Wichtige Aspekte bei der Konstruktion von Fahrgestellen für schwere Maschinen

I. Kernanforderungen an das Design

1. Strukturelle Festigkeit und Steifigkeit
**Lastanalyse: Um sicherzustellen, dass das Fahrgestell unter extremen Arbeitsbedingungen keine plastische Verformung oder einen Bruch erleidet, müssen statische Lasten (Eigengewicht der Ausrüstung, Tragfähigkeit), dynamische Lasten (Vibrationen, Stöße) und Arbeitslasten (Aushubkraft, Zugkraft usw.) berechnet werden.
**Materialauswahl:** Es sollten hochfeste Stähle (wie z. B. Q345, Q460), Speziallegierungen oder Schweißkonstruktionen verwendet werden, wobei Zugfestigkeit, Dauerfestigkeit und Bearbeitbarkeit zu berücksichtigen sind.
**Strukturoptimierung: Überprüfung der Spannungsverteilung mittels Finite-Elemente-Analyse (FEA) und Verwendung von Kastenträgern, I-Trägern oder Fachwerkkonstruktionen zur Verbesserung der Biege-/Torsionssteifigkeit.

2. Stabilität und Gleichgewicht
** Schwerpunktkontrolle: Um die Gefahr des Umkippens zu vermeiden, sollte der Schwerpunkt des Geräts sinnvoll positioniert werden (z. B. durch Absenken des Motors, Anbringen von Gegengewichten).
** Spurweite und Radstand: Passen Sie die Spurweite und den Radstand an die Arbeitsumgebung (unebenes Gelände oder ebener Boden) an, um die Seiten-/Längsstabilität zu verbessern.
** Federungssystem: Hydraulische Federung, Luft-Öl-Federn oder Gummistoßdämpfer werden auf Basis der Schwingungseigenschaften der schweren Maschinen entwickelt, um dynamische Stöße zu reduzieren.

3. Haltbarkeit und Lebensdauer
**Ermüdungsbeständige Konstruktion: An kritischen Bauteilen (wie Scharnierpunkten und Schweißnähten) sollte eine Ermüdungslebensdaueranalyse durchgeführt werden, um Spannungskonzentrationen zu vermeiden.
**Korrosionsschutzbehandlung: Verwenden Sie Feuerverzinkung, Epoxidharz-Spritzbeschichtung oder Verbundbeschichtungen, um sich an raue Umgebungsbedingungen wie Feuchtigkeit und Salznebel anzupassen.
**Verschleißschutz: In verschleißanfälligen Bereichen (wie Kettengliedern und Fahrwerksplatten) sollten verschleißfeste Stahlplatten oder austauschbare Auskleidungen angebracht werden.

4. Antriebsstranganpassung
**Antriebsstrang-Layout: Die Anordnung von Motor, Getriebe und Antriebsachse sollte den kürzesten Kraftübertragungsweg gewährleisten, um Energieverluste zu minimieren.
**Übertragungseffizienz: Optimieren Sie die Abstimmung von Getrieben, Hydraulikmotoren oder hydrostatischen Antrieben (HST), um eine effiziente Kraftübertragung zu gewährleisten.
**Wärmeableitungsdesign: Vorsehen von Wärmeableitungskanälen oder Integration von Kühlsystemen, um eine Überhitzung der Getriebekomponenten zu verhindern.

II. Anforderungen an die Anpassungsfähigkeit an die Umwelt
1. Geländeanpassungsfähigkeit
** Auswahl des Fahrmechanismus: Kettenfahrwerk (hoher Bodenkontaktdruck, geeignet für weichen Untergrund) oder Reifenfahrwerk (hohe Mobilität bei hohen Geschwindigkeiten, geeignet für harten Untergrund).
** Bodenfreiheit: Ausreichende Bodenfreiheit entsprechend den Anforderungen an die Passierbarkeit planen, um ein Aufsetzen des Chassis an Hindernissen zu vermeiden.
** Lenksystem: Knicklenkung, Radlenkung oder Differenziallenkung zur Gewährleistung der Manövrierfähigkeit in unwegsamem Gelände.

2. Reaktion auf extreme Betriebsbedingungen
** Temperaturanpassungsfähigkeit: Die Werkstoffe müssen in der Lage sein, im Bereich von -40 °C bis +50 °C zu funktionieren, um Sprödbrüche bei niedrigen Temperaturen oder Kriechen bei hohen Temperaturen zu verhindern.
** Staub- und Wasserbeständigkeit: Kritische Bauteile (Lager, Dichtungen) sollten mindestens Schutzart IP67 aufweisen. Wichtige Teile können zudem in einem Gehäuse untergebracht werden, um das Eindringen von Sand und Schmutz zu verhindern.

III. Sicherheits- und behördliche Anforderungen
1. Sicherheitsdesign
** Überrollschutz: Ausgestattet mit ROPS (Überrollschutzstruktur) und FOPS (Absturzsicherungsstruktur).
** Notbremssystem: Redundante Bremskonstruktion (mechanische + hydraulische Bremse) zur Gewährleistung einer schnellen Reaktion in Notfällen.
** Antischlupfregelung: Auf nassen oder rutschigen Straßen oder Hängen wird die Traktion durch Differenzialsperren oder elektronische Antischlupfregelungssysteme verbessert.

2. Einhaltung
**Internationale Standards:** Einhaltung von Normen wie ISO 3471 (ROPS-Prüfung) und ISO 3449 (FOPS-Prüfung).
**Umweltanforderungen:** Emissionsnormen (z. B. Tier 4/Stufe V für Off-Road-Maschinen) einhalten und Lärmbelästigung reduzieren.

IV. Wartung und Reparierbarkeit
1. Modulares Design: Wichtige Komponenten (wie Antriebsachsen und Hydraulikleitungen) sind modular aufgebaut, um eine schnelle Demontage und einen einfachen Austausch zu ermöglichen.
2. Wartungsfreundlichkeit: Inspektionsöffnungen sind vorhanden und Schmierstellen sind zentral angeordnet, um Wartungszeit und -kosten zu reduzieren.
3. Fehlerdiagnose: Integrierte Sensoren überwachen Parameter wie Öldruck, Temperatur und Vibration und unterstützen so Systeme für die frühzeitige Fernwarnung oder OBD-Systeme.

V. Leichtbau und Energieeffizienz
1. Reduzierung des Materialgewichts: Einsatz von hochfestem Stahl, Aluminiumlegierungen oder Verbundwerkstoffen bei gleichzeitiger Gewährleistung der strukturellen Integrität.
2. Topologieoptimierung: Einsatz von CAE-Technologie zur Eliminierung redundanter Materialien und zur Optimierung von Strukturformen (wie Hohlträger und Wabenstrukturen).
3. Energiemanagement: Steigerung der Effizienz des Getriebesystems zur Reduzierung des Kraftstoff- bzw. Stromverbrauchs.

VI. Kundenspezifisches Design
1. Gestaltung der Zwischenverbindungsstruktur: Optimierung der Struktur auf der Grundlage der Tragfähigkeit und der Verbindungsanforderungen der oberen Ausrüstung, einschließlich Träger, Plattformen, Säulen usw.
2. Auslegung der Hebeösen: Die Hebeösen sind entsprechend den Hebeanforderungen des Geräts auszulegen.
3. Logogestaltung: Das Logo wird gemäß den Kundenvorgaben gedruckt oder graviert.