GB/T 14781-2014
基本信息
标准号： GB/T 14781-2014
中文名称：土方机械轮胎式机器 转向要求
标准类别：国家标准(GB)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
GB/T 14781-2014.Earth-moving machinery-Rubber-tyred machines-Steering requirements.
1范围
GB/T 14781规定了用于评价按ISO 6014所测定的行驶速度大于20km/h自行的橡胶轮胎式土方机械转向能力的转向系统试验方法和性能准则。
GB/T 14781适用于ISO 6165中定义的安装机械转向系统、动力助力转向系统或动力转向系统的推土机、装载机、挖掘装载机、挖掘机自卸车、铲运机和平地机。
GB/T 14781不适用于压路机、压实机或吊管机。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
ISO 3450土方机械轮胎式机器制动系统的性能 要求和试验方法( Earth moving machinery - Braking systems of rubber-tyred machines- Systems and performance requirements and test procedures)
ISO 6014土方机械 行驶速 度测定(Earth moving machinery- Determination of ground speed)
ISO 6165土方机械 基本类型 识别、术语 和定义(Earth-moving machinery- Basic type Identification and terms and definitions)
ISO 7457土方机械 轮胎式机 器转向尺寸的测定( Earth -moving machinery- Determination of turning dimensions of wheeled machines)
ISO 10968土方机械 司机的操纵装置( Earth-moving machinery- Operator's controls)
1范围
GB/T 14781规定了用于评价按ISO 6014所测定的行驶速度大于20km/h自行的橡胶轮胎式土方机械转向能力的转向系统试验方法和性能准则。
GB/T 14781适用于ISO 6165中定义的安装机械转向系统、动力助力转向系统或动力转向系统的推土机、装载机、挖掘装载机、挖掘机自卸车、铲运机和平地机。
GB/T 14781不适用于压路机、压实机或吊管机。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
ISO 3450土方机械轮胎式机器制动系统的性能 要求和试验方法( Earth moving machinery - Braking systems of rubber-tyred machines- Systems and performance requirements and test procedures)
ISO 6014土方机械 行驶速 度测定(Earth moving machinery- Determination of ground speed)
ISO 6165土方机械 基本类型 识别、术语 和定义(Earth-moving machinery- Basic type Identification and terms and definitions)
ISO 7457土方机械 轮胎式机 器转向尺寸的测定( Earth -moving machinery- Determination of turning dimensions of wheeled machines)
ISO 10968土方机械 司机的操纵装置( Earth-moving machinery- Operator's controls)
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标准内容
ICS53.100
中华人民共和国国家标准
GB/T14781—2014/ISO5010:2007代替GB/T14781-1993
土方机械
轮胎式机器
转向要求
Earth-movingmachinery-
Rubber-tyred machinesSteering requirements(ISO5010:2007,IDT)
2014-07-24发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2015-01-01实施
GB/T14781—2014/ISO5010:2007前言
规范性引用文件
术语和定义
一般要求
所有转向系统
带有正常和附加转向操纵元件的转向系统带有电力/电子传递装置转向系统5人类工效学要求
性能要求
正常转向系统
动力助力应急转向系统
动力应急转向系统
所有转向系统
转向试验场地
机器试验要求
轮胎通过圆试验程序
转向试验
转向系统整体试验
正常转向系统试验
应急转向系统试验
附加转向操纵元件的转向试验
-rrKaeerKa-
本标准按照GB/T1.1--2009给出的规则起草。GB/T14781—2014/ISO5010:2007本标准代替GB/T14781-1993《土方机械轮式机械的转向能力》。本标准与GB/T14781-1993相比，除编辑性修改外主要技术变化如下：修改了标准的名称；
修改了标准的适用范围（见第1章，1993年版的第1章）；增加了方向盘、操纵杆、操纵手柄、操纵按钮和操纵踏板的术语和定义（见3.3.1、3.3.2、3.3.3、3.3.4和3.3.5)；
增加了传递装置、转向轮和安全状态的术语和定义（见3.8、3.9和3.10）；增加了所有转向系统一般要求的有关内容（见4.1.1.1、4.1.1.2、4.1.1.3和4.1.1.4)；增加了意外操作的要求（见4.1.10)；增加了带有正常和附加转向操纵元件的转向系统的要求（见4.2)；增加了带有电力/电子传递装置转向系统的要求（见4.3）；增加了操纵力的要求值（见表1)；增加了附加转向操纵元件的转向试验（见10.4和图3）。本标准使用翻译法等同采用ISO5010：2007《土方机械轮胎式机器转向要求》。与本标准中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：GB/T8498—2008
GB/T8592—2001
GB/T85952008
土方机械基本类型识别、术语和定义（ISO6165：2006，IDT)；土方机械轮胎式机器转向尺寸的测定（eqvISO7457：1997）；交司机的操纵装置（ISO10968：2004，IDT)；土方机械
：土方机械行驶速度测定（ISO6014：1986，MOD）；GB/T109132005
GB/T16855.1—2008
1:2006,IDT);
GB/T16855.2—2007
2003,IDT);
机械安全控制系统有关安全部件第1部分：设计通则（ISO13849-控制系统有关安全部件第2部分：确认（ISO13849-2：机安全
-GB/T21152-2007
成轮胎式机器制动系统的性能要求和试验方法（ISO3450：7土方机械
1996IDT)。
本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国土方机械标准化技术委员会（SAC/TC334)归口。本标准负责起草单位：天津工程机械研究院、陕西同力重工股份有限公司、厦门厦工机械股份有限公司。
本标准参加起草单位：内蒙古北方重型汽车股份有限公司、中国龙工控股有限公司、常林股份有限公司、约翰迪尔（中国)投资有限公司。本标准主要起草人：吴红丽、孟园园、李蔚苹、王逢全、裴洁、兰福寿、周榕梅、冷雪鹰。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：GB/T14781-1993。
-rrKaeerkAca-
1范围
土方机械
GB/T14781—2014/IS05010:2007轮胎式机器转向要求
本标准规定了用于评价按ISO6014所测定的行驶速度大于20km/h自行的橡胶轮胎式土方机械转向能力的转向系统试验方法和性能准则。本标准适用于ISO6165中定义的安装机械转向系统、动力助力转向系统或动力转向系统的推土机、装载机、挖掘装载机、挖掘机、自卸车、铲运机和平地机。本标准不适用于压路机、压实机或吊管机。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。ISO3450土方机械轮胎式机器制动系统的性能要求和试验方法（Earth-movingmachinery--Braking systems of rubber-tyred machines--Systems and performance requirements andtestprocedures)
ISO6014土方机械行驶速度测定（Earth-movingmachineryDeterminationofgroundspeed）ISO6165土方机械基本类型识别、术语和定义（Earth-movingmachineryBasictypeIdentificationandtermsanddefinitions)ISO7457土方机械轮胎式机器转向尺寸的测定（Earth-movingmachineryDeterminationofturningdimensionsofwheeledmachines)ISO10968土方机械司机的操纵装置（Earth-movingmachineryOperator'scontrols）ISO13849（所有部分）
机械安全控制系统有关安全部件（Safetyofmachinery--Safety-relatedparts of control systems)
ISO15998土方机械应用电子元件的机器控制系统（MCS）功能性安全的性能准则和试验(Earth-moving machinery--Machine-control systems (MCS)using electronic components--Perform-ance criteria and tests for functional safety)IEC62061机械安全与安全有关的电气，电子和可编程电子控制系统的功能性安全（SafetyofmachineryFunctional safety of safety-related electrical, electronic and programmable electronic control systems)
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
转向系统
steeringsystem
司机与接地轮胎之间所有参与机器转向的机器元件组成的系统，1
-riKaeerKAca-
GB/T14781--2014/ISO5010:20073.1.1
manual steeringsystem
机械转向系统
完全依靠司机本身的力量转向的系统。3.1.2
power-assisted steeringsystem动力助力转向系统
利用辅助动力源减轻司机操纵力进行转向的系统。注1：在没有辅助转向动力源的情况下，机器可以仅依靠人力转向。注2：见6.2.1。
动力转向系统
Efull power-assisted steering system;fullypowered steering system依靠一个（或几个）动力源进行转向的系统。注：动力转向系统可描述为在没有动力助力时，需要施加115N或更大的人力进行转向。3.1.4
应急转向系统
emergencysteering system
在正常转向动力源失效或发动机停止工作的情况下进行转向的系统。3.2
转向动力源
steering power source
normalsteeringpowersource
正常转向动力源
为动力助力或动力转向系统提供动力的装置。示例：液压泵、空气压缩机、发电机。3.2.2
应急转向动力源
emergency steeringpower source为应急转向系统提供动力的装置。示例：液压泵、空气压缩机、储能器、蓄电池。3.2.3
文failureof normal steeringpowersource正常转向动力源的失效
输出的正常转向动力源瞬时完全中断。注：这里假定在同一时间内的失效不多于一起。3.3
steeringcontrol element
转向操纵元件
被司机用于使机器按照所需进行转向的操纵元件。3.3.1
方向盘steeringwheel
圆形的或圆形的一部分，使转向轮产生转向角的操纵元件。3.3.2
操纵杆levercontrol
由两个独立控制驱动系统的左右两侧的相对速度的杆组成的操纵元件。3.3.3
操纵手柄
joystickcontrol
通过向左侧或右侧触动该操纵元件，使转向轮产生一个转向角或者使驱动系统的左右两侧产生相对速度的操纵元件。
-rrKaeerkAca-
操纵按钮pushbuttoncontrol
GB/T14781—2014/ISO5010:2007由两个独立的、可使转向轮产生一个转向角或控制驱动系统左右两侧的相对速度的按钮组成的操纵元件。
操纵踏板footpedalcontrol
通过压两个独立踏板使转向轮产生一个转向角，或使驱动系统的左右两侧产生相对速度的操纵元件。
hsteeringeffort
转向操纵力
司机施加在转向操纵元件上的、机器转向所必需的力。3.5
steeringangle
转向角
当车轮围绕一个或多个垂直转向轴线从正常直线位置转到转向位置时，前轮和后轮之间的相对偏转角度。
注1：多桥机器转向角为最前桥和最后桥车轮之间的相对偏转角度注2：阿克曼转向的内侧转向轮转向角比外侧车轮的转向角大。因此，对于阿克曼转向，要规定转向角的测位置。采用包括阿克曼转向在内的组合几何形状的转向系统，其转向角应指出测量位置。3.6
tyrecircle
轮胎通过圆
按第9章的规定确定的外侧轮胎通过直径。3.7
工作回路压力
workingcircuitpressure
由泵供给特定回路的额定压力。3.8
传递装置transferdevice
转向系统（3.1)中用于在转向操纵元件（3.3)和转向动力源（3.2)（如适用）之间传递力（触动力和转向力)和/或转向指令的部件。
注：转向力和/或转向指令可以被以下方式传递：机械方式：
一液压方式；
一电力方式：
电子方式；
或以上方式的组合。
steeredwheels
转向轮
可以直接或间接地修正运动方向来确定机器的行进方向的车轮。3.10
安全状态
safestate
在转向操纵系统失效后，通过受控设备、程序或系统停止或转换为安全模式，以预防意外运动或潜在的存储能量释放危害，自动或手动应用的状态注：安全状态是许多因索的作用，包括操作条件、工艺、故障探测能力和安全观念。对于电液转向操纵系统，故障期间使电子部分失效并依靠液压转向系统仅是达到安全状态的几种方法之一。3
-rKaeerkca-
GB/T14781-2014/ISO5010:2007
4一般要求
4.1所有转向系统
以下要求适用于本标准中规定的所有转向系统。4.1.1正常转向操纵元件在任何情况下都应是司机控制机器转向的装置。4.1.1.1转向控制元件被释放时，所选的转向轮胎通过圆（见3.6)应在行进前进方向保持一致或变大。4.1.1.2转向系统应被设计成转向控制元件的运动方向与转向效果一致。如果控制操作不明显，应提供操作标记（例如：使用符号）。4.1.1.3机器运转期间，电子转向控制系统的正常操作应无非受控的转向运动出现。4.1.1.4转向控制元件应允许转向比率逐渐的调整。如果转向速度无法逐渐的调整，最高机器速度应限制在10km/h以内。
4.1.2所有转向系统的设计及在机器上的安装都应使转向系统能承受紧急情况下司机施加的预定操纵力，而不会引起转向功能损坏（见10.1.1)。4.1.3正常转向系统应具有充分的灵敏性，可调节性和响应性，以使熟练的司机能保证机器始终在预定的路线上行驶，并应经过验证以达到10.2的要求。如果转向控制不允许调整转向速度，机器的速度应降低到不大于10km/h。
4.1.3.1后轮转向的机器还应满足5.2.2的转向稳定性要求。4.1.3.2倒挡速度超过20km/h的机器，其前进和倒退两方向均应具有相近的转向系统力、转向速度和持续性。可通过系统简图或计算验证，不需做倒挡试验。4.1.4若采用液压转向，则油路应满足下列要求：a）设置避免液压回路超压的压力控制装置；b）液压软管、接头和管材的爆破压力应不小于正常转向和应急转向系统内工作回路控制装置压力的4倍；
c）管路的安装和布置应避免软管弯曲过急、扭转、摩擦和阻塞。4.1.5元件的布置方案应便于检查和维护，以提高转向系统的可靠性。4.1.6为减少对转向系统的干扰应采取4.1.6.1和4.1.6.2给出的措施。4.1.6.1机器其他功能对转向系统产生的干扰，应通过恰当的布置和几何学方法降到最低。例如，悬挂元件的变形或位移，机器侧倾或车桥摆动及由于作用于车轮上的驱动力矩和制动力矩引起的转向变化等，均应通过恰当的布置和几何学方法降到最低。4.1.6.2在机器设计中应考虑外力对转向系统的干扰，其干扰不应对转向操纵有较大影响。4.1.7动力助力转向和动力转向系统应符合4.1.7.1和4.1.7.3规定的条件。4.1.7.1这些系统尽可能与其他动力系统和油路分开，或者应比除符合ISO3450规定性能水平的紧急制动系统外的其他系统或油路优先布置。4.1.7.2如果正常转向动力源也为其他系统（耗能装置）提供动力，则这些系统（耗能装置）的任何失效都应视为是与正常转向动力源相同的失效。4.1.7.3若机器满足10.3的要求，则转向动力源失效后转向操纵元件与转向轮之间的传动比变化是允许的。
4.1.8若机器装有应急转向系统，该系统尽可能与其他动力系统或油路分开，或者应比除符合ISO3450规定性能水平的紧急制动系统外的其他系统或油路优先布置。4
riKaeerkAca-
4.1.9若机器装有应急转向系统，其司机手册中应包括下列内容：a）指示机器装有应急转向系统；b）应急转向能力的极限值；
验证应急转向系统作用的现场试验方法c
GB/T14781—2014/ISO5010:20074.1.10意外操作一除方向盘外，所有转向操纵元件应设计、布置（即司机位置布局）为非工作状态（即联锁）或安全的，以减小当人进人或离开司机区域时意外触发的可能带有正常和附加转向操纵元件的转向系统4.2
如果使用一个以上转向操纵元件，应符合4.1及下列要求。4.2.1如果转向操纵元件之一的方向盘始终被使用，且比任何其他转向控制元件优先，应考虑作为正常转向操纵元件。
4.2.2可被使用/停用的或有速度限制的转向操纵元件，应在使用时有一个视觉或听觉指示给司机。4.2.3如果转向操纵元件的使用受限于10.4规定的转向试验的特定行驶速度，机器的行驶速度应通过设计使转向操纵元件触发时限制为该速度。4.2.4如果需要附加转向操纵元件在公路上行驶时不起作用，其功能应能够被关掉或不起作用。4.3带有电力/电子传递装置转向系统除4.1的要求外，这些转向系统应该满足ISO15998、ISO13849或IEC62061及下列的要求。4.3.1当电力/电子转向操纵系统的单一失效导致危险，且机器的行驶速度大于10km/h时，转向系统应进人安全状态。
4.3.2机器行驶速度大于20km/h的机器，使用电力/电子转向操纵系统时，应符合下列性能准则：a）在出现单一失效\时，转向性能应能保持；b）意外转向的可能性应降到最小；c）出现失效\时应对司机发出警告。4.3.3当附加的转向控制元件的动力源失效，且如果正常转向控制元件不受影响时，4.3.2的a)和b）的要求不适用。
4.3.44.3.2中所列的要求应经过制造商规定的相关危险分析方法验证，如FMEA、FTA，ETA或类似方法。
5人类工效学要求
下列要求适用于本标准规定范围内的所有转向系统。5.1机器转向应与转向操纵元件的移动方向对应，即方向盘顺时针转动则使机器右转弯，反之则左转弯。
机器处于正常功能情况下，转向操纵元件的操作应符合ISO10968的规定。5.23.4定义的转向操纵力应尽可能小，并且不得超过5.2.1和5.2.2规定的值。5.2.1按照第10章的规定转向试验时，使用方向盘的正常转向系统的转向操纵力不应超过115N。操纵元件的转向力（方向盘的分力）应按照表1的规定。1）按照ISO13849或类似方法的规定，“失效\是指诊断覆盖率平均为80%的任何故障，5
-iiKaeerkAca
GB/T14781-2014/IS05010:2007
5.2.2按照第10章的规定进行转向试验，应急转向系统的转向操纵力不应超过350N。5.3左右转向各达到30°转向角，转向操纵元件在左右两方向的移动量相差不得超过25%（可通过计算得到）。对于阿克曼转向，采用内侧转向车轮的转向角。5.4为继续改变转向角，应继续移动转向操纵元件，较理想的是在给定的转向角度范围内，转向操纵元件在机器向前直线行驶位置附近的移动量较大，例如通常采用的蜗杆变速转向机构。表1操纵力
操纵力
操作动作
杆(前/后）
手指尖
杆(侧向)
制动杆(向上）
中间铰接踏板
杆或开关
（频繁操作）
最小*
仅供参考。因为沿着操纵杆的行进，梁纵力是可变的，标示值是在动作期间(尤其是接合至棘爪位置之前)预期达到的值。
b具有背面支撑时为150N。
6性能要求
6.1正常转向系统
正常转向操作系统，无论机械、动力助力或动力系统，在进行10.2.3规定的试验时，其转向操纵力（见3.4)都不得超过115N。
6.2动力助力应急转向系统
6.2.1在10.3.5和10.3.6规定的应急转向试验中，转向操纵力（见3.4)不得超过350N，否则此转向系统应归为动力转向系统，并且按动力转向系统试验。6.2.2应安装显示正常转向动力源失效的听觉或视觉报警装置。当正常转向动力源失效时启动报警装置。应急转向能力只要保持在6.2.1规定的限度内，则不需要应急转向动力源或报警装置，不考虑转向时间和转向次数；若在转过给定角度过程中，转向操纵力明显增大或方向盘转角明显增加，能明确显示正常转向动力源失效，则不需要应急转向动力源或报警装置。6.2.3机器倒挡的最大额定速度超过20km/h时，应急转向系统在机器倒车时应起作用。6
-rrKaeerka-
6.3动力应急转向系统
GB/T14781-2014/IS05010:2007
6.3.1机器装有应急转向系统，应急转向动力源应符合3.2.2的规定。6.3.2按照10.3.5和10.3.6的规定进行试验时，转向操纵力不得超过350N。6.3.3应安装一个显示正常转向动力源失效的听觉或视觉报警装置，该装置应在正常转向动力源失效时触发。
6.3.4机器倒挡的最大额定速度超过20km/h时，该应急转向系统在机器倒车时应起作用。6.4所有转向系统
所有转向系统（正常转向系统和应急转向系统）按10.1.1的规定进行试验后，均不应有功能性损坏。
7转向试验场地
7.1所有转向试验均应在经压实的土地或铺砌的路面上进行，路面应平坦，任何方向的坡度不得大于3%（见第9章、10.2.1、10.3.3、图1和图2)。7.2
试验场地尺寸应按照轮胎通过圆、轴距、轮胎外侧宽度和机器形式确定。见图1。7.3图1所规定的最小值对最小型机器提供一个合理的试验场地。7.4
多桥机器的轴距是指从最前端的桥到最后端的桥之间的距离，以此来确定图1的试验场地尺寸。试验场地可以采用图1的对称图形。7.5
具有多种可选轮胎尺寸的机器进行试验时，应选制造商确认的接地宽度最窄的轮胎。带有附加转向操纵元件操纵杆、操纵手柄和操纵按钮的附加转向试验应按照10.4的规定进行。7
rrKaeerkAca-
GB/T14781-2014/IS05010：2007场地尺寸：
A=1.1倍轮胎通过圆或14m，取长者；B=1.75倍轮胎通过圆或22m，取长者；C=2倍最大轴距或15m，取短者。场地长度：
单位为米
所有轮胎通过阅小于12m的轮胎式推土机和平地机试验时，起点应在起点1，终点应在终点1。所有其他机器试验时，起点应在起点2，终点应在终点2。2
-2.5倍最大轮胎外侧宽度；
b—-终点1;
终点2；
通道3；
-通道4；
通道2：
一通道1：
起点1：
起点2；bzxZ.net
—1.25倍最大轮胎外侧宽度。
转向试验场地
-rrKaeerkca
8机器试验要求
GB/T14781—2014/IS05010:2007铲运机和自卸车应为按制造商规定的机器最大额定总质量和最大额定桥荷分配，包括经制造商认8.1
可的最大质量的工作装置与附属装置、司机(75kg)及加满燃油的燃油箱。8.2轮胎式装载机、推土机、挖掘机和平地机应为制造商规定的空载机器质量，包括制造商认可的对转向桥产生最大载荷的工作装置和附属装置的最大质量、司机（75kg）、加满燃油的燃油箱。8.3所有与转向能力有关的零部件参数都应符合制造商的规定，如轮胎尺寸和压力、液压系统压力和流量、报警装置动作点等。
9轮胎通过圆试验程序
轮胎通过圆（用于计算图1和图2的试验场地尺寸）由外侧轮胎通过直径（见ISO7457)及以下要求确定。
9.1只使用正常转向操纵元件（例如方向盘）及正常转向系统。不得使用具有影响转向路线的其他功能的操纵装置（例如：转向制动器、平地机车轮倾斜、平地机后平衡架转向）。9.2对于左右转向通过圆不同的机器，采用较小的轮胎通过圆计算试验场地的尺寸。9.3包括挂车在内的三桥或多桥机器，应在没有半挂或全挂设备的条件下确定其轮胎通过圆，以排除拖拉和牵引两部分之间转向停顿的干扰。10转向试验
转向系统整体试验
10.1.1有方向盘作为转向操纵元件的转向系统应能承受作用在转向操纵元件上并与其移动方向一致的900N的力而无功能性损坏（见4.1.2）其他转向操纵元件应能承受表1规定的最大操纵力两倍的载荷。10.1.2机器轮胎应位于图1和图2所示的试验场地界限内，三桥或多桥的机器（包括半挂或全挂）除外。半挂或全挂机器的轮胎轨迹不予考虑。10.2正常转向系统试验
10.2.1转向系统的性能应足以保持机器在一条长100m，宽1.25倍轮胎外侧最大宽度的平直路面内以最大前进速度运行。允许司机做正常的转向校正。10.2.2后轮转向的机器以（8士2)km/h的速度沿圆形轨迹行驶，圆形轨迹直径约为以二分之一最大转向角转向时所得的直径。放松操纵元件后，转向角不得增加。10.2.3转向系统应具备足够的能力，以保证在前桥进人试验场地到离开试验场地的时间内，机器的轮胎位于图1的试验场地内（见10.1.2），以（16士2)km/h的速度向前行驶。转向操纵力应予以记录且不得超过115N。为得到平稳的转向操纵力，允许司机试操纵几次，以使司机平稳地施加力于转向操纵元件。
-riKaeerkAca-
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中华人民共和国国家标准
GB/T14781—2014/ISO5010:2007代替GB/T14781-1993
土方机械
轮胎式机器
转向要求
Earth-movingmachinery-
Rubber-tyred machinesSteering requirements(ISO5010:2007,IDT)
2014-07-24发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2015-01-01实施
GB/T14781—2014/ISO5010:2007前言
规范性引用文件
术语和定义
一般要求
所有转向系统
带有正常和附加转向操纵元件的转向系统带有电力/电子传递装置转向系统5人类工效学要求
性能要求
正常转向系统
动力助力应急转向系统
动力应急转向系统
所有转向系统
转向试验场地
机器试验要求
轮胎通过圆试验程序
转向试验
转向系统整体试验
正常转向系统试验
应急转向系统试验
附加转向操纵元件的转向试验
-rrKaeerKa-
本标准按照GB/T1.1--2009给出的规则起草。GB/T14781—2014/ISO5010:2007本标准代替GB/T14781-1993《土方机械轮式机械的转向能力》。本标准与GB/T14781-1993相比，除编辑性修改外主要技术变化如下：修改了标准的名称；
修改了标准的适用范围（见第1章，1993年版的第1章）；增加了方向盘、操纵杆、操纵手柄、操纵按钮和操纵踏板的术语和定义（见3.3.1、3.3.2、3.3.3、3.3.4和3.3.5)；
增加了传递装置、转向轮和安全状态的术语和定义（见3.8、3.9和3.10）；增加了所有转向系统一般要求的有关内容（见4.1.1.1、4.1.1.2、4.1.1.3和4.1.1.4)；增加了意外操作的要求（见4.1.10)；增加了带有正常和附加转向操纵元件的转向系统的要求（见4.2)；增加了带有电力/电子传递装置转向系统的要求（见4.3）；增加了操纵力的要求值（见表1)；增加了附加转向操纵元件的转向试验（见10.4和图3）。本标准使用翻译法等同采用ISO5010：2007《土方机械轮胎式机器转向要求》。与本标准中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：GB/T8498—2008
GB/T8592—2001
GB/T85952008
土方机械基本类型识别、术语和定义（ISO6165：2006，IDT)；土方机械轮胎式机器转向尺寸的测定（eqvISO7457：1997）；交司机的操纵装置（ISO10968：2004，IDT)；土方机械
：土方机械行驶速度测定（ISO6014：1986，MOD）；GB/T109132005
GB/T16855.1—2008
1:2006,IDT);
GB/T16855.2—2007
2003,IDT);
机械安全控制系统有关安全部件第1部分：设计通则（ISO13849-控制系统有关安全部件第2部分：确认（ISO13849-2：机安全
-GB/T21152-2007
成轮胎式机器制动系统的性能要求和试验方法（ISO3450：7土方机械
1996IDT)。
本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国土方机械标准化技术委员会（SAC/TC334)归口。本标准负责起草单位：天津工程机械研究院、陕西同力重工股份有限公司、厦门厦工机械股份有限公司。
本标准参加起草单位：内蒙古北方重型汽车股份有限公司、中国龙工控股有限公司、常林股份有限公司、约翰迪尔（中国)投资有限公司。本标准主要起草人：吴红丽、孟园园、李蔚苹、王逢全、裴洁、兰福寿、周榕梅、冷雪鹰。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：GB/T14781-1993。
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1范围
土方机械
GB/T14781—2014/IS05010:2007轮胎式机器转向要求
本标准规定了用于评价按ISO6014所测定的行驶速度大于20km/h自行的橡胶轮胎式土方机械转向能力的转向系统试验方法和性能准则。本标准适用于ISO6165中定义的安装机械转向系统、动力助力转向系统或动力转向系统的推土机、装载机、挖掘装载机、挖掘机、自卸车、铲运机和平地机。本标准不适用于压路机、压实机或吊管机。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。ISO3450土方机械轮胎式机器制动系统的性能要求和试验方法（Earth-movingmachinery--Braking systems of rubber-tyred machines--Systems and performance requirements andtestprocedures)
ISO6014土方机械行驶速度测定（Earth-movingmachineryDeterminationofgroundspeed）ISO6165土方机械基本类型识别、术语和定义（Earth-movingmachineryBasictypeIdentificationandtermsanddefinitions)ISO7457土方机械轮胎式机器转向尺寸的测定（Earth-movingmachineryDeterminationofturningdimensionsofwheeledmachines)ISO10968土方机械司机的操纵装置（Earth-movingmachineryOperator'scontrols）ISO13849（所有部分）
机械安全控制系统有关安全部件（Safetyofmachinery--Safety-relatedparts of control systems)
ISO15998土方机械应用电子元件的机器控制系统（MCS）功能性安全的性能准则和试验(Earth-moving machinery--Machine-control systems (MCS)using electronic components--Perform-ance criteria and tests for functional safety)IEC62061机械安全与安全有关的电气，电子和可编程电子控制系统的功能性安全（SafetyofmachineryFunctional safety of safety-related electrical, electronic and programmable electronic control systems)
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
转向系统
steeringsystem
司机与接地轮胎之间所有参与机器转向的机器元件组成的系统，1
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GB/T14781--2014/ISO5010:20073.1.1
manual steeringsystem
机械转向系统
完全依靠司机本身的力量转向的系统。3.1.2
power-assisted steeringsystem动力助力转向系统
利用辅助动力源减轻司机操纵力进行转向的系统。注1：在没有辅助转向动力源的情况下，机器可以仅依靠人力转向。注2：见6.2.1。
动力转向系统
Efull power-assisted steering system;fullypowered steering system依靠一个（或几个）动力源进行转向的系统。注：动力转向系统可描述为在没有动力助力时，需要施加115N或更大的人力进行转向。3.1.4
应急转向系统
emergencysteering system
在正常转向动力源失效或发动机停止工作的情况下进行转向的系统。3.2
转向动力源
steering power source
normalsteeringpowersource
正常转向动力源
为动力助力或动力转向系统提供动力的装置。示例：液压泵、空气压缩机、发电机。3.2.2
应急转向动力源
emergency steeringpower source为应急转向系统提供动力的装置。示例：液压泵、空气压缩机、储能器、蓄电池。3.2.3
文failureof normal steeringpowersource正常转向动力源的失效
输出的正常转向动力源瞬时完全中断。注：这里假定在同一时间内的失效不多于一起。3.3
steeringcontrol element
转向操纵元件
被司机用于使机器按照所需进行转向的操纵元件。3.3.1
方向盘steeringwheel
圆形的或圆形的一部分，使转向轮产生转向角的操纵元件。3.3.2
操纵杆levercontrol
由两个独立控制驱动系统的左右两侧的相对速度的杆组成的操纵元件。3.3.3
操纵手柄
joystickcontrol
通过向左侧或右侧触动该操纵元件，使转向轮产生一个转向角或者使驱动系统的左右两侧产生相对速度的操纵元件。
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操纵按钮pushbuttoncontrol
GB/T14781—2014/ISO5010:2007由两个独立的、可使转向轮产生一个转向角或控制驱动系统左右两侧的相对速度的按钮组成的操纵元件。
操纵踏板footpedalcontrol
通过压两个独立踏板使转向轮产生一个转向角，或使驱动系统的左右两侧产生相对速度的操纵元件。
hsteeringeffort
转向操纵力
司机施加在转向操纵元件上的、机器转向所必需的力。3.5
steeringangle
转向角
当车轮围绕一个或多个垂直转向轴线从正常直线位置转到转向位置时，前轮和后轮之间的相对偏转角度。
注1：多桥机器转向角为最前桥和最后桥车轮之间的相对偏转角度注2：阿克曼转向的内侧转向轮转向角比外侧车轮的转向角大。因此，对于阿克曼转向，要规定转向角的测位置。采用包括阿克曼转向在内的组合几何形状的转向系统，其转向角应指出测量位置。3.6
tyrecircle
轮胎通过圆
按第9章的规定确定的外侧轮胎通过直径。3.7
工作回路压力
workingcircuitpressure
由泵供给特定回路的额定压力。3.8
传递装置transferdevice
转向系统（3.1)中用于在转向操纵元件（3.3)和转向动力源（3.2)（如适用）之间传递力（触动力和转向力)和/或转向指令的部件。
注：转向力和/或转向指令可以被以下方式传递：机械方式：
一液压方式；
一电力方式：
电子方式；
或以上方式的组合。
steeredwheels
转向轮
可以直接或间接地修正运动方向来确定机器的行进方向的车轮。3.10
安全状态
safestate
在转向操纵系统失效后，通过受控设备、程序或系统停止或转换为安全模式，以预防意外运动或潜在的存储能量释放危害，自动或手动应用的状态注：安全状态是许多因索的作用，包括操作条件、工艺、故障探测能力和安全观念。对于电液转向操纵系统，故障期间使电子部分失效并依靠液压转向系统仅是达到安全状态的几种方法之一。3
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GB/T14781-2014/ISO5010:2007
4一般要求
4.1所有转向系统
以下要求适用于本标准中规定的所有转向系统。4.1.1正常转向操纵元件在任何情况下都应是司机控制机器转向的装置。4.1.1.1转向控制元件被释放时，所选的转向轮胎通过圆（见3.6)应在行进前进方向保持一致或变大。4.1.1.2转向系统应被设计成转向控制元件的运动方向与转向效果一致。如果控制操作不明显，应提供操作标记（例如：使用符号）。4.1.1.3机器运转期间，电子转向控制系统的正常操作应无非受控的转向运动出现。4.1.1.4转向控制元件应允许转向比率逐渐的调整。如果转向速度无法逐渐的调整，最高机器速度应限制在10km/h以内。
4.1.2所有转向系统的设计及在机器上的安装都应使转向系统能承受紧急情况下司机施加的预定操纵力，而不会引起转向功能损坏（见10.1.1)。4.1.3正常转向系统应具有充分的灵敏性，可调节性和响应性，以使熟练的司机能保证机器始终在预定的路线上行驶，并应经过验证以达到10.2的要求。如果转向控制不允许调整转向速度，机器的速度应降低到不大于10km/h。
4.1.3.1后轮转向的机器还应满足5.2.2的转向稳定性要求。4.1.3.2倒挡速度超过20km/h的机器，其前进和倒退两方向均应具有相近的转向系统力、转向速度和持续性。可通过系统简图或计算验证，不需做倒挡试验。4.1.4若采用液压转向，则油路应满足下列要求：a）设置避免液压回路超压的压力控制装置；b）液压软管、接头和管材的爆破压力应不小于正常转向和应急转向系统内工作回路控制装置压力的4倍；
c）管路的安装和布置应避免软管弯曲过急、扭转、摩擦和阻塞。4.1.5元件的布置方案应便于检查和维护，以提高转向系统的可靠性。4.1.6为减少对转向系统的干扰应采取4.1.6.1和4.1.6.2给出的措施。4.1.6.1机器其他功能对转向系统产生的干扰，应通过恰当的布置和几何学方法降到最低。例如，悬挂元件的变形或位移，机器侧倾或车桥摆动及由于作用于车轮上的驱动力矩和制动力矩引起的转向变化等，均应通过恰当的布置和几何学方法降到最低。4.1.6.2在机器设计中应考虑外力对转向系统的干扰，其干扰不应对转向操纵有较大影响。4.1.7动力助力转向和动力转向系统应符合4.1.7.1和4.1.7.3规定的条件。4.1.7.1这些系统尽可能与其他动力系统和油路分开，或者应比除符合ISO3450规定性能水平的紧急制动系统外的其他系统或油路优先布置。4.1.7.2如果正常转向动力源也为其他系统（耗能装置）提供动力，则这些系统（耗能装置）的任何失效都应视为是与正常转向动力源相同的失效。4.1.7.3若机器满足10.3的要求，则转向动力源失效后转向操纵元件与转向轮之间的传动比变化是允许的。
4.1.8若机器装有应急转向系统，该系统尽可能与其他动力系统或油路分开，或者应比除符合ISO3450规定性能水平的紧急制动系统外的其他系统或油路优先布置。4
riKaeerkAca-
4.1.9若机器装有应急转向系统，其司机手册中应包括下列内容：a）指示机器装有应急转向系统；b）应急转向能力的极限值；
验证应急转向系统作用的现场试验方法c
GB/T14781—2014/ISO5010:20074.1.10意外操作一除方向盘外，所有转向操纵元件应设计、布置（即司机位置布局）为非工作状态（即联锁）或安全的，以减小当人进人或离开司机区域时意外触发的可能带有正常和附加转向操纵元件的转向系统4.2
如果使用一个以上转向操纵元件，应符合4.1及下列要求。4.2.1如果转向操纵元件之一的方向盘始终被使用，且比任何其他转向控制元件优先，应考虑作为正常转向操纵元件。
4.2.2可被使用/停用的或有速度限制的转向操纵元件，应在使用时有一个视觉或听觉指示给司机。4.2.3如果转向操纵元件的使用受限于10.4规定的转向试验的特定行驶速度，机器的行驶速度应通过设计使转向操纵元件触发时限制为该速度。4.2.4如果需要附加转向操纵元件在公路上行驶时不起作用，其功能应能够被关掉或不起作用。4.3带有电力/电子传递装置转向系统除4.1的要求外，这些转向系统应该满足ISO15998、ISO13849或IEC62061及下列的要求。4.3.1当电力/电子转向操纵系统的单一失效导致危险，且机器的行驶速度大于10km/h时，转向系统应进人安全状态。
4.3.2机器行驶速度大于20km/h的机器，使用电力/电子转向操纵系统时，应符合下列性能准则：a）在出现单一失效\时，转向性能应能保持；b）意外转向的可能性应降到最小；c）出现失效\时应对司机发出警告。4.3.3当附加的转向控制元件的动力源失效，且如果正常转向控制元件不受影响时，4.3.2的a)和b）的要求不适用。
4.3.44.3.2中所列的要求应经过制造商规定的相关危险分析方法验证，如FMEA、FTA，ETA或类似方法。
5人类工效学要求
下列要求适用于本标准规定范围内的所有转向系统。5.1机器转向应与转向操纵元件的移动方向对应，即方向盘顺时针转动则使机器右转弯，反之则左转弯。
机器处于正常功能情况下，转向操纵元件的操作应符合ISO10968的规定。5.23.4定义的转向操纵力应尽可能小，并且不得超过5.2.1和5.2.2规定的值。5.2.1按照第10章的规定转向试验时，使用方向盘的正常转向系统的转向操纵力不应超过115N。操纵元件的转向力（方向盘的分力）应按照表1的规定。1）按照ISO13849或类似方法的规定，“失效\是指诊断覆盖率平均为80%的任何故障，5
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GB/T14781-2014/IS05010:2007
5.2.2按照第10章的规定进行转向试验，应急转向系统的转向操纵力不应超过350N。5.3左右转向各达到30°转向角，转向操纵元件在左右两方向的移动量相差不得超过25%（可通过计算得到）。对于阿克曼转向，采用内侧转向车轮的转向角。5.4为继续改变转向角，应继续移动转向操纵元件，较理想的是在给定的转向角度范围内，转向操纵元件在机器向前直线行驶位置附近的移动量较大，例如通常采用的蜗杆变速转向机构。表1操纵力
操纵力
操作动作
杆(前/后）
手指尖
杆(侧向)
制动杆(向上）
中间铰接踏板
杆或开关
（频繁操作）
最小*
仅供参考。因为沿着操纵杆的行进，梁纵力是可变的，标示值是在动作期间(尤其是接合至棘爪位置之前)预期达到的值。
b具有背面支撑时为150N。
6性能要求
6.1正常转向系统
正常转向操作系统，无论机械、动力助力或动力系统，在进行10.2.3规定的试验时，其转向操纵力（见3.4)都不得超过115N。
6.2动力助力应急转向系统
6.2.1在10.3.5和10.3.6规定的应急转向试验中，转向操纵力（见3.4)不得超过350N，否则此转向系统应归为动力转向系统，并且按动力转向系统试验。6.2.2应安装显示正常转向动力源失效的听觉或视觉报警装置。当正常转向动力源失效时启动报警装置。应急转向能力只要保持在6.2.1规定的限度内，则不需要应急转向动力源或报警装置，不考虑转向时间和转向次数；若在转过给定角度过程中，转向操纵力明显增大或方向盘转角明显增加，能明确显示正常转向动力源失效，则不需要应急转向动力源或报警装置。6.2.3机器倒挡的最大额定速度超过20km/h时，应急转向系统在机器倒车时应起作用。6
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6.3动力应急转向系统
GB/T14781-2014/IS05010:2007
6.3.1机器装有应急转向系统，应急转向动力源应符合3.2.2的规定。6.3.2按照10.3.5和10.3.6的规定进行试验时，转向操纵力不得超过350N。6.3.3应安装一个显示正常转向动力源失效的听觉或视觉报警装置，该装置应在正常转向动力源失效时触发。
6.3.4机器倒挡的最大额定速度超过20km/h时，该应急转向系统在机器倒车时应起作用。6.4所有转向系统
所有转向系统（正常转向系统和应急转向系统）按10.1.1的规定进行试验后，均不应有功能性损坏。
7转向试验场地
7.1所有转向试验均应在经压实的土地或铺砌的路面上进行，路面应平坦，任何方向的坡度不得大于3%（见第9章、10.2.1、10.3.3、图1和图2)。7.2
试验场地尺寸应按照轮胎通过圆、轴距、轮胎外侧宽度和机器形式确定。见图1。7.3图1所规定的最小值对最小型机器提供一个合理的试验场地。7.4
多桥机器的轴距是指从最前端的桥到最后端的桥之间的距离，以此来确定图1的试验场地尺寸。试验场地可以采用图1的对称图形。7.5
具有多种可选轮胎尺寸的机器进行试验时，应选制造商确认的接地宽度最窄的轮胎。带有附加转向操纵元件操纵杆、操纵手柄和操纵按钮的附加转向试验应按照10.4的规定进行。7
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GB/T14781-2014/IS05010：2007场地尺寸：
A=1.1倍轮胎通过圆或14m，取长者；B=1.75倍轮胎通过圆或22m，取长者；C=2倍最大轴距或15m，取短者。场地长度：
单位为米
所有轮胎通过阅小于12m的轮胎式推土机和平地机试验时，起点应在起点1，终点应在终点1。所有其他机器试验时，起点应在起点2，终点应在终点2。2
-2.5倍最大轮胎外侧宽度；
b—-终点1;
终点2；
通道3；
-通道4；
通道2：
一通道1：
起点1：
起点2；bzxZ.net
—1.25倍最大轮胎外侧宽度。
转向试验场地
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8机器试验要求
GB/T14781—2014/IS05010:2007铲运机和自卸车应为按制造商规定的机器最大额定总质量和最大额定桥荷分配，包括经制造商认8.1
可的最大质量的工作装置与附属装置、司机(75kg)及加满燃油的燃油箱。8.2轮胎式装载机、推土机、挖掘机和平地机应为制造商规定的空载机器质量，包括制造商认可的对转向桥产生最大载荷的工作装置和附属装置的最大质量、司机（75kg）、加满燃油的燃油箱。8.3所有与转向能力有关的零部件参数都应符合制造商的规定，如轮胎尺寸和压力、液压系统压力和流量、报警装置动作点等。
9轮胎通过圆试验程序
轮胎通过圆（用于计算图1和图2的试验场地尺寸）由外侧轮胎通过直径（见ISO7457)及以下要求确定。
9.1只使用正常转向操纵元件（例如方向盘）及正常转向系统。不得使用具有影响转向路线的其他功能的操纵装置（例如：转向制动器、平地机车轮倾斜、平地机后平衡架转向）。9.2对于左右转向通过圆不同的机器，采用较小的轮胎通过圆计算试验场地的尺寸。9.3包括挂车在内的三桥或多桥机器，应在没有半挂或全挂设备的条件下确定其轮胎通过圆，以排除拖拉和牵引两部分之间转向停顿的干扰。10转向试验
转向系统整体试验
10.1.1有方向盘作为转向操纵元件的转向系统应能承受作用在转向操纵元件上并与其移动方向一致的900N的力而无功能性损坏（见4.1.2）其他转向操纵元件应能承受表1规定的最大操纵力两倍的载荷。10.1.2机器轮胎应位于图1和图2所示的试验场地界限内，三桥或多桥的机器（包括半挂或全挂）除外。半挂或全挂机器的轮胎轨迹不予考虑。10.2正常转向系统试验
10.2.1转向系统的性能应足以保持机器在一条长100m，宽1.25倍轮胎外侧最大宽度的平直路面内以最大前进速度运行。允许司机做正常的转向校正。10.2.2后轮转向的机器以（8士2)km/h的速度沿圆形轨迹行驶，圆形轨迹直径约为以二分之一最大转向角转向时所得的直径。放松操纵元件后，转向角不得增加。10.2.3转向系统应具备足够的能力，以保证在前桥进人试验场地到离开试验场地的时间内，机器的轮胎位于图1的试验场地内（见10.1.2），以（16士2)km/h的速度向前行驶。转向操纵力应予以记录且不得超过115N。为得到平稳的转向操纵力，允许司机试操纵几次，以使司机平稳地施加力于转向操纵元件。
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