O/Achasis de maquinaria pesadaé un compoñente central que soporta a estrutura xeral do equipo, transmite potencia, soporta cargas e adáptase a condicións de traballo complexas. Os seus requisitos de deseño deben considerar exhaustivamente a seguridade, a estabilidade, a durabilidade e a adaptabilidade ambiental. Os seguintes son os requisitos clave para o deseño do chasis de maquinaria pesada:
I. Requisitos de deseño básico
1. Resistencia e rixidez estruturais
**Análise de carga:** É necesario calcular as cargas estáticas (peso propio do equipo, capacidade de carga), as cargas dinámicas (vibracións, choques) e as cargas de traballo (forza de escavación, forza de tracción, etc.) para garantir que o chasis non sufra deformación plástica nin fractura en condicións de traballo extremas.
**Selección de materiais:** Débense usar aceiro de alta resistencia (como Q345, Q460), aliaxes especiais ou estruturas soldadas, tendo en conta a resistencia á tracción, a resistencia á fatiga e a maquinabilidade.
**Optimización estrutural: verificar a distribución de tensións mediante análise de elementos finitos (FEA) e adoptar vigas caixón, vigas en I ou estruturas de celosía para mellorar a rixidez á flexión/torsión.**
2. Estabilidade e equilibrio
Control do centro de gravidade: asignar razoablemente a posición do centro de gravidade do equipo (como baixar o motor ou deseñando contrapesos) para evitar o risco de volcadura.
** Vía e distancia entre eixes: Axuste a vía e a distancia entre eixes segundo o entorno de traballo (terreo irregular ou chan) para mellorar a estabilidade lateral/lonxitudinal.
Sistema de suspensión: Deseña suspensión hidráulica, resortes pneumáticos ou amortecedores de goma baseándose nas características de vibración da maquinaria pesada para reducir o impacto dinámico.
3. Durabilidade e vida útil
Deseño resistente á fatiga: Débese realizar unha análise da vida útil á fatiga nas pezas críticas (como os puntos de articulación e as costuras de soldadura) para evitar a concentración de tensións.
Tratamento anticorrosión: use galvanizado en quente, pulverización de resina epoxi ou revestimentos compostos para adaptarse a ambientes agresivos como humidade e néboa salina.
**Protección resistente ao desgaste: Instale placas de aceiro resistentes ao desgaste ou revestimentos substituíbles en zonas propensas ao desgaste (como elos das orugas e placas do chasis).**
4. Adaptación do tren motriz
Disposición do tren motriz: A disposición do motor, a transmisión e o eixo motriz debe garantir a vía de transmisión de potencia máis curta para minimizar a perda de enerxía.
**Eficiencia da transmisión: optimiza a combinación de caixas de cambios, motores hidráulicos ou accionamentos hidrostáticos (HST) para garantir unha transmisión de potencia eficiente.**
Deseño de disipación de calor: Reserva canles de disipación de calor ou integra sistemas de refrixeración para evitar o sobrequecemento dos compoñentes da transmisión.
II. Requisitos de adaptabilidade ambiental
1. Adaptabilidade ao terreo
** Selección do mecanismo de desprazamento: chasis de tipo oruga (alta presión de contacto co chan, axeitado para terreos brandos) ou chasis de tipo pneumático (mobilidade de alta velocidade, terreos duros).
** Distancia libre ao chan: Deseña unha distancia libre ao chan suficiente en función da necesidade de transitabilidade para evitar que o chasis roce contra os obstáculos.
**Sistema de dirección: Dirección articulada, dirección ao volante ou dirección diferencial para garantir a manobrabilidade en terreos complexos.**
2. Resposta a condicións de funcionamento extremas
Adaptabilidade á temperatura: os materiais deben ser capaces de funcionar dentro do rango de -40 °C a +50 °C para evitar a fractura fráxil a baixas temperaturas ou a fluencia a altas temperaturas.
** Resistencia á auga e ao po: Os compoñentes críticos (rodamentos, selos) deben estar protexidos cunha clasificación IP67 ou superior. As pezas importantes tamén poden estar encerradas nunha caixa para evitar a entrada de area e sucidade.
III. Requisitos de seguridade e regulamentarios
1. Deseño de seguridade
** Protección antivuelco: Equipada con ROPS (estrutura de protección antivuelco) e FOPS (estrutura de protección contra caídas).**
**Sistema de freado de emerxencia: deseño de freado redundante (freado mecánico + hidráulico) para garantir unha resposta rápida en caso de emerxencia.**
**Control antideslizamento: En estradas ou pendentes molladas ou esvaradías, a tracción mellórase mediante bloqueos diferenciais ou sistemas antideslizamento electrónicos.**
2. Conformidade
**Normas internacionais: Cumpren con normas como a ISO 3471 (probas ROPS) e a ISO 3449 (probas FOPS).**
**Requisitos ambientais: Cumpre as normas de emisións (como as de nivel 4/fase V para maquinaria non viaria) e reduce a contaminación acústica.**
IV. Mantemento e reparabilidade
1. Deseño modular: Os compoñentes clave (como os eixos de accionamento e as tubaxes hidráulicas) están deseñados nunha estrutura modular para un desmontaxe e substitución rápidos.
2. Comodidade de mantemento: Os orificios de inspección e os puntos de lubricación están dispostos centralmente para reducir o tempo e os custos de mantemento.
3. Diagnóstico de avarías: Os sensores integrados monitorizan parámetros como a presión do aceite, a temperatura e a vibración, o que permite o uso de sistemas de alerta temperá remota ou OBD.
V. Lixeireza e eficiencia enerxética
1. Redución do peso do material: utilizar aceiro de alta resistencia, aliaxes de aluminio ou materiais compostos, garantindo ao mesmo tempo a integridade estrutural.
2. Optimización topolóxica: Empregar a tecnoloxía CAE para eliminar materiais redundantes e optimizar as formas estruturais (como vigas ocas e estruturas en forma de panal).
3. Control do consumo de enerxía: Mellorar a eficiencia do sistema de transmisión para reducir o consumo de combustible ou enerxía.
VI. Deseño personalizado
1. Deseño da estrutura de conexión intermedia: optimizar a estrutura en función da capacidade de carga e os requisitos de conexión do equipo superior, incluíndo vigas, plataformas, columnas, etc.
2. Deseño das uñas de elevación: deseñe as uñas de elevación segundo os requisitos de elevación do equipo.
3. Deseño do logotipo: Imprimir ou gravar o logotipo segundo os requisitos do cliente.
VII. Diferenzas no deseño de escenarios de aplicación típicos
| Tipo mecánico | Énfase no deseño do chasis |
| Escavadoras de minería | Excelente resistencia ao impacto, resistencia ao desgaste das vías, terreo elevadoautorización |
| Grúas portuarias | Centro de gravidade baixo, distancia entre eixes ampla, estabilidade á carga do vento |
| colleitadoras agrícolas | Livián, transitabilidade por terreo brando, deseño antienredos |
| enxeñaría militarmaquinaria | Alta mobilidade, mantemento rápido modular, electromagnéticocompatibilidade |
Resumo
O deseño do chasis de maquinaria pesada debería basearse en "consideracións multidisciplinares"colaboración», integrando a análise mecánica, a ciencia dos materiais, a simulación dinámica e a verificación das condicións de traballo reais, para acadar en última instancia os obxectivos de fiabilidade, eficiencia e longa vida útil. Durante o proceso de deseño, débese dar prioridade aos requisitos do escenario do usuario (como a minería, a construción, a agricultura) e débese reservar espazo para actualizacións tecnolóxicas (como a electrificación e a intelixencia).