大學(xué)出版社，2001.

[2]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].化學(xué)工業(yè)出版社.

[3]路甬祥主編.液壓與氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.endprint

【摘 要】 本文主要介紹RGD130超大缸徑液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)及工作原理，分別從三大職能板塊機(jī)械傳動(dòng)、液壓油缸、液壓控制閥進(jìn)行詳細(xì)說明。闡述了超大缸徑液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器在系統(tǒng)壓力過載保護(hù)上與中、大缸徑液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的最大區(qū)別，即卸荷閥、安全閥的設(shè)計(jì)。并列舉了一些關(guān)鍵部位的強(qiáng)度校核計(jì)算實(shí)例。

【關(guān)鍵詞】 工作原理 ?閥的設(shè)計(jì) ?校核計(jì)算

1 設(shè)計(jì)要求

1.1 性能參數(shù)

最大工作壓力（MPa）：15;輸入軸總?cè)?shù)：6;前橋負(fù)荷（T）：8;旋向;左旋;角傳動(dòng)比：23;輸出擺角（°）：±45;缸徑（mm）：130。

1.2 使用工況

載重大，路況不好，多粉塵、泥槳。

2 結(jié)構(gòu)及工作原理（如圖1）

RGD130超大缸徑液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)形式屬整體循環(huán)球式液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器，是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵部件。如圖1，殼體總成（1）、螺母總成（2）、閥體總成（3）、端蓋總成（4）、輸入軸與螺桿總成（5）、搖臂軸總成（6）、側(cè)蓋總成（7）。按功用可分三個(gè)部分：機(jī)械傳動(dòng)、液壓油缸、液壓控制閥。此轉(zhuǎn)向器是這三個(gè)功用的集成。

2.1 機(jī)械傳動(dòng)

把由轉(zhuǎn)向管柱與轉(zhuǎn)向器輸入端相連的豎直圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)轉(zhuǎn)向器后輸出水平圓周運(yùn)動(dòng)，與之相連的垂臂前后擺動(dòng)。達(dá)到降低速度，增大傳動(dòng)扭矩的目的。轉(zhuǎn)向器內(nèi)部由兩級(jí)傳動(dòng)副來實(shí)現(xiàn)，第一級(jí)是螺桿、螺母?jìng)鲃?dòng)副，第二級(jí)是齒條齒扇傳動(dòng)副。

2.2 液壓油缸

液壓油由進(jìn)油孔進(jìn)入，通過分配閥使液壓油進(jìn)入殼體的上下腔，螺母相當(dāng)于活塞在殼體大腔內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)搖臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)搖臂擺動(dòng)。

3 閥的設(shè)計(jì)

3.1 卸荷閥的設(shè)計(jì)

（1）功能及結(jié)構(gòu);由于RGD130屬于超大缸徑、高壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器，所以在汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，與中小缸徑靠車輪限位不同，它的動(dòng)能及沖擊力非常大，為避免造成車輪機(jī)械裝置損壞，要求轉(zhuǎn)向器本身有限位及卸荷的功能。設(shè)計(jì)卸荷閥，組成如圖2所示;安裝在轉(zhuǎn)向螺母通孔的兩端，與上下腔相通。閥座與閥套緊配合旋入螺紋孔，閥芯受壓縮彈簧彈力頂緊閥座，彈簧由推管穩(wěn)定。

（2）工作原理;工作時(shí)上下腔通油，方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)使液壓轉(zhuǎn)閥開啟，上下腔產(chǎn)生壓力差推動(dòng)螺母運(yùn)動(dòng)。假如由上腔高壓油推動(dòng)螺母向下腔低壓油運(yùn)動(dòng)，上腔一側(cè)的閥芯受高壓油的作用產(chǎn)生克服彈簧彈力的力使其軸向位移，從而與閥座分離，高壓油進(jìn)入卸荷閥內(nèi)腔。當(dāng)螺母運(yùn)動(dòng)到下腔底部時(shí)，下腔的閥芯撞擊殼體內(nèi)壁，產(chǎn)生克服彈簧彈力的作用力使閥芯產(chǎn)生軸向位移，從而與閥座分離，高低壓油腔相通，高壓油腔壓力卸荷，兩腔壓力相同，螺母運(yùn)動(dòng)停止，達(dá)到限位及卸荷的目的。反方向同樣道理。限位起始位置的設(shè)定，在不通油的情況下即靠機(jī)械傳動(dòng)，到達(dá)位置時(shí)閥芯與閥座同時(shí)撞擊內(nèi)壁，閥座相對(duì)于閥套向內(nèi)側(cè)產(chǎn)生位移，這樣就改變了下次撞擊時(shí)螺母運(yùn)動(dòng)的位置，也就是方向盤轉(zhuǎn)向的角度，即限位起始位置被設(shè)定。

3.2 安全閥的設(shè)計(jì)

（1）功能及結(jié)構(gòu);由于RGD130屬于超大缸徑、高壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器，工作時(shí)系統(tǒng)壓力很高，隨著負(fù)載增加而壓力增高，達(dá)到或超過油泵的允許最高壓力，從而造成油泵的損壞。所以系統(tǒng)壓力高的轉(zhuǎn)向器必須設(shè)置安全閥，起到保護(hù)油泵的作用。此安全閥組成如圖3所示;堵蓋與閥體緊配合，靠壓力壓入閥體一端，并留有油孔，此孔與進(jìn)油回路相通。上面的鋼球恰好落到進(jìn)油孔上，靠上面壓縮彈簧的彈力作用到鋼球上把進(jìn)油孔堵死。鋼球旁邊貫穿閥體的油孔與出油回路相通。彈簧座旋入閥體螺紋孔，壓迫壓縮彈簧產(chǎn)生彈性變形，產(chǎn)生的壓力作用到鋼球上。

（2）工作原理;RGD130的閥體上有螺紋孔，并與進(jìn)、出油回路相通。安全閥旋入此螺紋孔，堵蓋的錐面與底孔的倒角棱邊線接觸，靠壓力密封液壓油。通過調(diào)整彈簧座與閥座螺紋的旋合長(zhǎng)度，來改變壓縮彈簧的變形量，控制鋼球的預(yù)緊壓力，靠鋼球與油孔的接觸壓力密封液壓油。通過試驗(yàn)把此預(yù)緊壓力設(shè)定為小于油泵的允許最高壓力。當(dāng)進(jìn)油回路即高壓油腔的壓力小于設(shè)定的壓力時(shí)，鋼球不會(huì)頂開，進(jìn)出油回路不會(huì)相通;當(dāng)進(jìn)油回路即高壓油腔的壓力大于設(shè)定的壓力時(shí)，鋼球被頂開，進(jìn)、出油回路會(huì)相通;從而系統(tǒng)壓力降低，起到保護(hù)油泵的作用。

4 結(jié)語

RGD130動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)，使動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的最大缸徑從φ120增大到φ130mm，缸徑更大、壓力更高，輸出扭矩更大，整機(jī)具有更好的機(jī)械性能，更高的安全系數(shù)。對(duì)設(shè)計(jì)能力及制造能力提出了更高的要求。滿足了重載貨車、礦山專用自卸車的使用需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉惟信主編.汽車設(shè)計(jì)[M].清華大學(xué)出版社，2001.

[2]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].化學(xué)工業(yè)出版社.

[3]路甬祥主編.液壓與氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.endprint

【摘 要】 本文主要介紹RGD130超大缸徑液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)及工作原理，分別從三大職能板塊機(jī)械傳動(dòng)、液壓油缸、液壓控制閥進(jìn)行詳細(xì)說明。闡述了超大缸徑液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器在系統(tǒng)壓力過載保護(hù)上與中、大缸徑液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的最大區(qū)別，即卸荷閥、安全閥的設(shè)計(jì)。并列舉了一些關(guān)鍵部位的強(qiáng)度校核計(jì)算實(shí)例。

【關(guān)鍵詞】 工作原理 ?閥的設(shè)計(jì) ?校核計(jì)算

1 設(shè)計(jì)要求

1.1 性能參數(shù)

最大工作壓力（MPa）：15;輸入軸總?cè)?shù)：6;前橋負(fù)荷（T）：8;旋向;左旋;角傳動(dòng)比：23;輸出擺角（°）：±45;缸徑（mm）：130。

1.2 使用工況

載重大，路況不好，多粉塵、泥槳。

2 結(jié)構(gòu)及工作原理（如圖1）

RGD130超大缸徑液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)形式屬整體循環(huán)球式液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器，是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵部件。如圖1，殼體總成（1）、螺母總成（2）、閥體總成（3）、端蓋總成（4）、輸入軸與螺桿總成（5）、搖臂軸總成（6）、側(cè)蓋總成（7）。按功用可分三個(gè)部分：機(jī)械傳動(dòng)、液壓油缸、液壓控制閥。此轉(zhuǎn)向器是這三個(gè)功用的集成。

2.1 機(jī)械傳動(dòng)

把由轉(zhuǎn)向管柱與轉(zhuǎn)向器輸入端相連的豎直圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)轉(zhuǎn)向器后輸出水平圓周運(yùn)動(dòng)，與之相連的垂臂前后擺動(dòng)。達(dá)到降低速度，增大傳動(dòng)扭矩的目的。轉(zhuǎn)向器內(nèi)部由兩級(jí)傳動(dòng)副來實(shí)現(xiàn)，第一級(jí)是螺桿、螺母?jìng)鲃?dòng)副，第二級(jí)是齒條齒扇傳動(dòng)副。

2.2 液壓油缸

液壓油由進(jìn)油孔進(jìn)入，通過分配閥使液壓油進(jìn)入殼體的上下腔，螺母相當(dāng)于活塞在殼體大腔內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)搖臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)搖臂擺動(dòng)。

3 閥的設(shè)計(jì)

3.1 卸荷閥的設(shè)計(jì)

（1）功能及結(jié)構(gòu);由于RGD130屬于超大缸徑、高壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器，所以在汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，與中小缸徑靠車輪限位不同，它的動(dòng)能及沖擊力非常大，為避免造成車輪機(jī)械裝置損壞，要求轉(zhuǎn)向器本身有限位及卸荷的功能。設(shè)計(jì)卸荷閥，組成如圖2所示;安裝在轉(zhuǎn)向螺母通孔的兩端，與上下腔相通。閥座與閥套緊配合旋入螺紋孔，閥芯受壓縮彈簧彈力頂緊閥座，彈簧由推管穩(wěn)定。

（2）工作原理;工作時(shí)上下腔通油，方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)使液壓轉(zhuǎn)閥開啟，上下腔產(chǎn)生壓力差推動(dòng)螺母運(yùn)動(dòng)。假如由上腔高壓油推動(dòng)螺母向下腔低壓油運(yùn)動(dòng)，上腔一側(cè)的閥芯受高壓油的作用產(chǎn)生克服彈簧彈力的力使其軸向位移，從而與閥座分離，高壓油進(jìn)入卸荷閥內(nèi)腔。當(dāng)螺母運(yùn)動(dòng)到下腔底部時(shí)，下腔的閥芯撞擊殼體內(nèi)壁，產(chǎn)生克服彈簧彈力的作用力使閥芯產(chǎn)生軸向位移，從而與閥座分離，高低壓油腔相通，高壓油腔壓力卸荷，兩腔壓力相同，螺母運(yùn)動(dòng)停止，達(dá)到限位及卸荷的目的。反方向同樣道理。限位起始位置的設(shè)定，在不通油的情況下即靠機(jī)械傳動(dòng)，到達(dá)位置時(shí)閥芯與閥座同時(shí)撞擊內(nèi)壁，閥座相對(duì)于閥套向內(nèi)側(cè)產(chǎn)生位移，這樣就改變了下次撞擊時(shí)螺母運(yùn)動(dòng)的位置，也就是方向盤轉(zhuǎn)向的角度，即限位起始位置被設(shè)定。

3.2 安全閥的設(shè)計(jì)

（1）功能及結(jié)構(gòu);由于RGD130屬于超大缸徑、高壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器，工作時(shí)系統(tǒng)壓力很高，隨著負(fù)載增加而壓力增高，達(dá)到或超過油泵的允許最高壓力，從而造成油泵的損壞。所以系統(tǒng)壓力高的轉(zhuǎn)向器必須設(shè)置安全閥，起到保護(hù)油泵的作用。此安全閥組成如圖3所示;堵蓋與閥體緊配合，靠壓力壓入閥體一端，并留有油孔，此孔與進(jìn)油回路相通。上面的鋼球恰好落到進(jìn)油孔上，靠上面壓縮彈簧的彈力作用到鋼球上把進(jìn)油孔堵死。鋼球旁邊貫穿閥體的油孔與出油回路相通。彈簧座旋入閥體螺紋孔，壓迫壓縮彈簧產(chǎn)生彈性變形，產(chǎn)生的壓力作用到鋼球上。

（2）工作原理;RGD130的閥體上有螺紋孔，并與進(jìn)、出油回路相通。安全閥旋入此螺紋孔，堵蓋的錐面與底孔的倒角棱邊線接觸，靠壓力密封液壓油。通過調(diào)整彈簧座與閥座螺紋的旋合長(zhǎng)度，來改變壓縮彈簧的變形量，控制鋼球的預(yù)緊壓力，靠鋼球與油孔的接觸壓力密封液壓油。通過試驗(yàn)把此預(yù)緊壓力設(shè)定為小于油泵的允許最高壓力。當(dāng)進(jìn)油回路即高壓油腔的壓力小于設(shè)定的壓力時(shí)，鋼球不會(huì)頂開，進(jìn)出油回路不會(huì)相通;當(dāng)進(jìn)油回路即高壓油腔的壓力大于設(shè)定的壓力時(shí)，鋼球被頂開，進(jìn)、出油回路會(huì)相通;從而系統(tǒng)壓力降低，起到保護(hù)油泵的作用。

4 結(jié)語

RGD130動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)，使動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的最大缸徑從φ120增大到φ130mm，缸徑更大、壓力更高，輸出扭矩更大，整機(jī)具有更好的機(jī)械性能，更高的安全系數(shù)。對(duì)設(shè)計(jì)能力及制造能力提出了更高的要求。滿足了重載貨車、礦山專用自卸車的使用需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉惟信主編.汽車設(shè)計(jì)[M].清華大學(xué)出版社，2001.

[2]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].化學(xué)工業(yè)出版社.

[3]路甬祥主編.液壓與氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.endprint