一种具有安全阀的超大缸径液压动力转向器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及及一种具有安全阀的超大缸径液压动力转向器，主要用于重载货车、矿山专用自卸车，包括：壳体、螺母总成、卸荷阀、安全阀体总成；壳体内腔被螺母总成分隔成上腔与下腔，在所述的上腔一侧的壳体一端设有安全阀总成，在靠近上腔一侧与安全阀总成相接触的位置设有端盖，端盖内腔设置有齿状阀套螺杆，输入轴设置在齿状阀套螺杆内部，齿状阀套螺杆与螺母总成形成钢球齿合配合连接，螺母通过齿轮齿条副与摇臂轴总成活动连接，卸荷阀安装在转向螺母通孔的两端，与上下腔相通，设置安全阀，限制系统最高压力，降低液压油循环的温度，从而保护油泵；扭矩更大，缸径更大、压力更高，零件有更好的强度，整机有更好的机械性能，更高的安全系数。
【专利说明】—种具有安全阀的超大缸径液压动力转向器
[0001 ] 【技术领域】本发明涉及一种汽车转向器，具体是涉及一种具有安全阀的超大缸径液压动力转向器，主要用于重载货车、矿山专用自卸车，属于大功率大扭矩机械领域。
【背景技术】
[0002]
近年来随着我国汽车工业的迅猛发展，汽车转向器的生产水平和使用功能有了很大提高，这些大功率的动力转向器对其密封性、机械动力传动件精度要求很高，其动力转向器是汽车的重要安全部件之一，工作必须安全可靠。
汽车货运载重量越大，需要的功率越大，输出扭矩将更大，要求与大功率的汽车性能和安全更可靠的转向器与之相匹配；目前国内的液压动力转向器缸径范围大多在70—80_，这种中小缸径的转向器在汽车转向时靠车轮限位小，动能及冲击力小，很难适用于用于重载货车、矿山专用自卸车等，市场前景差；而超大缸径液压动力转向器，由于使用条件苛刻，载重大，路况不好，多粉尘，所以比常用的中小缸径液压动力转向器设计难度增大；由于受冲击载荷较大，需考虑工作压力过高时对转向器本体及油泵进行保护，需考虑对油封密封的影响，以及外部粉尘、泥浆的侵入，从而导致液压油的泄漏。
【发明内容】
[0003]鉴于上述技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种具有安全阀的超大缸径液压动力转向器，该转向器缸径大于130_，扭矩大，缸径大、压力高，实现零件有更好的强度，整机有更好的机械性能,更高的安全系数。
[0004]为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为:一种具有安全阀的超大缸径液压动力转向器，其特征在于包括:壳体、螺母总成、卸荷阀、安全阀体总成、端盖、输入轴与螺杆总成、摇臂轴总成、侧盖、铸造型腔、长孔、防尘盖；所述的卸荷阀包括阀芯一、阀座一、阀套、弹簧一及推管；所述的安全阀总成包括高压油腔、安装孔、钢球、垫片、O形密封圈、阀芯二、阀座二、弹簧座二、弹簧二、堵盖、低压油腔；所述的输入轴与螺杆总成包括齿状阀套螺杆、输入轴；壳体内腔被螺母总成分隔成上腔与下腔，在所述的上腔一侧的壳体一端设有安全阀总成，在靠近上腔一侧与安全阀总成相接触的位置设有端盖，端盖内腔设置有齿状阀套螺杆，输入轴设置在齿状阀套螺杆内部，齿状阀套螺杆与螺母总成形成钢球齿合配合连接，螺母通过齿轮齿条副与摇臂轴总成活动连接，卸荷阀安装在转向螺母通孔的两端，与上下腔相通，阀座一与阀套紧配合旋入螺纹孔，阀芯一受压缩弹簧弹力顶紧阀座一，弹簧由推管稳固；阀座二外螺纹与安装孔相配合，堵盖与阀座二紧配合，靠压力压入阀座二一端，并设有有油孔，此油孔与高压油腔回路相通，钢球设置进油孔上，靠上面压缩弹簧二的弹力作用到钢球上把进油孔堵死，钢球贯穿阀体的安装孔与低压油腔回路相通，弹簧座二旋入阀座二螺纹孔，压迫压缩弹簧二产生弹性变形，产生的压力作用到垫片及钢球上，泄漏处用O形密封圈密封，在壳体上端设有铸造型腔与长孔相通的油路，
所述的端盖与输入轴的密封，采用三唇油封，在端盖外部加有防尘盖，端盖与输入轴之间设有V型油封，同时在V型油封后端还设有一个外唇，与输入轴紧配合。
[0005]所述的壳体上油路密封采用非丝堵密封，密封方式是在壳体铸造时把此型腔铸造出来，再加工长孔与之相通。
[0006]所述的具有安全阀的超大缸径液压动力转向器，缸径大于130_，具有限位及卸荷功能，汽车转向时，与中小缸径靠车轮限位不同，它的动能及冲击力非常大，
安全阀旋入转向器阀体安装孔，堵盖的锥面与底孔的倒角棱边线接触，靠旋入压力使此处接触无间隙，达到密封液压油的效果，通过调整弹簧座与阀座螺纹的旋合长度，来改变压缩弹簧的变形量，控制钢球的预紧压力，靠钢球与油孔的接触压力密封液压油，通过试验把此预紧压力设定为小于油泵的允许最高压力；当流量变化时，顶起钢球的位置随之改变，但改变量极小，弹簧的变化力也很小，因此，可以认为当钢球顶起时，从高压油腔进入的液压油压力是恒定的；工作时高压油腔的压力小于设定的压力时，钢球不会顶开，进高低压油腔不会相通；当进油回路即高压油腔的压力大于设定的压力，即弹簧的预紧压力时，钢球被顶开，高、低压油回路会相通；从而系统压力降低，如此循环，起到保护油泵的作用。
[0007]液压油由进油孔进入，通过分配阀使液压油进入壳体的上下腔，螺母相当于活塞在壳体大腔内上下运动，推动摇臂轴转动，实现摇臂摆动；液压控制阀采用转阀式结构，转向油泵随发动机而工作，把油从油罐吸出向动力转向器控制阀供油。无转向动作时，控制阀处于常开中间位，油通过控制阀直接回到转向油罐。
[0008]工作时上下腔通油，方向盘转动使液压转阀开启，上下腔产生压力差推动螺母运动。假如由上腔高压油推动螺母向下腔低压油运动，上腔一侧的阀芯受高压油的作用产生克服弹簧弹力的力使其轴向位移，从而与阀座分离，高压油进入卸荷阀内腔。当螺母运动到下腔底部时，下腔的阀芯撞击壳体内壁，产生克服弹簧弹力的作用力使阀芯产生轴向位移，从而与阀座分离，高低压油腔相通，高压油腔压力卸荷，两腔压力相同，螺母运动停止，达到限位及卸荷的目的，反方向同样道理。
[0009]限位起始位置的设定，在不通油的情况下即靠机械传动，到达位置时阀芯与阀座同时撞击内壁，阀座相对于阀套向内侧产生位移，这样就改变了下次撞击时螺母运动的位置，也就是方向盘转向的角度，即限位起始位置被设定。
[0010]本发明的有益效果是:该转向器与现有技术相比，具备以下优点:
设置安全阀，限制系统最高压力，降低液压油循环的温度，从而保护油泵；扭矩更大，缸径更大、压力更高，零件有更好的强度，整机有更好的机械性能，更高的安全系数；采用三唇油封，密封性高，对外侧防止粉尘、泥浆浸入内部，对内防止液压油向外渗漏，高可靠性；根本上杜绝了丝堵渗漏油的隐患。减少了加工工序，节约了丝堵，提高了效率，降低成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明的结构示意图。
[0012]图2为图1的左视图。
[0013]图3为本发明图1中卸荷阀放大图。
[0014]图4为本发明图1中安全阀结构图。
[0015]图5为安全阀与转向器装配图。
[0016]图6为本发明端盖与输入轴的密封示意图。
[0017]图7为本发明壳体上油路的密封示意图。
[0018]图中，1、壳体、2、螺母总成、3、卸荷阀、4、安全阀体总成、5、端盖、6、输入轴与螺杆总成、7、摇臂轴总成、8、侧盖、9、铸造型腔、10、长孔、11、阀芯一、12、阀座一、13、阀套、14、弹簧一、15、推管、16、高压油腔、17、安装孔、18、钢球、19、垫片、20、0形密封圈、21、阀芯二、22、阀座二、23、弹簧座二、24、弹簧二、25、堵盖、26、低压油腔、27、齿状阀套螺杆、28、输入轴、29、防尘盖30、三唇油封。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明进行详细说明。
[0020]图1 一图7示出了一种具有安全阀的超大缸径液压动力转向器，包括:壳体1、螺母总成2、卸荷阀3、安全阀体总成4、端盖5、输入轴与螺杆总成6、摇臂轴总成7、侧盖8、铸造型腔9、长孔10、防尘盖29 ;所述的卸荷阀包括阀芯一 11、阀座一 12、阀套13、弹簧一 14及推管15 ;所述的安全阀体总成3包括高压油腔16、安装孔17、钢球18、垫片19、O形密封圈20、阀芯二 21、阀座二 22、弹簧座二 23、弹簧二 24、堵盖25、低压油腔26;壳体I内腔被螺母总成2分隔成上腔与下腔，在所述的上腔一侧的壳体I 一端设有安全阀体总成4，在靠近上腔一侧与安全阀体总成4相接触的位置设有端盖5，端盖5内腔设置有齿状阀套螺杆27，输入轴28设置在齿状阀套螺杆17内部，齿状阀套螺杆27与螺母总成2形成钢球齿合配合连接，螺母通过齿轮齿条副与摇臂轴总成7活动连接，卸荷阀3安装在转向螺母2通孔的两端，与上下腔相通，阀座一 12与阀套13紧配合旋入螺纹孔，阀芯一 11受压缩弹簧弹力顶紧阀座一 12，弹簧一 14由推管15稳固；阀座二 22外螺纹与安装孔17相配合，堵盖25与阀座二 22紧配合，靠压力压入阀座二 22 —端，并设有有油孔，此油孔与高压油腔16回路相通，钢球18设置进油孔上，靠上面压缩弹簧二 24的弹力作用到钢球上把进油孔堵死，钢球贯穿阀体的安装孔17与低压油腔回26路相通，弹簧座二 23旋入阀座二 22螺纹孔，压迫压缩弹簧二 24产生弹性变形，产生的压力作用到垫片19及钢球18上，泄漏处用O形密封圈20密封，在壳体I上端设有铸造型腔9与长孔10相通的油路，
所述的端盖5与输入轴28的密封，采用三唇油封，在端盖5外部加有防尘盖，端盖5与输入轴28之间设有V型油封，同时在V型油封后端还设有一个外唇，与输入轴28紧配合。材质为氢化丁腈橡胶，对外侧防止粉尘、泥浆浸入内部，对内防止液压油向外渗漏，用孔用挡圈及垫片压紧，外部加防尘盖，从而增加使用的可靠性。
[0021]所述的壳体I上油路密封采用非丝堵密封，密封方式是在壳体铸造时把此型腔9铸造出来，再加工长孔10与之相通。这样就从根本上杜绝了丝堵渗漏油的隐患。减少了加工工序，节约了丝堵，提高了效率，降低成本。
[0022]安全阀4旋入转向器阀体安装孔17，堵盖25的锥面与底孔的倒角棱边线接触，靠旋入压力使此处接触无间隙，达到密封液压油的效果，通过调整弹簧座24与阀座22螺纹的旋合长度，来改变压缩弹簧的变形量，控制钢球18的预紧压力，靠钢球与油孔的接触压力密封液压油，通过试验把此预紧压力设定为小于油泵的允许最高压力。
[0023]当流量变化时，顶起钢球18的位置随之改变，但改变量极小，弹簧的变化力也很小，因此，可以认为当钢球18顶起时，从高压油腔16进入的液压油压力是恒定的。
[0024]工作时高压油腔16的压力小于设定的压力时，钢球18不会顶开，进高低压油腔不会相通；当进油回路即高压油腔16的压力大于设定的压力，即弹簧的预紧压力时，钢球18被顶开，高、低压油回路会相通；从而系统压力降低，如此循环，起到保护油泵的作用。
[0025]液压油由进油孔进入，通过分配阀使液压油进入壳体I的上下腔，螺母2相当于活塞在壳体大腔内上下运动，推动摇臂轴7转动，实现摇臂摆动；液压控制阀采用转阀式结构，转向油泵随发动机而工作，把油从油罐吸出向动力转向器控制阀供油。无转向动作时，控制阀处于常开中间位，油通过控制阀直接回到转向油罐。
[0026]工作时上下腔通油，方向盘转动使液压转阀开启，上下腔产生压力差推动螺母2运动。假如由上腔高压油推动螺母向下腔低压油运动，上腔一侧的阀芯受高压油的作用产生克服弹簧弹力的力使其轴向位移，从而与阀座分离，高压油进入卸荷阀3内腔。当螺母2运动到下腔底部时，下腔的阀芯撞击壳体内壁，产生克服弹簧弹力的作用力使阀芯产生轴向位移，从而与阀座分离，高低压油腔相通，高压油腔压力卸荷，两腔压力相同，螺母运动停止，达到限位及卸荷的目的。反方向同样道理。
[0027]限位起始位置的设定，在不通油的情况下即靠机械传动，到达位置时阀芯与阀座同时撞击内壁，阀座相对于阀套向内侧产生位移，这样就改变了下次撞击时螺母运动的位置，也就是方向盘转向的角度，即限位起始位置被设定。
[0028]本发明的传动方式是把由转向管柱与转向器输入端相连的竖直圆周运动，经转向器后输出水平圆周运动，与之相连的垂臂前后摆动。达到降低速度，增大传动扭矩的目的。转向器内部由两级传动副来实现，第一级是螺杆、螺母传动副，第二级是齿条齿扇传动副。
【权利要求】
1.一种具有安全阀的超大缸径液压动力转向器，其特征在于包括:壳体、螺母总成、卸荷阀、安全阀体总成、端盖、输入轴与螺杆总成、摇臂轴总成、侧盖、铸造型腔、长孔、防尘盖；所述的卸荷阀包括阀芯一、阀座一、阀套、弹簧一及推管；所述的安全阀总成包括高压油腔、安装孔、钢球、垫片、0形密封圈、阀芯二、阀座二、弹簧座二、弹簧二、堵盖、低压油腔；所述的输入轴与螺杆总成包括齿状阀套螺杆、输入轴；壳体内腔被螺母总成分隔成上腔与下腔，在所述的上腔一侧的壳体一端设有安全阀总成，在靠近上腔一侧与安全阀总成相接触的位置设有端盖，端盖内腔设置有齿状阀套螺杆，输入轴设置在齿状阀套螺杆内部，齿状阀套螺杆与螺母总成形成钢球齿合配合连接，螺母通过齿轮齿条副与摇臂轴总成活动连接，卸荷阀安装在转向螺母通孔的两端，与上下腔相通，阀座一与阀套紧配合旋入螺纹孔，阀芯一受压缩弹簧弹力顶紧阀座一，弹簧由推管稳固；阀座二外螺纹与安装孔相配合，堵盖与阀座二紧配合，靠压力压入阀座二一端，并设有有油孔，此油孔与高压油腔回路相通，钢球设置进油孔上，靠上面压缩弹簧二的弹力作用到钢球上把进油孔堵死，钢球贯穿阀体的安装孔与低压油腔回路相通，弹簧座二旋入阀座二螺纹孔，压迫压缩弹簧二产生弹性变形，产生的压力作用到垫片及钢球上，泄漏处用O形密封圈密封，在壳体上端设有铸造型腔与长孔相通的油路。
2.根据权利要求1所述的一种具有安全阀的超大缸径液压动力转向器，其特征在于所述的端盖与输入轴的密封，采用三唇油封，在端盖外部加有防尘盖，端盖与输入轴之间设有V型油封，同时在V型油封后端还设有一个外唇，与输入轴紧配合。
3.根据权利要求1所述的一种具有安全阀的超大缸径液压动力转向器，其特征在于所述的壳体上油路密封采用非丝堵密封，密封方式是在壳体铸造时把此型腔铸造出来，再加工长孔与之相通。
4.根据权利要求1所述的一种具有安全阀的超大缸径液压动力转向器，其特征在于所述的具有安全阀的超大缸径液压动力转向器，缸径大于130mm，具有限位及卸荷功能，汽车转向时，与中小缸径靠车轮限位不同，它的动能及冲击力非常大。
5.根据权利要求1所述的一种具有安全阀的超大缸径液压动力转向器，其特征在于安全阀旋入转向器阀体安装孔，堵盖的锥面与底孔的倒角棱边线接触，靠旋入压力使此处接触无间隙，达到密封液压油的效果，通过调整弹簧座与阀座螺纹的旋合长度，来改变压缩弹簧的变形量，控制钢球的预紧压力，靠钢球与油孔的接触压力密封液压油，把此预紧压力设定为小于油泵的允许最高压力；当流量变化时，顶起钢球的位置随之改变，但改变量极小，弹簧的变化力也很小，因此，可以认为当钢球顶起时，从高压油腔进入的液压油压力是恒定的；工作时高压油腔的压力小于设定的压力时，钢球不会顶开，进高低压油腔不会相通；当进油回路即高压油腔的压力大于设定的压力，即弹簧的预紧压力时，钢球被顶开，高、低压油回路会相通；从而系统压力降低，如此循环，起到保护油泵的作用。
6.根据权利要求1所述的一种具有安全阀的超大缸径液压动力转向器，其特征在于工作时上下腔通油，方向盘转动使液压转阀开启，上下腔产生压力差推动螺母运动；若由上腔高压油推动螺母向下腔低压油运动，上腔一侧的阀芯受高压油的作用产生克服弹簧弹力的力使其轴向位移，从而与阀座分离，高压油进入卸荷阀内腔；当螺母运动到下腔底部时，下腔的阀芯撞击壳体内壁，产生克服弹簧弹力的作用力使阀芯产生轴向位移，从而与阀座分离，高低压油腔相通，高压油腔压力卸荷，两腔压力相同，螺母运动停止，达到限位及卸荷的
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【文档编号】B62D5/06GK104443015SQ201410661537
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月19日 优先权日:2014年11月19日
【发明者】梁峰, 王玉生, 王立全, 邱东华, 陈俊峰 申请人:大连瑞谷科技有限公司