一种半挂牵引车高强度转向装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于车辆牵引技术领域，涉及一种转向装置，尤其是一种半挂牵引车高强 度转向装置。
【背景技术】
[0002] 半挂车与所有的机动车一样，在转弯过程中，车后轮与前轮的行驶轮迹不是在一 条弧线上，前内轮转弯半径较大，而后内轮转弯半径较小，因此，前后内轮形成转弯半径之 差，从而容易产生盲区，驾驶员无法看清盲区内的路况，如果有车或者行人位于盲区内时， 半挂车在转弯过程中就极易将两侧的车或行人刮倒，从而造成安全事故。
[0003] 针对这种情况，人们发明了一种能使机动车后轮随前轮转动的装置，例如，授权公 告号为CN 103129613A的实用新型公开了一种四轮转向装置，包括左前轮、左前转向臂、左 前转向轴、前拉杆、右前转向臂、右前轮、右前转向轴顺序连接，右后转向轴、右后轮、右后转 向臂、后拉杆、左后转向轴、左后转向臂、右后轮顺序连接，主动杆与右前转向臂铰接，从动 杆与右后转向臂铰接，主动杆可在从动杆内滑动，这种转向装置能实现后轮随动转向，减小 了后轮与前轮转弯时的半径差，从而缩小了机动车转弯时的盲区，但该装置使用在半挂车 上时会运载以下技术问题，由于半挂车车身较长，体积较大，转弯时，若后轮转向角度过小， 则后轮随动转向效果较差，前后轮之间转弯半径差仍然较大，依然存在较大范围的盲区，若 后轮转向角度过大，又会使半挂车车尾产生较大的惯性，容易导致半挂车甩尾或者侧翻，因 此，必须将半挂车后轮的转向角度控制在合理的范围内。
[0004] 综上所述，为了解决上述转向装置存在的技术问题，需要设计一种使半挂车轮在 合理角度内转向的半挂牵引车转向装置。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种使半挂车轮在合理角 度内转向的使用寿命长的半挂牵引车高强度转向装置。
[0006] 本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种半挂牵引车高强度转向装置，包 括与牵引车相连的下托盘以及与半挂车相连的上托盘，所述下托盘与上托盘相连且上托盘 与下托盘能相对转动，所述下托盘与上托盘之间设置有可转动且与半挂车轮相连的转向机 构，当下托盘在预设角度内转向时，所述转向机构与下托盘相连并随下托盘转动，当下托盘 转动至预设角度以外时，所述转向机构与下托盘分离并与上托盘相连。
[0007] 在上述一种半挂牵引车高强度转向装置中，所述转向机构包括齿圈、第一连接件 与第二连接件，所述齿圈设置于上托盘与下托盘之间且齿圈与半挂车车轮相连，所述第一 连接件设置于下托盘上并能在下托盘上移动，所述第二连接件设置于齿圈上并能在齿圈上 移动，当下托盘转动角度大于或等于齿圈最大转动角度时，所述第一连接件与齿圈接触并 使齿圈随下托盘转动，当下托盘转动角度大于齿圈最大转动角度时，所述第一连接件与齿 圈分离且第二连接件与上托盘接触并使齿圈停止转动。
[0008] 在上述一种半挂牵引车高强度转向装置中，所述齿圈由高强度合金钢制成，其主 要组成成份及其质量百分比为：C :0· 38-0. 50%，Si :0· 10-0. 30%，Mn :0· 60-0. 90%，Cr : I. 10-1. 50%，Ni :0· 15-0. 25%，Nb :0· 02-0. 10%，V :0· 10-0. 30%，余量为 Fe。
[0009] 本发明齿圈通过在氮化处理后会在表面形成一层硬度很高又耐腐蚀的氮化物 (主要为Fe 2N、Fe3N、Fe4N)。齿圈中含碳量影响和齿圈的机械性能，碳固溶于钢中，或者 与Nb、V等形成碳化物、氮化物或碳氮化物并析出，具有提高淬火后、回火后、氮化处理后 的硬度的效果。为了较好地确保最终齿圈的硬度，本发明齿圈中C、Nb、V的分别需要含有 0. 38-0. 50 %、0. 02-0. 10 %、0. 10-0. 30%。但是若碳含量高时会阻碍N的扩散，从而减少氮 化层的厚度，还会增加粗大的析出物，降低抑制回火软化的效果，并降低齿圈的耐腐蚀性及 韧性。而含碳量少时，内齿圈截面上的硬度梯度变化就会大，从而造成氮化层容易剥离。本 发明齿圈材料中适当降低了 Si的含量，其原因在于：若本齿圈中Si含量偏高在淬火时易生 产铁素体，降低齿圈的硬度。Mn的存在不仅具有脱氧效果，还可以抑制铁素体的生产，并确 保渗氮后齿圈的表面硬度，若齿圈中Mn含量过高，齿圈的加工性、耐腐蚀性将显著降低。Ni 也是抑制铁素体生产，提高齿圈淬透性，提高耐腐蚀性的重要元素。若在本发明齿圈中添加 过量或过低的Ni，则会严重影响齿圈的硬度、耐腐蚀性能。最重要的，本齿圈中添加有Nb及 V，它们固溶于钢中，与C及N形成碳氮化物，提高齿圈的硬度、耐热性。若过量地添加 Nb、V 元素，不仅会促进铁素体的生产，降低齿圈的硬度，还会影响齿圈的热加工性，并产生缺陷。
[0010] 作为优选，所述齿圈的主要组成成份及其质量百分比为：C :0. 45%，Si :0. 20%， Mn :0. 80%，Cr :1. 20%，Ni :0. 20%，Nb :0. 07%，V :0. 20%。
[0011] 作为优选，所述齿圈的主要组成成份及其质量百分比为：C :0. 38%，Si :0. 30%， Mn :0· 60%，Cr :1· 50%，Ni :0· 15%，Nb :0· 10%，V :0· 10%。
[0012] 作为优选，所述齿圈的主要组成成份及其质量百分比为：C :0. 50%，Si :0. 10%， Mn :0. 90%，Cr :1. 10%，Ni :0. 25%，Nb :0. 02%，V :0. 30%。
[0013] 在上述一种半挂牵引车高强度转向装置中，所述齿圈通过如下加工方法制得：
[0014] S1、锻造成型：根据齿圈的组成成份及其质量百分比配料，将原料在950-1050°C 下根据齿圈的尺寸规格锻造成型；
[0015] S2、粗加工：去除大量余量，将齿圈的孔、端面进行初步成型；
[0016] S3、调质：对粗加工后的齿圈进行调质处理；
[0017] S4、精车：对调质处理后的齿圈进行精车各部尺寸，外齿面留I. 8-2. Omm氮化后车 削余量，然后送往加工中心钻孔、攻丝；
[0018] S5、氮化处理：将齿圈在520-560°C下进行氮化热处理；
[0019] S6、粗加工、精加工：车削氮化处理后的齿圈外表面，然后依次进行粗加工和精加 工，将齿圈进行整形；
[0020] S5、热处理齿淬火：将整形后的齿圈在800-840°C下进行热处理齿淬火，保温2-3 小时，最后将齿圈进行抛丸，清洗，去除表面非马氏体，得齿圈成品。
[0021] 本发明齿圈的加工方法在精车前添加了调质，减少了组织的偏析和锻造组织的遗 传，减少了后续加工的形变，且精加工后先进行氮化处理再整形，最后进行齿淬火，且氮化 处理的温度较低，充分保证了热前加工的精度，齿圈的变形及尺寸的稳定性，又能获得回火 索氏体，提高心部机械性能和氮化层质量，尤其是获得较高强度的心部组织，保证齿圈的表 面强度，还能有效提高齿圈的综合使用性能，提高了硬度、精密性、耐磨性，从而提高了齿圈 的使用寿命和转向装置的载荷能力，进而提高了半挂牵引车高强度转向装置的使用寿命， 且本发明工艺简单，生产效率高，生产成本低。
[0022] 在上述齿圈加工方法的步骤S3中所述调质处理中淬火温度为820-850°C，回火温 度为 480-520 °C。
[0023] 在上述一种半挂牵引车高强度转向装置中，在上托盘顶面开设有第一转向槽与第 二转向槽，在上托盘内侧壁上开设有第一限位孔，在齿圈内侧壁上开设有第二限位孔，第一 连接件上端伸入第一转向槽内，所述第二连接件上端伸入第二转向槽内，当下托盘转动角 度大于或等于齿圈最大转动角度时，第一连接件下端位于第一限位孔内且齿圈随下托盘转 动，当下托盘转动角度大于齿圈最大转动角度时，第一连接件退出第一限位孔且第二连接 件下端伸入第二限位孔内。
[0024] 在上述一种半挂牵引车高强度转向装置中，所述第一转向槽包括第一弧形槽、第 二弧形槽以及分别连通第一弧形槽与第二弧形槽的两第一直线槽，第一弧形槽半径大于第 二弧形槽半径，所述第二转向槽包括第三弧形槽、分别设置于第三弧形槽两端的第二直线 槽以及分别与两第二直线槽相连的第四弧形槽，当下托盘转动角度小于或等于齿圈最大转 动角度时，所述第一连接