Dechassis til tunge maskinerer en kernekomponent, der understøtter udstyrets overordnede struktur, overfører kraft, bærer belastninger og tilpasser sig komplekse arbejdsforhold. Dens designkrav skal i vid udstrækning tage højde for sikkerhed, stabilitet, holdbarhed og miljømæssig tilpasningsevne. Følgende er de vigtigste krav til design af undervogn på tunge maskiner:
I. Kernedesignkrav
1. Strukturel styrke og stivhed
**Belastningsanalyse:** Det er nødvendigt at beregne statiske belastninger (udstyrets egenvægt, lasteevne), dynamiske belastninger (vibrationer, stød) og arbejdsbelastninger (udgravningskraft, trækkraft osv.) for at sikre, at chassiset ikke undergår plastisk deformation eller brud under ekstreme arbejdsforhold.
**Materialevalg:** Der bør anvendes højstyrkestål (såsom Q345, Q460), speciallegeringer eller svejsede strukturer, under hensyntagen til trækstyrke, udmattelsesmodstand og bearbejdelighed.
**Strukturel optimering:** Verificer spændingsfordelingen gennem finite element analyse (FEA), og anvend kassebjælker, I-bjælker eller gitterkonstruktioner for at forbedre bøjnings-/vridningsstivheden.
2. Stabilitet og balance
** Kontrol af tyngdepunkt: Tildel udstyrets tyngdepunktsposition på en rimelig måde (f.eks. sænkning af motoren, design af modvægte) for at undgå risikoen for væltning.
** Sporvidde og akselafstand: Juster sporvidde og akselafstand i henhold til arbejdsmiljøet (ujævnt terræn eller fladt terræn) for at forbedre den laterale/langsgående stabilitet.
** Affjedringssystem: Design hydraulisk affjedring, luft-oliefjedre eller gummistøddæmpere baseret på vibrationsegenskaberne ved tunge maskiner for at reducere dynamisk stød.
3. Holdbarhed og levetid
**Udmattelsesbestandigt design: Der bør udføres en analyse af udmattelseslevetiden på kritiske dele (såsom hængselspunkter og svejsesømme) for at forhindre spændingskoncentration.**
**Korrosionsbeskyttelse: Brug varmgalvanisering, epoxyharpikssprøjtning eller kompositbelægninger for at tilpasse sig barske miljøer såsom fugt og salttåge.**
**Slidstærk beskyttelse: Installer slidstærke stålplader eller udskiftelige foringer i områder, der er udsatte for slid (såsom bælteled og undervognsplader).**
4. Drivlinjetilpasning
**Drivlinjelayout: Arrangementet af motor, transmission og drivaksel skal sikre den korteste kraftoverførselsvej for at minimere energitab.**
**Transmissionseffektivitet: Optimer matchningen af gearkasser, hydrauliske motorer eller hydrostatiske drev (HST) for at sikre effektiv kraftoverførsel.**
**Varmeafledningsdesign: Reserver varmeafledningskanaler eller integrer kølesystemer for at forhindre overophedning af transmissionskomponenter.**
II. Krav til miljømæssig tilpasning
1. Terræntilpasningsevne
** Valg af køremekanisme: Bæltechassis (højt jordkontakttryk, egnet til blødt underlag) eller dækchassis (højhastighedsmobilitet, hårdt underlag).
** Frihøjde: Design tilstrækkelig frihøjde baseret på behovet for fremkommelighed for at undgå, at chassiset skraber mod forhindringer.
** Styresystem: Knækstyring, hjulstyring eller differentialstyring for at sikre manøvredygtighed i komplekst terræn.
2. Reaktion under ekstreme driftsforhold
** Temperaturtilpasningsevne: Materialerne skal kunne fungere inden for området -40°C til +50°C for at forhindre sprødbrud ved lave temperaturer eller krybning ved høje temperaturer.
** Støv- og vandafvisende: Kritiske komponenter (lejer, pakninger) skal beskyttes med en IP67-klassificering eller højere. Vigtige dele kan også indkapsles i en kasse for at forhindre indtrængning af sand og snavs.
III. Sikkerheds- og lovgivningsmæssige krav
1. Sikkerhedsdesign
** Væltningsbeskyttelse: Udstyret med ROPS (Roll-over Protective Structure) og FOPS (Fall Protective Structure).
** Nødbremsesystem: Redundant bremsedesign (mekanisk + hydraulisk bremsning) for at sikre hurtig reaktion i nødsituationer.
** Antislipkontrol: På våde eller glatte veje eller skråninger forbedres vejgrebet via differentialespærre eller elektroniske antislipsystemer.
2. Overholdelse
**Internationale standarder: Overholder standarder som ISO 3471 (ROPS-test) og ISO 3449 (FOPS-test).**
**Miljøkrav: Opfyld emissionsstandarder (såsom Tier 4/Stage V for ikke-vejgående maskiner) og reducer støjforurening.**
IV. Vedligeholdelse og reparationsmuligheder
1. Modulært design: Nøglekomponenter (såsom drivaksler og hydrauliske rørledninger) er designet i en modulær struktur for hurtig adskillelse og udskiftning.
2. Vedligeholdelsesvenlig: Der er inspektionshuller, og smørepunkter er centralt placeret for at reducere vedligeholdelsestid og -omkostninger.
3. Fejldiagnose: Integrerede sensorer overvåger parametre som olietryk, temperatur og vibrationer og understøtter fjernadvarsels- eller OBD-systemer.
V. Letvægtsudvikling og energieffektivitet
1. Reduktion af materialevægt: Brug højstyrkestål, aluminiumslegeringer eller kompositmaterialer, samtidig med at strukturel integritet sikres.
2. Topologioptimering: Anvend CAE-teknologi til at eliminere overflødige materialer og optimere strukturelle former (såsom hule bjælker og bikagestrukturer).
3. Energiforbrugskontrol: Forbedr transmissionssystemets effektivitet for at reducere brændstof- eller strømforbruget.
VI. Tilpasset design
1. Design af mellemliggende forbindelsesstruktur: Optimer strukturen baseret på bæreevnen og forbindelseskravene for det øvre udstyr, herunder bjælker, platforme, søjler osv.
2. Design af løfteøjer: Design løfteøjer i henhold til udstyrets løftekrav.
3. Logodesign: Udskriv eller gravér logoet efter kundens krav.
VII. Forskelle i typisk applikationsscenariedesign
Mekanisk type | Vægt på undervognsdesign |
Gravemaskiner til minedrift | Fremragende slagfasthed, slidstyrke på spor, højt terrænfritrum |
Havnekraner | Lavt tyngdepunkt, bred akselafstand, stabilitet ved vindbelastning |
Landbrugsmejetærskere | Letvægts, blød terrænpassage, design mod sammenfiltring |
Militærteknikmaskineri | Høj mobilitet, modulær hurtig vedligeholdelse, elektromagnetiskkompatibilitet |
Oversigt
Designet af undervognen på tunge maskiner bør være baseret på "tværfagligesamarbejde", der integrerer mekanisk analyse, materialevidenskab, dynamisk simulering og verifikation af faktiske driftsforhold for i sidste ende at nå målene om pålidelighed, effektivitet og lang levetid. Under designprocessen bør der prioriteres brugerscenariekrav (såsom minedrift, byggeri, landbrug), og der bør reserveres plads til teknologiske opgraderinger (såsom elektrificering og intelligens).