小噸位起重機轉向器異響原因及改進方案

故障現象

某型號小噸位起重機底盤常見故障之一是轉向器產生異響。據統計，該異響主要表現為以下4種情況：一是向左側轉向至某個角度范圍時異響，二是向右側轉向至某個角度范圍時異響，三是兩側轉向至某個角度范圍時異響，四是提高發動機轉速至一定范圍時異響。轉向器異響嚴重影響駕駛員駕駛的安全性和舒適性。

轉向器結構

該小噸位起重機采用整體式轉向器，其內部為循環球式結構，主要由轉向螺桿、閥芯、扭桿、轉向螺母、轉向器殼體等組成，如圖1所示。循環球式結構轉向器的主要作用是助力、降低輸出轉速、改變傳動方向、減弱輪胎傳遞到轉向盤的沖擊力。

原因分析

根據故障現象和轉向器結構，分析異響產生的主要原因是：在起重機轉向過程中，當轉向液壓油在轉向器油道中的紊流到達一定強度，或當轉向器受到外力沖擊時，轉向器中的轉閥與扭桿等相關零件之間發生共振，從而產生異響。

改進方案

根據轉向器發生共振的原因分析，我們決定對產生共振影響最大的轉閥閥芯進行改進，以消除共振或減小振幅、達到消除異響的目的。為此，我們提出以下3種改進方案。

(1)減小轉閥閥芯直徑

在轉閥基本結構保持不變的情況下，適當減小轉閥閥芯直徑，即將原30mm直徑改為28mm。減小轉閥閥芯直徑后，加深油槽深度。

副油口磨削角度由原來的12°改為20°，副油口長度由原來的16mm改為8mm。通過改進上述結構，改變了油液在閥體內部的流動方向和流動速度。轉閥結構如圖2所示。

(2)增大轉閥閥芯直徑

在轉閥基本結構保持不變的情況下，適當增大轉閥閥芯直徑，即將原30mm直徑改為35mm，并增設浮動套，將整體式轉向閥改為浮動式轉向閥，如圖3所示。

(3)增加O形圈阻尼值

改進現有轉閥閥芯阻尼圈，即將原O形圈加密封環結構改進為單一O形圈結構(如圖2所示)，并增大O形圈的阻尼值。

改進效果

根據以上3種改進方案分別生產轉向器，并在有異響的小噸位起重機上進行試驗，結果如下：按照減小轉閥閥芯直徑方案，以及按增大轉閥閥芯直徑并增設浮動套方案生產的轉向器，安裝在有異響的小噸位起重機上進行試驗，轉向器異響均明顯減小，但仍有輕微異響。按照改進O形圈阻尼值方案生產的轉向器，安裝在有異響的小噸位起重機上進行試驗，轉向器異響完全消除。

按照改進O形圈阻尼值方案再生產5個轉向器，分別安裝在5臺有異響的小噸位起重機上繼續進行試驗，轉向器異響均得到消除。此后小噸位起重機上正式改用該方案生產的轉向器，再未出現轉向器異響。以前有異響的小噸位起重機更換改進的轉向器后，也再未出現轉向器異響。