Itusasis undercarriage mesin beratadalah komponen inti yang mendukung keseluruhan struktur peralatan, menyalurkan daya, menahan beban, dan beradaptasi dengan kondisi kerja yang kompleks. Persyaratan desainnya harus mempertimbangkan keselamatan, stabilitas, daya tahan, dan kemampuan beradaptasi terhadap lingkungan secara komprehensif. Berikut ini adalah persyaratan utama untuk desain rangka bawah mesin berat:
I. Persyaratan Desain Inti
1. Kekuatan dan Kekakuan Struktural
**Analisis Beban: Perlu menghitung beban statis (berat sendiri peralatan, kapasitas beban), beban dinamis (getaran, guncangan), dan beban kerja (gaya galian, gaya traksi, dsb.) untuk memastikan bahwa sasis tidak mengalami deformasi plastik atau patah dalam kondisi kerja ekstrem.
**Pemilihan Material: Baja berkekuatan tinggi (seperti Q345, Q460), paduan khusus, atau struktur las harus digunakan, dengan mempertimbangkan kekuatan tarik, ketahanan lelah, dan kemampuan mesin.
**Optimalisasi Struktural: Verifikasi distribusi tegangan melalui analisis elemen hingga (FEA), dan terapkan balok kotak, balok-I, atau struktur rangka untuk meningkatkan kekakuan lentur/torsi.
2. Stabilitas dan Keseimbangan
** Kontrol Pusat Gravitasi: Alokasikan posisi pusat gravitasi peralatan secara wajar (seperti menurunkan mesin, merancang pemberat penyeimbang), untuk menghindari risiko terbalik.
** Lintasan dan Jarak Sumbu Roda: Sesuaikan lintasan dan jarak sumbu roda sesuai dengan lingkungan kerja (medan tidak rata atau tanah datar) untuk meningkatkan stabilitas lateral/longitudinal.
** Sistem Suspensi: Rancang suspensi hidrolik, pegas udara-oli, atau peredam kejut karet berdasarkan karakteristik getaran mesin berat untuk mengurangi dampak dinamis.
3. Daya Tahan dan Masa Pakai
**Desain Tahan Kelelahan: Analisis umur kelelahan harus dilakukan pada bagian-bagian penting (seperti titik engsel dan jahitan las) untuk mencegah konsentrasi tegangan.
**Perawatan Anti-korosi: Gunakan galvanisasi celup panas, penyemprotan resin epoksi, atau pelapis komposit untuk beradaptasi dengan lingkungan yang keras seperti kelembapan dan semprotan garam.
**Perlindungan Tahan Aus: Pasang pelat baja tahan aus atau pelapis yang dapat diganti di area yang rentan terhadap keausan (seperti sambungan rel dan pelat kolong kendaraan).
4. Pencocokan Sistem Penggerak
**Tata Letak Powertrain: Susunan mesin, transmisi, dan poros penggerak harus memastikan jalur transmisi daya terpendek untuk meminimalkan kehilangan energi.
**Efisiensi Transmisi: Optimalkan pencocokan kotak roda gigi, motor hidrolik, atau penggerak hidrostatik (HST) untuk memastikan transmisi daya yang efisien.
**Desain Pembuangan Panas: Cadangan saluran pembuangan panas atau integrasikan sistem pendingin untuk mencegah komponen transmisi terlalu panas.
II. Persyaratan Adaptasi Lingkungan
1. Kemampuan Beradaptasi terhadap Medan
** Pemilihan Mekanisme Perjalanan: Sasis tipe trek (tekanan kontak tanah tinggi, cocok untuk tanah lunak) atau sasis tipe ban (mobilitas kecepatan tinggi, tanah keras).
** Ground Clearance: Rancang ground clearance yang cukup berdasarkan kebutuhan kemampuan melintas untuk menghindari sasis bergesekan dengan rintangan.
** Sistem Kemudi: Kemudi artikulasi, kemudi roda, atau kemudi diferensial untuk memastikan kemampuan manuver di medan yang kompleks.
2. Respon terhadap Kondisi Operasi Ekstrim
** Kemampuan Beradaptasi terhadap Suhu: Material harus mampu beroperasi dalam kisaran -40°C hingga +50°C untuk mencegah patah getas pada suhu rendah atau merayap pada suhu tinggi.
** Tahan Debu dan Air: Komponen penting (bantalan, segel) harus dilindungi dengan peringkat IP67 atau lebih tinggi. Komponen penting juga dapat ditutup dalam kotak untuk mencegah masuknya pasir dan kotoran.
III. Persyaratan Keselamatan dan Peraturan
1. Desain Keselamatan
** Perlindungan Terguling: Dilengkapi dengan ROPS (Struktur Pelindung Terguling) dan FOPS (Struktur Pelindung Jatuh).
** Sistem Pengereman Darurat: Desain pengereman redundan (pengereman mekanis + hidrolik) untuk memastikan respons cepat dalam keadaan darurat.
** Kontrol Anti-Selip: Di jalan atau lereng yang basah atau licin, traksi ditingkatkan melalui kunci diferensial atau sistem anti-selip elektronik.
2. Kepatuhan
**Standar Internasional: Sesuai dengan standar seperti ISO 3471 (pengujian ROPS) dan ISO 3449 (pengujian FOPS).
**Persyaratan Lingkungan: Memenuhi standar emisi (seperti Tier 4/Tahap V untuk mesin non-jalan raya) dan mengurangi polusi suara.
IV. Perawatan dan Perbaikan
1. Desain Modular: Komponen utama (seperti poros penggerak dan pipa hidrolik) dirancang dalam struktur modular untuk pembongkaran dan penggantian yang cepat.
2. Kemudahan Perawatan: Lubang pemeriksaan disediakan dan titik pelumasan diatur secara terpusat untuk mengurangi waktu dan biaya perawatan.
3. Diagnosis Kesalahan: Sensor terintegrasi memantau parameter seperti tekanan oli, suhu, dan getaran, mendukung sistem peringatan dini jarak jauh atau OBD.
V. Peringanan dan Efisiensi Energi
1. Pengurangan Berat Material: Gunakan baja berkekuatan tinggi, paduan aluminium, atau material komposit sambil memastikan integritas struktural.
2. Optimalisasi Topologi: Gunakan teknologi CAE untuk menghilangkan material yang berlebihan dan mengoptimalkan bentuk struktural (seperti balok berongga dan struktur sarang lebah).
3. Kontrol Konsumsi Energi: Meningkatkan efisiensi sistem transmisi untuk mengurangi konsumsi bahan bakar atau daya.
VI. Desain yang disesuaikan
1. Desain struktur sambungan antara: Optimalkan struktur berdasarkan kapasitas menahan beban dan persyaratan sambungan peralatan atas, termasuk balok, platform, kolom, dll.
2. Desain lug pengangkat: Rancang lug pengangkat sesuai dengan kebutuhan pengangkatan peralatan.
3. Desain logo: Cetak atau ukir logo sesuai kebutuhan pelanggan.
VII. Perbedaan dalam Desain Skenario Aplikasi Umum
| Tipe Mekanik | Penekanan Desain Undercarriage |
| Ekskavator pertambangan | Tahan benturan luar biasa, tahan keausan lintasan, permukaan tanah tinggiizin |
| Derek pelabuhan | Pusat gravitasi rendah, jarak sumbu roda lebar, stabilitas beban angin |
| Pemanen pertanian | Ringan, lintasan tanah lunak, desain anti-belit |
| Teknik militermesin | Mobilitas tinggi, perawatan cepat modular, elektromagnetikkesesuaian |
Ringkasan
Perancangan undercarriage alat berat harus berdasarkan pada “multi-disiplinkolaborasi", yang memadukan analisis mekanis, ilmu material, simulasi dinamis, dan verifikasi kondisi kerja aktual, untuk mencapai tujuan keandalan, efisiensi, dan masa pakai yang panjang. Selama proses desain, prioritas harus diberikan pada persyaratan skenario pengguna (seperti pertambangan, konstruksi, pertanian), dan ruang untuk peningkatan teknologi (seperti elektrifikasi dan kecerdasan) harus disediakan.