一种工件周转车及其转向总成和转向盘装置的制作方法

本实用新型涉及一种工件周转车及其转向总成和转向盘装置。

背景技术：

工件周转车在工厂厂区内部被广泛使用，是厂区内部必不可少的一种转运装备。由于重工业厂区内部周转的工件往往比较大型或者较为笨重，因此周转车在满足日常周转需求的基础上，必须兼具有大角度转向功能以应对复杂多变的道路环境。

授权公告号为cn207450066u的中国实用新型专利公开了一种带护栏周转车，包括牵引杆、车架、前轮转向盘、前轮轴和后轮轴、车轮，其中牵引杆、前轮转向盘、前轮轴和车轮构成转向总成，转向总成通过前轮转向盘与车架转动连接。具体的，前轮转向盘包括上转动盘、下转动盘以及贯穿上、下转动盘的转动轴，转动轴与上、下转动盘的接触部位分别设有轴承，上、下转动盘相对的端面上分别设有钢珠槽，钢珠槽内排列有滚动钢珠，上下转动盘通过钢珠实现相对转动。

上述转向总成是利用钢珠来承重，并实现上、下转动盘之间的相对转动，制造时需要在上、下转动盘上分别加工出截面呈圆弧形的环形凹槽，并且在上、下转动盘装配完成后，需要保证两个环形凹槽刚好对合成一个完整的圆，以供钢珠在凹槽内正常滚动，所以就要求两个转动盘都必须有很高的加工精度和装配精度，导致制造和装配难度比较大。此外，在上、下转动盘相对转动的过程中，钢珠在凹槽内的位置是不可控的，有可能会出现钢珠集中在凹槽某一处的情况，此时就会造成转动盘受力不均以及转动不平稳的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可以降低制造和装配难度、提高转动盘受力均匀性以及转动平稳性的转向盘装置；本实用新型的目的还在于提供一种可以降低制造和装配难度、提高转动盘受力均匀性以及转动平稳性的转向总成；本实用新型的目的还在于提供一种可以降低制造和装配难度、提高转动盘受力均匀性以及转动平稳性的工件周转车。

为实现上述目的，本实用新型中的转向盘装置采用如下技术方案：

一种转向盘装置，包括：

上转动盘，用于与工件周转车的车架固定连接；

下转动盘，用于与前轮轴固定连接；

转轴，上下贯穿上转动盘和下转动盘，上转动盘和下转动盘能够以转轴为中心发生相对转动；

上转动盘和下转动盘中的其中一个上固定有轴承座，轴承座上安装有与上转动盘和下转动盘中的另一个滚动接触的转动轴承，轴承座和转动轴承位于上转动盘和下转动盘之间，转动轴承的旋转轴线与转轴的轴线垂直且相交。

上述转向盘装置的技术方案的有益效果在于：采用转动轴承来替代现有技术中的钢珠，转动轴承安装在其中一个转动盘上，这样对于制造来说，只需制造轴承座即可，转动轴承可以选用标准件，相比现有技术中特殊形状的环形凹槽来说，可以降低加工制造难度。而在装配时只需保证转动轴承的旋转轴线与转轴的轴线垂直且相交，使转动轴承在自转的同时又能够绕着转轴公转，保证上转动盘和下转动盘之间的相对转动能够实现，而转动轴承与另一个转动盘之间的关系只需要滚动接触即可，也就是说，对于另一个转动盘没有加工和装配上的严苛要求，因此可以降低制造和装配难度。而轴承座是固定在转动盘上的，也即转动轴承的位置固定的，相比现有技术中位置不可控的钢珠来说，本实用新型可以提高转动盘的受力均匀性以及转动平稳性。

进一步的，为了方便轴承座的制造，所述轴承座包括两个间隔设置的支板、以及穿过两个支板的固定轴，转动轴承位于两个支板之间且其内圈固定在固定轴上。

进一步的，为了方便固定轴的加工和安装固定，固定轴的一端为大头端、另一端为小头端，固定轴的大头端与其中一个支板的端面挡止配合、小头端穿过两个支板，小头端穿出支板的穿出部分的外周面上设置有卡槽，支板上固定有卡入卡槽中的卡板，以限制固定轴的轴向移动和周向转动。

进一步的，为了方便固定轴的加工以及转动轴承的安装，固定轴呈阶梯轴状，固定轴包括外径依次减小的第一轴段、第二轴段和第三轴段，所述大头端由第一轴段构成，小头端由第三轴段构成，第二轴段和第三轴段分别穿过两个支板，转动轴承安装在第三轴段上，第二轴段与转动轴承的内圈挡止配合。

进一步的，为了方便卡板的拆装，所述卡板通过螺钉固定在支板上。

进一步的，为了方便将轴承座固定在转动盘上，轴承座还包括与上转动盘或下转动盘固定连接的底板，两个支板均固定在底板上。

进一步的，为了保证支撑稳定性，所述轴承座有至少一组，一组包含两个轴承座，一组轴承座上所安装的两个转动轴承的旋转轴线为同一直线。

进一步的，为了使支撑更加稳定，所述轴承座有两组，两组轴承座上转动轴承的旋转轴线的夹角为40度，所述夹角的角平分线在工件周转车未转向时沿前后方向延伸。

为实现上述目的，本实用新型中的转向总成采用如下技术方案：

一种转向总成，包括车轮轴和安装在车轮轴上的车轮，转向总成还包括与车轮轴固定连接的转向盘装置，转向盘装置包括：

上转动盘，用于与工件周转车的车架固定连接；

下转动盘，用于与前轮轴固定连接；

转轴，上下贯穿上转动盘和下转动盘，上转动盘和下转动盘能够以转轴为中心发生相对转动；

上转动盘和下转动盘中的其中一个上固定有轴承座，轴承座上安装有与上转动盘和下转动盘中的另一个滚动接触的转动轴承，轴承座和转动轴承位于上转动盘和下转动盘之间，转动轴承的旋转轴线与转轴的轴线垂直且相交。

上述转向总成的技术方案的有益效果在于：采用转动轴承来替代现有技术中的钢珠，转动轴承安装在其中一个转动盘上，这样对于制造来说，只需制造轴承座即可，转动轴承可以选用标准件，相比现有技术中特殊形状的环形凹槽来说，可以降低加工制造难度。而在装配时只需保证转动轴承的旋转轴线与转轴的轴线垂直且相交，使转动轴承在自转的同时又能够绕着转轴公转，保证上转动盘和下转动盘之间的相对转动能够实现，而转动轴承与另一个转动盘之间的关系只需要滚动接触即可，也就是说，对于另一个转动盘没有加工和装配上的严苛要求，因此可以降低制造和装配难度。而轴承座是固定在转动盘上的，也即转动轴承的位置固定的，相比现有技术中位置不可控的钢珠来说，本实用新型可以提高转动盘的受力均匀性以及转动平稳性。

进一步的，为了方便轴承座的制造，所述轴承座包括两个间隔设置的支板、以及穿过两个支板的固定轴，转动轴承位于两个支板之间且其内圈固定在固定轴上。

进一步的，为了方便固定轴的加工和安装固定，固定轴的一端为大头端、另一端为小头端，固定轴的大头端与其中一个支板的端面挡止配合、小头端穿过两个支板，小头端穿出支板的穿出部分的外周面上设置有卡槽，支板上固定有卡入卡槽中的卡板，以限制固定轴的轴向移动和周向转动。

进一步的，为了方便固定轴的加工以及转动轴承的安装，固定轴呈阶梯轴状，固定轴包括外径依次减小的第一轴段、第二轴段和第三轴段，所述大头端由第一轴段构成，小头端由第三轴段构成，第二轴段和第三轴段分别穿过两个支板，转动轴承安装在第三轴段上，第二轴段与转动轴承的内圈挡止配合。

进一步的，为了方便卡板的拆装，所述卡板通过螺钉固定在支板上。

进一步的，为了方便将轴承座固定在转动盘上，轴承座还包括与上转动盘或下转动盘固定连接的底板，两个支板均固定在底板上。

进一步的，为了保证支撑稳定性，所述轴承座有至少一组，一组包含两个轴承座，一组轴承座上所安装的两个转动轴承的旋转轴线为同一直线。

进一步的，为了使支撑更加稳定，所述轴承座有两组，两组轴承座上转动轴承的旋转轴线的夹角为40度，所述夹角的角平分线在工件周转车未转向时沿前后方向延伸。

为实现上述目的，本实用新型中的工件周转车采用如下技术方案：

一种工件周转车，包括转向总成和与转向总成相连的车架，转向总成包括车轮轴和安装在车轮轴上的车轮，转向总成还包括与车轮轴固定连接的转向盘装置，转向盘装置包括：

上转动盘，用于与工件周转车的车架固定连接；

下转动盘，用于与前轮轴固定连接；

转轴，上下贯穿上转动盘和下转动盘，上转动盘和下转动盘能够以转轴为中心发生相对转动；

上转动盘和下转动盘中的其中一个上固定有轴承座，轴承座上安装有与上转动盘和下转动盘中的另一个滚动接触的转动轴承，轴承座和转动轴承位于上转动盘和下转动盘之间，转动轴承的旋转轴线与转轴的轴线垂直且相交。

上述工件周转车的技术方案的有益效果在于：采用转动轴承来替代现有技术中的钢珠，转动轴承安装在其中一个转动盘上，这样对于制造来说，只需制造轴承座即可，转动轴承可以选用标准件，相比现有技术中特殊形状的环形凹槽来说，可以降低加工制造难度。而在装配时只需保证转动轴承的旋转轴线与转轴的轴线垂直且相交，使转动轴承在自转的同时又能够绕着转轴公转，保证上转动盘和下转动盘之间的相对转动能够实现，而转动轴承与另一个转动盘之间的关系只需要滚动接触即可，也就是说，对于另一个转动盘没有加工和装配上的严苛要求，因此可以降低制造和装配难度。而轴承座是固定在转动盘上的，也即转动轴承的位置固定的，相比现有技术中位置不可控的钢珠来说，本实用新型可以提高转动盘的受力均匀性以及转动平稳性。

进一步的，为了方便轴承座的制造，所述轴承座包括两个间隔设置的支板、以及穿过两个支板的固定轴，转动轴承位于两个支板之间且其内圈固定在固定轴上。

进一步的，为了方便固定轴的加工和安装固定，固定轴的一端为大头端、另一端为小头端，固定轴的大头端与其中一个支板的端面挡止配合、小头端穿过两个支板，小头端穿出支板的穿出部分的外周面上设置有卡槽，支板上固定有卡入卡槽中的卡板，以限制固定轴的轴向移动和周向转动。

进一步的，为了方便固定轴的加工以及转动轴承的安装，固定轴呈阶梯轴状，固定轴包括外径依次减小的第一轴段、第二轴段和第三轴段，所述大头端由第一轴段构成，小头端由第三轴段构成，第二轴段和第三轴段分别穿过两个支板，转动轴承安装在第三轴段上，第二轴段与转动轴承的内圈挡止配合。

进一步的，为了方便卡板的拆装，所述卡板通过螺钉固定在支板上。

进一步的，为了方便将轴承座固定在转动盘上，轴承座还包括与上转动盘或下转动盘固定连接的底板，两个支板均固定在底板上。

进一步的，为了保证支撑稳定性，所述轴承座有至少一组，一组包含两个轴承座，一组轴承座上所安装的两个转动轴承的旋转轴线为同一直线。

进一步的，为了使支撑更加稳定，所述轴承座有两组，两组轴承座上转动轴承的旋转轴线的夹角为40度，所述夹角的角平分线在工件周转车未转向时沿前后方向延伸。

附图说明

图1为本实用新型中工件周转车的主视图；

图2为图1中转向总成的主视图；

图3为图2的俯视图（未示出上转动盘和转动轴承）；

图4为图1和图2中转向盘装置的侧视图（未示出上转动盘）；

图5为图1和图2中转向盘装置的俯视图（未示出上转动盘和转动轴承）；

图6为图1中轴承座部位的放大图。

图中：100.转向总成；101.连接板；102.牵引架；103.下转动盘；104.上转动盘；105.转轴；106.顶板；107.前车轮；108.轴承座；1081.底板；1082.左支板；1083.右支板；1084.卡板；1085.螺钉；1086.固定轴；1087.螺纹孔；109.轮轴固定板；110.螺母；111.垫板；112.套筒；113.垫片；114.下圆锥滚子轴承；115.固定台；116.上圆锥滚子轴承；117.前轮轴；118.转动轴承；200.车架。

具体实施方式

本实用新型中工件周转车的一个实施例如图1所示，包括前方的转向总成100和后方的车架200，车架200包括后轮轴和安装在后轮轴上的后车轮，转向总成100包括前轮轴117和安装在前轮轴117上的前车轮107，前轮轴117固定在轮轴固定板109上，两侧轮轴固定板109的顶部固定有顶板106。

转向总成100还包括固定在顶板106上的转向盘装置，结合图2和图4所示，转向盘装置包括上转动盘104和下转动盘103，上转动盘104与车架200固定连接，下转动盘103固定在顶板106上，下转动盘103相当于通过顶板106、轮轴固定板109与前轮轴117固定连接。

转向盘装置还包括上下贯穿上转动盘104和下转动盘103的转轴105，上转动盘104和下转动盘103能够以转轴105为中心发生相对转动。如图4所示，下转动盘103的中心固定有固定台115，固定台115呈阶梯状，固定台115包括穿过下转动盘103的小径段以及与下转动盘103的上端面挡止配合的大径段，固定台115内设置有供转轴105穿过且用于安装圆锥滚子轴承的安装孔，安装孔的中部凸设有环台，环台上下各安装有一个圆锥滚子轴承，分别是上圆锥滚子轴承116和下圆锥滚子轴承114，圆锥滚子轴承属于推力轴承，可以同时承受轴向载荷和径向载荷，并且两个轴承属于背对背的对称安装方式，这种安装方式刚性更好，承载力矩更大。

如图4所示，转轴105呈阶梯轴状，其直径自下而上依次减小从而形成有多个台阶，转轴105最下部的台阶与下圆锥滚子轴承114的内圈之间设置有垫片113，下圆锥滚子轴承114的外圈固定在固定台115内。上转动盘104和上圆锥滚子轴承116之间设置有套设在转轴105外部的套筒112，套筒112具有设定的长度，能够使上转动盘104和上圆锥滚子轴承116之间保持设定的间距，从而使车架200以及车架200上工件的重量能够通过上转动盘104、套筒112作用在上圆锥滚子轴承116上，使轴承起到承重作用。

上圆锥滚子轴承116的外圈固定在固定台115内，内圈和套筒112之间设置有垫片113。转轴105最上端的小径段为螺纹段，上转动盘104的上方于转轴105的外部套设有垫板111，转轴105的螺纹段上连接有螺母110，从而将上转动盘104夹设固定在垫板111和套筒112之间。

转向盘装置还包括固定在下转动盘103上的轴承座108，轴承座108上安装有与上转动盘104滚动接触的转动轴承118，轴承座108和转动轴承118位于上转动盘104和下转动盘103之间。如图4所示，轴承座108包括固定在下转动盘103上的底板1081，底板1081上间隔设置有两个支板，分别是左支板1082和右支板1083，固定轴1086穿过两个支板，两个支板上均设置有穿孔。

固定轴1086呈阶梯轴状，包括自左至右外径依次减小的第一轴段、第二轴段和第三轴段，第一轴段形成大头端，第三轴段形成小头端，大头端与左支板1082的端面挡止配合，第二轴段和第三轴段分别穿过两个支板，第三轴段穿出右支板1083的穿出部分的外周面上设置有卡槽，如图5所示，右支板1083上设置有两个螺纹孔1087，结合图6所示，右支板1083上通过两个螺钉1085与螺纹孔1087的配合固定有一个卡板1084，卡板1084的下部卡入固定轴1086上的卡槽内，从而能够阻止固定轴1086的轴向移动和周向转动。

转动轴承118为深沟球轴承，转动轴承118位于左支板1082和右支板1083之间，其内圈固定在固定轴1086上，且内圈与固定轴1086的第二轴段挡止配合，转动轴承118的外圈与左支板1082和右支板1083之间均具有间隙，从而方便转动轴承118的转动，避免卡死。

转动轴承118的旋转轴线与转轴105的轴线垂直且相交，转动轴承118的外圈与上转动盘104的底面滚动接触，从而与上圆锥滚子轴承116和下圆锥滚子轴承114一起共同承重，并且在上转动盘104和下转动盘103做相对转动时，转动轴承118既可以绕转轴105公转，又可以绕自身旋转轴线自转，因此可以减小上转动盘104和下转动盘103之间的转动摩擦力。

如图3和图5所示，本实施例中的轴承座108共有两组，每一组均包含两个轴承座，并且每一组轴承座上所安装的两个转动轴承的旋转轴线为同一直线，两组轴承座上所安装的四个转动轴承位于同一圆周上，并且两组轴承座上转动轴承的旋转轴线的夹角为40度，该夹角的角平分线在工件周转车未转向时沿前后方向延伸。这样的布置一方面可以保证支撑的稳定，另一方面是考虑到当车架200上放置重物后，车架200对转向总成100的压力主要集中在转向总成100的后部，因此后部的两个转动轴承紧靠布置，夹角仅有40度，既保证有足够的安装空间，又可以起到共同支撑的作用，两个轴承均匀受力，不会出现单个轴承受力过大而提前出现损坏的问题，避免了轴承卡死。

此外，转向总成100还包括与轮轴固定板109固定连接的牵引架102以及设置在牵引架102前端的连接板101，连接板101上设置有销孔，利用连接销可以实现与其他车辆之间的连接。

本实用新型中的工件周转车在使用时，转向总成100可以相对于车架200做大角度旋转，同时中心的圆锥滚子轴承和周向上的深沟球轴承共同承重，共同分担车架以及车架上工件的重量，避免了只有一个承重时容易变形受损的问题，从而可以延长使用寿命。并且，采用深沟球轴承来作为转动轴承，深沟球轴承是标准件，方便配置，并且承载能力大。此外，轴承座的结构也比较简单，方便加工制造，也便于轴承的安装。

在工件周转车的其他实施例中，当轴承座有两组时，四个轴承座也可以圆周均布；当然在其他实施例中，轴承座也可以设置三组或者更多。

在工件周转车的其他实施例中，轴承座也可以只有一组，此时只有两个转动轴承，并且可以将两个转动轴承布置成在工件周转车未转向时旋转轴线沿前后方向延伸，当然也可以布置成与前轮轴的轴线平行；在其他实施例中，当只有两个转动轴承时，两个转动轴承的旋转轴线也可以不在同一直线上，而是稍有偏移。

在工件周转车的其他实施例中，轴承座也可以不包括底板，此时可以直接将两个支板焊接固定在下转动盘上。

在工件周转车的其他实施例中，卡板也可以焊接固定在支板上而不可拆。

在工件周转车的其他实施例中，当固定轴为阶梯轴时，固定轴也可以仅由外径依次减小的第一轴段和第二轴段构成，此时第一轴段构成大头端、第二轴段构成小头端，第二轴段穿过两个支板，转动轴承安装在第二轴段上，卡槽也设置在第二轴段上。

在工件周转车的其他实施例中，也可以不是通过卡板和卡槽的形式来限制固定轴的轴向移动和周向转动，例如可以将固定轴的一端设置成螺纹段，通过螺母将其拧紧固定在支板上，或者直接将固定轴焊接固定在两个支板上。

在工件周转车的其他实施例中，轴承座也可以只包括一个支板，此时固定轴直接焊接固定在支板上，安装完转动轴承后，可以在固定轴的端部安装一个开口销或者焊接一个挡板，以避免转动轴承脱落。

在工件周转车的其他实施例中，也可以将轴承座固定在上转动盘上，此时转动轴承与下转动盘滚动接触。

在工件周转车的其他实施例中，转动轴承也可以采用角接触球轴承。

在工件周转车的其他实施例中，可以在下转动盘的底面上设置固定架，使固定架直接与前轮轴固定连接。

在工件周转车的其他实施例中，下转动盘与转轴之间也可以不安装圆锥滚子轴承，而是将圆锥滚子轴承安装在上转动盘与转轴之间，转轴与下转动盘是相对固定关系，此时下转动盘和转轴一起相对于上转动盘转动；当然在其他实施例中，也可以不设置圆锥滚子轴承，转动盘与转轴之间直接滑动接触配合，此时只利用转动轴承来承重。

本实用新型中转向总成的实施例为：转向总成的具体结构与上述工件周转车实施例中的转向总成相同，在此不再重复赘述。

本实用新型中转向盘装置的实施例为：转向盘装置的具体结构与上述工件周转车实施例中的转向盘装置相同，在此不再重复赘述。