Vérin de vérin orientable pour direction assistée lourde

Les véhicules lourds nécessitent une direction contrôlée, en particulier lorsque plusieurs essieux doivent fonctionner ensemble. Cependant, l'espace autour de l'essieu est souvent restreint, tandis que les charges de direction peuvent être élevées. Un vérin oscillant à crémaillère et pignon offre un moyen compact de convertir la puissance hydraulique en couple de direction.

Pour les constructeurs de véhicules et les fournisseurs de systèmes d'essieux, le choix de cet actionneur implique plus que la simple vérification de sa taille. Le couple de sortie, l'angle oscillant, la solidité du montage et la conception de la commande doivent tous être adaptés au véhicule.

Cet article explique comment le mécanisme fonctionne et ce que les acheteurs B2B doivent confirmer avant de commander un vérin hydraulique sur mesure.

Comment fonctionne un vérin oscillant à crémaillère et pignon ?

Un vérin oscillant à crémaillère et pignon convertit le mouvement linéaire du piston en un mouvement rotatif limité. L'huile sous pression entre dans une chambre de travail tandis que l'huile sort de la chambre opposée. Cela déplace le piston et la crémaillère, ce qui fait tourner le pignon engrené et l'arbre de sortie. L'inversion du flux d'huile inverse la rotation. 

Dans un système de direction auxiliaire, l'arbre de sortie est relié à un bras de direction ou à une biellette. La biellette fait ensuite pivoter les fusées de direction autour de leurs axes de pivotement, modifiant ainsi la direction des roues.

Le mouvement suit une séquence simple :

Le flux d'huile change de direction → la crémaillère se déplace → le pignon tourne → la biellette de direction se déplace → les roues tournent.

Contrairement à un moteur hydraulique conçu pour une rotation continue, un vérin oscillant fonctionne dans une plage angulaire définie. Sa course doit donc correspondre à la géométrie de direction.

Pourquoi utiliser un vérin oscillant pour la direction auxiliaire ?

Une disposition horizontale à crémaillère et pignon peut convenir à l'espace limité près d'un essieu lourd. Selon la conception du véhicule, il peut être envisagé pour les remorques multi-essieux, les véhicules de génie spéciaux et les essieux directeurs auxiliaires sur les châssis de camions-grue.

Ses principaux avantages sont :

• Installation compacte : Le corps et le raccord de sortie peuvent être conçus en fonction de l'espace disponible sur l'essieu.
• Couple de sortie élevé : La pression hydraulique et la géométrie de la crémaillère et du pignon fournissent la force de rotation requise par l'application.
• Transmission rigide : Un engrenage bien conçu aide à transmettre les commandes de direction avec un mouvement élastique limité.
• Course contrôlée : Une plage oscillante définie permet de respecter des limites de direction claires.
• Interfaces personnalisées : Les fixations, arbres et orifices d'huile peuvent être adaptés à la disposition du véhicule.

Cependant, une direction précise dépend de l'ensemble du système. Le jeu des engrenages, les jeux de biellette, l'état de l'huile et la réponse de la commande affectent tous la position des roues. Un faible jeu est un objectif de conception ; le jeu nul ne doit pas être supposé.

La direction auxiliaire et le rotation de la grue ont des charges différentes

Un vérin oscillant peut entraîner différents mécanismes, mais leurs chemins de charge ne sont pas les mêmes.

Dans un système de rotation de grue, l'actionneur fait tourner la superstructure. Le roulement de rotation et la structure de support supportent les charges axiales, radiales et de renversement associées.

Dans la direction auxiliaire, l'actionneur fournit le couple nécessaire pour changer la direction des roues. Le poids du véhicule et les forces de la route passent principalement par les pneus, les roulements de roue, les fusées de direction, les axes de pivotement et la structure de l'essieu.

Même ainsi, les chocs de la route et la résistance de la direction peuvent se répercuter par la biellette. Le vérin, l'arbre, les fixations et le circuit hydraulique doivent donc être conçus pour les charges attendues. L'actionneur ne doit pas être considéré comme isolé des chocs de la route.

Pièces clés d'un système de direction à vérin oscillant

Le vérin est une partie d'un système de direction complet. Ses performances dépendent de la façon dont les composants suivants fonctionnent ensemble.

Vannes hydrauliques

Les vannes directionnelles et de régulation de débit gèrent le mouvement. Si nécessaire, les vannes de maintien de charge aident à résister aux mouvements indésirables. Le choix des vannes doit tenir compte de la libération contrôlée, des pics de pression et des modes de fonctionnement prévus du véhicule.

Un verrou hydraulique seul ne garantit pas que les roues resteront parfaitement fixes. Les fuites internes, la compressibilité de l'huile et le jeu mécanique peuvent encore affecter la position.

Capteurs d'angle

Un capteur d'angle optionnel fournit une rétroaction au contrôleur du véhicule. Pour une direction coordonnée multi-essieux, le système de contrôle utilise cette rétroaction en combinaison avec la commande de direction requise.

Faire correspondre le comportement des essieux ne signifie pas toujours utiliser des angles identiques. Chaque essieu peut nécessiter un angle cible différent en fonction de sa position et de la géométrie du véhicule.

Bras de direction et biellettes de parallélisme

Ces pièces transmettent le couple aux fusées de direction. Leurs dimensions déterminent la relation entre la rotation de l'actionneur et l'angle des roues.

Les roues intérieures et extérieures nécessitent généralement des angles différents lors d'un virage. Par conséquent, la biellette doit suivre la géométrie de direction prévue.

Limites de course

Butées mécaniques et limites de contrôle aident à prévenir les mouvements excessifs. Ils doivent être coordonnés avec le jeu des pneus, le routage des flexibles et la course de l'essieu. Ne supposez pas que chaque vérin oscillant comprend des butées intégrées adaptées pour absorber les charges de direction complètes.

Que spécifier pour un vérin hydraulique OEM

Un cahier des charges technique clair aide un projet de vérin hydraulique OEM à passer du concept à une conception réalisable.

Avant de demander un devis, préparez les informations suivantes :

Indiquez clairement si un angle coté correspond à la course totale ou au mouvement vers chaque côté du centre. Une « oscillation de 90° » peut sinon entraîner un malentendu coûteux.

De plus, maintenez la rotation de l'actionneur séparée de l'angle de braquage des roues. La biellette détermine comment l'un se traduit dans l'autre.

Limites de conception que les acheteurs doivent discuter

Un vérin oscillant a une course rotative limitée, mais il n'existe pas de limite d'angle unique pour chaque conception. Confirmez la plage pour le modèle et l'installation sélectionnés.

Les chocs de la route nécessitent également une attention particulière. Plutôt que de supposer que l'impact peut être évité, définissez les pics de pression attendus, les charges d'inversion et les conditions de fonctionnement. Ensuite, examinez la protection hydraulique appropriée, la solidité des engrenages et le support de montage.

Pour la direction multi-essieux, le vérin seul ne peut pas fournir un mouvement coordonné. Le système nécessite également une alimentation hydraulique, des capteurs, des vannes et une logique de contrôle appropriés.

Enfin, la stabilité en ligne droite dépend de la stratégie de direction complète du véhicule. Toute fonction de centrage, de verrouillage ou de direction dépendante de la vitesse doit être évaluée au niveau du système.

Support de vérin oscillant personnalisé de Shellppon

Basée à Wuxi, Wuxi Shibang Machinery se concentre sur la recherche, la conception, la fabrication de précision et la personnalisation de vérins hydrauliques.

Le vérin hydraulique à engrenage oscillant de Shellppon utilise une transmission à crémaillère pour convertir le mouvement linéaire alternatif en rotation avant et inverse de l'arbre. Sa gamme plus large de vérins comprend également des options OEM et personnalisées pour le montage, la pression, les matériaux et les systèmes d'étanchéité.

En tant que fournisseur de vérins personnalisés, Shellppon peut discuter des exigences du projet telles que la disposition des brides, le raccord de sortie, l'angle oscillant, le couple et la protection de l'environnement. Pour les projets de direction auxiliaire, ces détails doivent être examinés par rapport aux cas de charge et aux exigences de contrôle du véhicule avant la sélection d'un modèle.

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