一种工程机械转向管柱的制作方法

本技术涉及车辆转向，尤其涉及一种工程机械转向管柱。

背景技术：

1、工程机械的作业环境恶劣，常伴随剧烈、持续的非规则振动，其振动激励主要来源于发动机的周期性工作、作业装置（如挖掘机铲斗、装载机铲刃）与地面的猛烈冲击等。转向管柱作为连接方向盘与转向器的关键传动部件，其动态性能直接影响操控精度与驾驶安全。

2、公开号cn215971727u的中国专利公开了一种车辆的转向管柱，其通过设置限位轴、弧形槽、滑动柱以及气缸驱动的杠杆压紧机构，实现了方向盘位置的便捷调节及碰撞时的缓冲溃缩。然而，该方案及其它现有转向管柱技术主要着眼于人机工程学调节和被动碰撞安全，并未针对工程机械高强度、高振动的特殊工况进行设计。

3、研究发现，现有转向管柱在工程机械上应用时，面临以下亟待解决的突出问题：由于未对系统固有频率进行针对性设计，管柱结构易与发动机或作业装置的激励频率发生共振。共振会导致方向盘剧烈抖动，严重影响驾驶员的操控体验与作业精度；长期共振还会加速转向管柱各连接部件及轴承的疲劳磨损，导致异响、松动甚至早期失效，大幅缩短使用寿命，增加维护成本。

4、因此，亟需设计一种适配工程机械工况，能够有效抑制固有频率共振、提升转向稳定性和使用寿命的工程机械转向管柱，以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本实用新型目的是解决上述技术问题，提供一种工程机械转向管柱，以解决现有转向管柱在工程机械上应用时，易受固有频率影响产生共振，导致转向稳定性差、部件磨损快的问题。

2、为了实现上述技术目的，达到上述的技术要求，本实用新型所采用的技术方案是：一种工程机械转向管柱，包括支撑组件、滑动设置于所述支撑组件上的管柱本体及驱动锁定机构，所述支撑组件包括相对设置的两个侧板，所述侧板外侧设置有滑板，两个侧板的底部之间固定连接有一斜向设置的托起支架，显著增强支架底部抵御纵向与横向冲击载荷的抗变形能力；两个所述侧板的前侧之间固定连接有连接板，两个所述侧板的上部内侧之间固定连接有支架，使支架顶部形成封闭的框架结构，用于极大提升该结构的扭转刚度与整体稳定性；所述管柱本体包括上管柱和轴，所述上管柱和轴之间通过转动组件连接；所述上管柱的外侧壁上设置有导片，所述导片沿横向设置于两个侧板之间，所述导片的两端分别具有向侧板方向弯折的、非对称的弹性部，用于改变转向管柱系统的固有频率并吸收振动能量。

3、优选的：所述转动组件包括套设于所述轴上的上轴承和下轴承，以及用于对所述上轴承和下轴承进行轴向限位的上卡簧和下卡簧，通过双轴承支撑优化力传递路径，抑制径向窜动。

4、优选的：所述上卡簧、下卡簧分别卡设于所述轴的外周，且所述上卡簧位于所述上轴承的上方，所述下卡簧位于所述下轴承的下方。

5、优选的：所述托起支架与水平面呈20°-60°角，优选为40°。

6、优选的：所述导片一端的弹性部向左上方弯折，另一端的弹性部向右下方弯折，所述导片上分布有若干安装孔。

7、优选的：所述驱动锁定机构为包括气缸和连接块的机械式锁定机构，或包括电机和丝杠的电动式锁定机构。

8、优选的：还包括拉簧组件，所述拉簧组件包括连接所述侧板和所述滑板的第一拉簧组件、连接所述管柱本体和支撑组件的第二拉簧组件，所述第一拉簧组件和第二拉簧组件提供预紧力并共同衰减多向振动。

9、与传统结构相比，本实用新型的有益效果：

10、1、卓越的抗共振性能：通过托起支架、顶部连接板及非对称导片、双轴承的作用，增强支撑刚度，优化转向管柱的力学特性，改变固有频率，有效避免与工程机械作业时的振动频率叠加，抑制共振产生，减少方向盘抖动，提升转向精度与驾驶安全性；

11、2、显著提升的可靠性与寿命：共振的有效抑制大幅降低了交变应力对各部件的损害；高刚度的框架结构和双轴承支撑保证了力流的平稳传递，转向稳定性好，同时减少了磨损和松动；整体结构更加坚固耐用，特别适配工程机械恶劣的作业环境，使用寿命得以显著延长；

12、3、本实用新型在实现卓越抗共振性能的同时，可兼容机械式或电动式等多种驱动锁定机构，并集成调节与缓冲功能，实用性强。

1.一种工程机械转向管柱，包括支撑组件、滑动设置于所述支撑组件上的管柱本体及驱动锁定机构，所述支撑组件包括相对设置的两个侧板（7），所述侧板（7）外侧设置有滑板（9），其特征在于：两个侧板（7）的底部之间固定连接有一斜向设置的托起支架（10），用于提高支撑组件底部的支撑刚度；两个所述侧板（7）的前侧之间固定连接有连接板（17），两个所述侧板（7）的上部内侧之间固定连接有支架（6），用于提高支撑组件的扭转刚度与整体稳定性；所述管柱本体包括上管柱（2）和轴（1），所述上管柱（2）和轴（1）之间通过转动组件连接；所述上管柱（2）的外侧壁上设置有导片（4），所述导片（4）沿横向设置于两个侧板（7）之间，所述导片（4）的两端分别具有向侧板（7）方向弯折的、非对称的弹性部，用于改变转向管柱系统的固有频率并吸收振动能量。

2.根据权利要求1所述的工程机械转向管柱，其特征在于：所述转动组件包括套设于所述轴（1）上的上轴承（12）和下轴承（13），以及用于对所述上轴承（12）和下轴承（13）进行轴向限位的上卡簧（11）和下卡簧（14），通过双轴承支撑优化力传递路径，抑制径向窜动。

3.根据权利要求2所述的工程机械转向管柱，其特征在于：所述上卡簧（11）、下卡簧（14）分别卡设于所述轴（1）的外周，且所述上卡簧（11）位于所述上轴承（12）的上方，所述下卡簧（14）位于所述下轴承（13）的下方。

4.根据权利要求1所述的工程机械转向管柱，其特征在于：所述托起支架（10）与水平面呈20°-60°夹角。

5.根据权利要求1所述的工程机械转向管柱，其特征在于：所述导片（4）一端的弹性部向左上方弯折，另一端的弹性部向右下方弯折，所述导片（4）上分布有若干安装孔。

6.根据权利要求1所述的工程机械转向管柱，其特征在于：所述驱动锁定机构为包括气缸（5）和连接块（16）的机械式锁定机构，或包括电机和丝杠的电动式锁定机构。

7.根据权利要求1所述的工程机械转向管柱，其特征在于：还包括拉簧组件，所述拉簧组件包括连接所述侧板（7）和所述滑板（9）的第一拉簧组件（3）、连接所述管柱本体和支撑组件的第二拉簧组件（8），所述第一拉簧组件（3）和第二拉簧组件（8）提供预紧力并共同衰减多向振动。