Lechâssis de train de roulement pour machinerie lourdeIl s'agit d'un composant essentiel qui soutient la structure globale de l'équipement, transmet la puissance, supporte les charges et s'adapte aux conditions de travail complexes. Sa conception doit prendre en compte la sécurité, la stabilité, la durabilité et l'adaptabilité environnementale. Voici les principales exigences pour la conception d'un train de roulement pour engins lourds :
I. Exigences de conception de base
1. Résistance et rigidité structurelles
**Analyse de charge : Il est nécessaire de calculer les charges statiques (poids propre de l'équipement, capacité de charge), les charges dynamiques (vibrations, chocs) et les charges de travail (force d'excavation, force de traction, etc.) pour garantir que le châssis ne subit pas de déformation plastique ou de fracture dans des conditions de travail extrêmes.
**Sélection des matériaux : Il convient d'utiliser de l'acier à haute résistance (tel que Q345, Q460), des alliages spéciaux ou des structures soudées, en tenant compte de la résistance à la traction, de la résistance à la fatigue et de l'usinabilité.
**Optimisation structurelle : vérifier la répartition des contraintes par analyse par éléments finis (FEA) et adopter des poutres-caissons, des poutres en I ou des structures en treillis pour améliorer la rigidité en flexion/torsion.
2. Stabilité et équilibre
** Contrôle du centre de gravité : Répartir raisonnablement la position du centre de gravité de l'équipement (par exemple en abaissant le moteur, en concevant des contrepoids), pour éviter le risque de renversement.
** Voie et empattement : ajustez la voie et l'empattement en fonction de l'environnement de travail (terrain accidenté ou sol plat) pour améliorer la stabilité latérale/longitudinale.
** Système de suspension : Concevez une suspension hydraulique, des ressorts air-huile ou des amortisseurs en caoutchouc en fonction des caractéristiques de vibration des machines lourdes pour réduire l'impact dynamique.
3. Durabilité et durée de vie
**Conception résistante à la fatigue : une analyse de la durée de vie en fatigue doit être effectuée sur les pièces critiques (telles que les points de charnière et les cordons de soudure) pour éviter la concentration de contraintes.
**Traitement anticorrosion : utilisez la galvanisation à chaud, la pulvérisation de résine époxy ou des revêtements composites pour vous adapter aux environnements difficiles tels que l'humidité et les embruns salins.
**Protection résistante à l'usure : installez des plaques d'acier résistantes à l'usure ou des revêtements remplaçables dans les zones sujettes à l'usure (telles que les maillons de chenille et les plaques de train de roulement).
4. Correspondance du groupe motopropulseur
**Disposition du groupe motopropulseur : la disposition du moteur, de la transmission et de l'essieu moteur doit garantir le chemin de transmission de puissance le plus court pour minimiser les pertes d'énergie.
**Efficacité de la transmission : Optimisez l'adaptation des boîtes de vitesses, des moteurs hydrauliques ou des entraînements hydrostatiques (HST) pour garantir une transmission de puissance efficace.
**Conception de dissipation thermique : réservez des canaux de dissipation thermique ou intégrez des systèmes de refroidissement pour éviter la surchauffe des composants de transmission.
II. Exigences en matière d'adaptabilité environnementale
1. Adaptabilité du terrain
** Sélection du mécanisme de déplacement : châssis à chenilles (pression de contact au sol élevée, adapté aux sols meubles) ou châssis à pneus (mobilité à grande vitesse, sols durs).
** Garde au sol : Concevez une garde au sol suffisante en fonction du besoin de praticabilité pour éviter que le châssis ne frotte contre les obstacles.
** Système de direction : Direction articulée, direction à roues ou direction différentielle pour assurer la maniabilité sur des terrains complexes.
2. Réponse aux conditions de fonctionnement extrêmes
** Adaptabilité à la température : les matériaux doivent pouvoir fonctionner dans une plage de -40 °C à +50 °C pour éviter la rupture fragile à basse température ou le fluage à haute température.
** Résistance à la poussière et à l'eau : Les composants critiques (roulements, joints) doivent être protégés par un indice de protection IP67 ou supérieur. Les pièces importantes peuvent également être enfermées dans un boîtier pour empêcher l'intrusion de sable et de saleté.
III. Exigences de sécurité et réglementaires
1. Conception de sécurité
** Protection anti-retournement : équipé d'une structure de protection anti-retournement (ROPS) et d'une structure de protection anti-chute (FOPS).
** Système de freinage d'urgence : conception de freinage redondante (freinage mécanique + hydraulique) pour assurer une réponse rapide en cas d'urgence.
** Contrôle antidérapant : Sur les routes ou pentes mouillées ou glissantes, la traction est améliorée grâce à des blocages de différentiel ou des systèmes antidérapants électroniques.
2. Conformité
**Normes internationales : Conforme aux normes telles que ISO 3471 (tests ROPS) et ISO 3449 (tests FOPS).
**Exigences environnementales : Respecter les normes d’émission (telles que Tier 4/Phase V pour les engins non routiers) et réduire la pollution sonore.
IV. Maintenance et réparabilité
1. Conception modulaire : les composants clés (tels que les essieux moteurs et les conduites hydrauliques) sont conçus dans une structure modulaire pour un démontage et un remplacement rapides.
2. Facilité d'entretien : des trous d'inspection sont prévus et les points de lubrification sont disposés de manière centralisée pour réduire le temps et les coûts d'entretien.
3. Diagnostic des pannes : des capteurs intégrés surveillent des paramètres tels que la pression d'huile, la température et les vibrations, prenant en charge les systèmes d'alerte précoce à distance ou OBD.
V. Allègement et efficacité énergétique
1. Réduction du poids du matériau : utilisez de l'acier à haute résistance, des alliages d'aluminium ou des matériaux composites tout en garantissant l'intégrité structurelle.
2. Optimisation de la topologie : utilisez la technologie CAE pour éliminer les matériaux redondants et optimiser les formes structurelles (telles que les poutres creuses et les structures en nid d'abeille).
3. Contrôle de la consommation d’énergie : Améliorer l’efficacité du système de transmission pour réduire la consommation de carburant ou d’énergie.
VI. Conception personnalisée
1. Conception de la structure de connexion intermédiaire : Optimiser la structure en fonction de la capacité portante et des exigences de connexion de l'équipement supérieur, y compris les poutres, les plates-formes, les colonnes, etc.
2. Conception des oreilles de levage : Concevez les oreilles de levage en fonction des exigences de levage de l'équipement.
3. Conception du logo : imprimez ou gravez le logo selon les exigences du client.
VII. Différences dans la conception des scénarios d'application typiques
| Type mécanique | Accent mis sur la conception du train de roulement |
| Excavateurs miniers | Superbe résistance aux chocs, résistance à l'usure des chenilles, terrain élevéautorisation |
| Grues portuaires | Centre de gravité bas, empattement large, stabilité à la charge du vent |
| Moissonneuses agricoles | Léger, praticable sur sol meuble, conception anti-enchevêtrement |
| Génie militairemachinerie | Haute mobilité, maintenance rapide modulaire, électromagnétiquecompatibilité |
Résumé
La conception du train de roulement des machines lourdes doit être basée sur des « approches multidisciplinaires ».« Collaboration », intégrant l'analyse mécanique, la science des matériaux, la simulation dynamique et la vérification des conditions de fonctionnement réelles, pour atteindre les objectifs de fiabilité, d'efficacité et de longévité. Lors de la conception, la priorité doit être donnée aux exigences des scénarios d'utilisation (tels que l'exploitation minière, la construction, l'agriculture) et un espace doit être réservé aux mises à niveau technologiques (telles que l'électrification et l'intelligence).