Otočný valec pre ťažký pomocný posilňovač riadenia

V nákladných vozidlách je potrebné presné riadenie, najmä ak musia spolupracovať viaceré nápravy. Priestor okolo nápravy je však často obmedzený, zatiaľ čo zaťaženie pri riadení môže byť vysoké. Pastorkový otočný hydraulický valec ponúka kompaktný spôsob premeny hydraulickej sily na krútiaci moment riadenia.

Pre výrobcov vozidiel a dodávateľov nápravových systémov výber tohto ovládača nie je len otázkou jeho rozmerov. Musia sa zhodovať výstupný krútiaci moment, rozsah natočenia, pevnosť uloženia a koncepcia riadenia s vozidlom.

Tento článok vysvetľuje, ako tento mechanizmus funguje a čo by mali B2B kupujúci overiť pred objednávkou zákazkového hydraulického valca.

Ako funguje pastorkový otočný valec?

Pastorkový otočný valec premieňa priamy pohyb piestu na obmedzený rotačný pohyb. Tlakový olej vstupuje do jednej pracovnej komory, kým olej z druhej komory odteká. Tento pohyb posúva piest a hrebeň, ktorý otáča záberovým pastorkom a výstupným hriadeľom. Obratením toku oleja sa obráti aj rotácia. 

V systéme pomocného riadenia je výstupný hriadeľ spojený s ramienkom riadenia alebo ťahadlami. Tieto ťahadlá potom otáčajú čapmi riadenia okolo ich čapov, čím sa mení smer kolies.

Pohyb prebieha podľa jednoduchého poradia:

Tok oleja zmení smer → hrebeň sa pohne → pastork sa otočí → ťahadlá riadenia sa pohú → kolesá sa otočia.

Na rozdiel od hydromotora určeného na nepretržitú rotáciu pracuje otočný valec v definovanom uhlovem rozsahu. Jeho zdvih preto musí zodpovedať geometrii riadenia.

Prečo používať otočný valec pre pomocné riadenie?

Horizontálne usporiadanie pastorkového hrebene sa môže hodiť do obmedzeného priestoru blízko nákladnej nápravy. V závislosti od konštrukcie vozidla sa môže zvážiť použitie na viacnápravových prívesoch, špeciálnych inžinierskych vozidlách a pomocných riadených nápravách na podvozkoch nákladných vozidiel so žeriavom.

Medzi jeho hlavné výhody patrí:

• Kompaktná inštalácia: Teleso a výstupné pripojenie môžu byť navrhnuté s ohľadom na dostupný priestor nápravy.
• Vysoký výstupný krútiaci moment: Hydraulický tlak a geometria pastorkového hrebene poskytujú silu potrebnú pre danú aplikáciu.
• Pevný prevod: Dobre navrhnutý prevod pomáha prenášať príkazy riadenia s obmedzeným elastickým pohybom.
• Kontrolovaný zdvih: Definovaný rozsah natočenia podporuje jasné limity riadenia.
• Zákazkové rozhrania: Uloženie, hriadele a olejové porty sa môžu prispôsobiť usporiadaniu vozidla.

Presné riadenie však závisí od celého systému. Zadný pruh prevodu, vôle v ťahadlách, stav oleja a odozva riadenia ovplyvňujú polohu kolies. Nízka vôľa je cieľom návrhu; nulová vôľa sa nemusí predpokladať.

Pomocné riadenie a otáčanie žeriavu majú rôzne zaťaženia

Otočný valec môže poháňať rôzne mechanizmy, ale ich cesty zaťaženia nie sú rovnaké.

V usporiadaní otáčania žeriavu ovládač otáča hornou konštrukciou. Otočné ložisko a nosná konštrukcia prenášajú súvisiace axiálne, radiálne a prevrátené zaťaženia.

V pomocnom riadení ovládač dodáva krútiaci moment na zmenu smeru kolies. Hmotnosť vozidla a sily z vozovky prechádzajú predovšetkým cez pneumatiky, ložiská kolies, čapy riadenia a konštrukciu nápravy.

Napriek tomu môžu nárazy z vozovky a odpor pri riadení prenášať spätnú väzbu cez ťahadlá. Valec, hriadeľ, uloženie a hydraulický obvod musia byť preto navrhnuté pre očakávané zaťaženia. Ovládač by sa nemal považovať za izolovaný od nárazov z vozovky.

Kľúčové časti systému riadenia s otočným valcom

Valec je jednou časťou kompletného systému riadenia. Jeho výkon závisí od toho, ako spolu nasledujúce komponenty spolupracujú.

Hydraulické ventily

Rozvádzače a ventily na riadenie toku riadia pohyb. Tam, kde je to potrebné, ventily na udržanie zaťaženia pomáhajú odolávať nežiaducemu pohybu. Pri výbere ventilov je potrebné zohľadniť kontrolované uvoľnenie, tlakové rázy a zamýšľané prevádzkové režimy vozidla.

Samotná hydraulická poistka nezaručuje, že kolesá zostanú dokonale fixované. Vnútorný únik oleja, stlačiteľnosť oleja a mechanické vôle môžu stále ovplyvňovať polohu.

Snímače uhlu

Voliteľný snímač uhlu poskytuje spätnú väzbu riadiacej jednotke vozidla. Pre koordinované viacnápravové riadenie používa riadiaci systém túto spätnú väzbu spolu s požadovaným príkazom riadenia.

Zodpovedajúce správanie nápravy nemusí vždy znamenať použitie rovnakých uhlov. Každá náprava môže potrebovať iný cieľový uhol v závislosti od svojej polohy a geometrie vozidla.

Ramienka riadenia a ťahadlá

Tieto časti prenášajú krútiaci moment na čapy riadenia. Ich rozmery určujú vzťah medzi rotáciou ovládača a uhlom natočenia kolies.

Vnútorné a vonkajšie kolesá vo všeobecnosti vyžadujú počas zákruty rôzne uhly. Výsledkom je, že ťahadlá musia sledovať zamýšľanú geometriu riadenia.

Limity zdvihu

Mechanické dorazy a riadiace limity pomáhajú predchádzať nadmernému pohybu. Musia byť koordinované s vôľou pneumatík, vedením hadíc a zdvihom nápravy. Nepredpokladajte, že každý otočný valec obsahuje vstavané dorazy vhodné na absorbovanie plného zaťaženia pri riadení.

Čo špecifikovať pre OEM hydraulický valec

Jasná technická špecifikácia pomáha projektu OEM hydraulického valca prejsť od konceptu k realizovateľnému návrhu.

Pred požiadaním o cenovú ponuku pripravte nasledujúce informácie:

Jasne uveďte, či ponúkaný uhol znamená celkový zdvih alebo pohyb na každú stranu od stredu. „90° natočenie“ by inak mohlo viesť k nákladnému nedorozumeniu.

Tiež udržujte rotáciu ovládača oddelene od uhlu natočenia kolies. Ťahadlá určujú, ako sa jedno prevádza na druhé.

Návrhové limity, ktoré by mali kupujúci prediskutovať

Otočný valec má obmedzený rotačný zdvih, ale pre každý návrh neexistuje jediný uhlový limit. Potvrďte rozsah pre vybraný model a inštaláciu.

Náraz z vozovky si tiež vyžaduje náležitú pozornosť. Namiesto predpokladu, že náraz sa dá vyhnúť, definujte očakávané tlakové špičky, obratené zaťaženia a prevádzkové podmienky. Potom preskúmajte vhodnú hydraulickú ochranu, pevnosť prevodu a podporu uloženia.

Pri viacnápravovom riadení nemôže valec sám o sebe poskytnúť koordinovaný pohyb. Systém tiež potrebuje vhodné hydraulické napájanie, snímače, ventily a riadiacu logiku.

Nakoniec stabilita pri jazde v priamke závisí od kompletnej stratégie riadenia vozidla. Akákoľvek funkcia centrovania, blokovania alebo riadenia závislého od rýchlosti sa musí posudzovať na úrovni systému.

Podpora zákazkových otočných valcov od Shellppon

Spoločnosť Wuxi Shibang Machinery so sídlom v meste Wuxi sa zameriava na výskum, návrh, presnú výrobu a zákazkové úpravy hydraulických valcov.

Otočný hydraulický valec Shellppon Swing Gear Hydraulic Cylinder využíva pastorkový prevod na premenu vratného lineárneho pohybu na otáčanie hriadeľa vpred a vzad. Jeho širší sortiment valcov tiež zahŕňa OEM a zákazkové možnosti pre uloženie, tlak, materiály a tesniace systémy.