翟许光
徐州徐工矿业机械有限公司 江苏省徐州市 221004
摘要：矿用电传动自卸车为非公路车，其车身宽、轴距长，并且整车自重和载重量大，尤其载重量在200吨以上的车型，为了避免结构过于复杂，通常采用整体式转向机构。而整体式转向梯形的转向误差较大、左右轮运动相互干扰，设计与优化难度大。本文根据360吨矿用电传动自卸车转向机构的设计与优化过程，为此类问题提供了理论依据。
关键词：矿用电传动自卸车 转向机构
0 前言
大型矿用电传动自卸车（简称“矿车”）主要用于露天矿山、有色金属矿山和大型水利工程等，承担着世界上40%的煤、90%的铁矿运输，其载重量已达到360吨，整车重量超过600吨。露天矿山工作环境恶劣，路面不平整，矿车在转弯过程中对轮胎磨损大，并且轮胎价格昂贵、更换轮胎难度大，将直接导致矿车运营成本增加。因此对转向机构进行分析优化，尽可能减小转向误差，对矿车质量的提升有着十分重要的理论及经济意义。
1 矿车转向机构介绍
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图1 转向机构
1.车架 2.横拉杆 3.节臂 4.转向油缸
如图1所示，该车采用整体式转向机构。根据设计原理可知，梯形臂长度R通常取0.11K~0.15K，由车架数据可知：K=4418MM，L=6650mm，因此可知R在460.9~628.5mm范围内。
2 实际内外轮转角的确定
理论上汽车在低速转弯行驶时（忽略离心力的影响），假设轮胎是刚性的，忽略轮胎侧偏的影响，此时若个车轮绕同一瞬时转向中心进行转弯行驶，则两转向前轮轴线的延长线交于后轴延长线上，这一几何关系成为阿克曼几何学，如图2所示：
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由于车架结构限制，内轮转角≤40°能够保证轮胎与车身不干涉。根据上述边界条件，能够得到一个不等式方程，通过数据迭代优化分析处理，最终得出：R=866.9mm，γ=67.34°。
为了验证设计参数的合理性，再将内外转角
根据内外轮、转向角之间的几何关系，利用余弦定理可得出整体式转向机构内外轮实际转角关系，的实际值与理论值偏差进行对比，得到转向偏差曲线图：
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图4 外侧车轮转角误差
图4曲线走势与理论特性曲线在整个范围内温和的很好，且最大转角误差为0.8°。
4 结语
通过作图法能够确定转向内外轮转角之间的关系，再根据矿车的转向要求与干甚问题，能够确定转向的边界条件，确定转向的基本参数，最后对比转向梯形理论数据与实际数据的对比，最终得到最优结果。
参考文献：
[1] 刘惟信 . 汽车设计[M].北京：清华大学出版社，2004.
[2] 余志生 . 汽车理论[M].3版，北京：机械工业出版社，2000.
[3] 赵 波 . 交流传动电动轮自卸车结构与设计[M].北京，中国铁道出版社，2013