Hinnundirvagn þungavélaer kjarnaþáttur sem styður við heildarbyggingu búnaðarins, flytur afl, ber álag og aðlagast flóknum vinnuskilyrðum. Hönnunarkröfur þess verða að taka heildstæða tillit til öryggis, stöðugleika, endingar og aðlögunarhæfni að umhverfinu. Eftirfarandi eru lykilkröfur fyrir hönnun undirvagns þungavéla:
I. Kröfur um grunnhönnun
1. Styrkur og stífleiki byggingarlistar
**Álagsgreining:** Nauðsynlegt er að reikna út stöðugt álag (eiginþyngd búnaðar, burðargetu), hreyfilegt álag (titring, högg) og vinnuálag (gröfturkraft, togkraft o.s.frv.) til að tryggja að undirvagninn verði ekki fyrir plastaflögun eða broti við erfiðar vinnuaðstæður.
**Efnisval: Nota skal hástyrkt stál (eins og Q345, Q460), sérstakar málmblöndur eða suðuðar mannvirki, með hliðsjón af togstyrk, þreytuþoli og vélrænni vinnsluhæfni.**
**Burðarvirkisbestun: Staðfesta spennudreifingu með endanlega þáttagreiningu (FEA) og nota kassabita, I-bjálka eða burðarvirki til að auka beygju-/snúningsstífleika.**
2. Stöðugleiki og jafnvægi
** Þyngdarmiðjustýring: Úthlutaðu þyngdarmiðju búnaðarins á sanngjarnan hátt (eins og að lækka vélina, hanna mótvægi) til að forðast hættu á veltu.
** Sporvídd og hjólhaf: Stillið sporvídd og hjólhaf eftir vinnuumhverfi (ójafnt landslag eða flatt undirlag) til að auka lárétta/langslæga stöðugleika.
** Fjöðrunarkerfi: Hönnun vökvafjöðrunar, loft-olíufjaðra eða gúmmídeyfa byggt á titringseiginleikum þungavinnuvéla til að draga úr áhrifum af krafti.
3. Ending og endingartími
**Þreytuþolin hönnun: Þreytuþolsgreining ætti að gera á mikilvægum hlutum (eins og hjörupunktum og suðusamskeytum) til að koma í veg fyrir álagsuppsöfnun.**
**Rýringarvarnarmeðferð: Notið heitgalvaniseringu, epoxy-sprautun eða samsettar húðanir til að aðlagast erfiðu umhverfi eins og raka og saltúða.**
**Slitþolin vörn: Setjið upp slitþolnar stálplötur eða skiptanlegar fóðringar á svæðum sem eru viðkvæm fyrir sliti (eins og beltatengingar og undirvagnsplötur).**
4. Samsvörun drifbúnaðar
**Uppsetning drifrásar: Uppsetning vélarinnar, gírkassans og drifássins ætti að tryggja stystu leið aflgjafans til að lágmarka orkutap.**
**Skilvirkni gírkassa: Hámarka samsvörun gírkassa, vökvamótora eða vökvastöðudrifs (HST) til að tryggja skilvirka aflflutning.**
**Hönnun varmadreifingar: Pantið varmadreifingarrásir eða samþættið kælikerfi til að koma í veg fyrir ofhitnun á íhlutum gírkassans.**
II. Kröfur um aðlögunarhæfni umhverfisins
1. Aðlögunarhæfni að landslagi
** Val á akstursbúnaði: Beltaundirvagn (mikill jarðþrýstingur, hentugur fyrir mjúkt undirlag) eða dekkjaundirvagn (hraðhreyfanleiki, harður jarðvegur).
** Veghæð: Hönnun nægilegrar veghæðar út frá þörfum fyrir aksturshæfni til að koma í veg fyrir að undirvagninn skafist við hindranir.
** Stýriskerfi: Liðstýri, hjólstýri eða mismunadrifsstýri til að tryggja stjórnhæfni í flóknu landslagi.
2. Viðbrögð við öfgakenndum rekstrarskilyrðum
** Aðlögunarhæfni við hitastig: Efni verða að geta starfað á bilinu -40°C til +50°C til að koma í veg fyrir brothætt brot við lágt hitastig eða skrið við hátt hitastig.
** Ryk- og vatnsheldni: Mikilvægir íhlutir (legur, þéttingar) ættu að vera varðir með IP67 eða hærri vernd. Einnig er hægt að setja mikilvæga hluti í kassa til að koma í veg fyrir að sandur og óhreinindi komist inn.
III. Öryggis- og reglugerðarkröfur
1. Öryggishönnun
** Veltivörn: Búin ROPS (veltivörn) og FOPS (fallvörn).
** Neyðarhemlunarkerfi: Hönnun á óþarfa hemlun (vélræn + vökvahemlun) til að tryggja skjót viðbrögð í neyðartilvikum.
** Hálkuvörn: Á blautum eða hálum vegum eða brekkum eykst veggripið með driflásum eða rafrænum hálkuvörnum.
2. Fylgni
**Alþjóðlegir staðlar: Í samræmi við staðla eins og ISO 3471 (ROPS-prófun) og ISO 3449 (FOPS-prófun).**
**Umhverfiskröfur: Uppfylla útblástursstaðla (eins og Tier 4/Stage V fyrir vinnuvélar sem ekki eru notaðar á vegum) og draga úr hávaðamengun.**
IV. Viðhald og viðgerðarhæfni
1. Mátbygging: Lykilhlutir (eins og driföxlar og vökvaleiðslur) eru hannaðir í mátbyggingu til að auðvelda sundurgreiningu og skipti.
2. Þægindi við viðhald: Skoðunargöt eru til staðar og smurningarstaðir eru staðsettir miðlægt til að draga úr viðhaldstíma og kostnaði.
3. Bilanagreining: Innbyggðir skynjarar fylgjast með breytum eins og olíuþrýstingi, hitastigi og titringi og styðja við fjarstýrða viðvörun eða OBD-kerfi.
V. Léttleiki og orkunýting
1. Þyngdarlækkun efnis: Notið hástyrkt stál, álfelgur eða samsett efni og tryggið jafnframt burðarþol.
2. Bestun á byggingarfræði: Notið CAE tækni til að útrýma óþarfa efnum og fínstilla burðarvirki (eins og holbjálka og hunangsseimabyggingar).
3. Stýring á orkunotkun: Auka skilvirkni flutningskerfisins til að draga úr eldsneytis- eða orkunotkun.
VI. Sérsniðin hönnun
1. Hönnun millibyggingar: Hámarka burðargetu og tengikröfur efri búnaðarins, þar á meðal bjálka, palla, súlur o.s.frv., er best að hámarka burðargetu og tengikröfur efri búnaðarins.
2. Hönnun lyftiöra: Hannið lyftiör í samræmi við lyftikröfur búnaðarins.
3. Hönnun merkis: Prentið eða grafið merkið eftir kröfum viðskiptavinarins.
VII. Mismunur á hönnun dæmigerðra notkunarsviðsmynda
| Vélræn gerð | Áhersla á hönnun undirvagns |
| Gröfur fyrir námuvinnslu | Frábær höggþol, slitþol á brautum, hátt undir höfðiúthreinsun |
| Hafnarkranar | Lágt þyngdarpunktur, breitt hjólhaf, stöðugleiki við vindálag |
| Landbúnaðaruppskerutæki | Létt, mjúk yfirborðsfærni, hönnun sem kemur í veg fyrir flækjur |
| Herverkfræðivélbúnaður | Mikil hreyfanleiki, mátbundið hraðviðhald, rafsegulfræðilegteindrægni |
Yfirlit
Hönnun undirvagns þungavinnuvéla ætti að byggjast á „fjölgreinalegum“ þáttum.„samvinna“, sem samþættir vélræna greiningu, efnisfræði, kraftmikla hermun og sannprófun á raunverulegum vinnuskilyrðum, til að ná markmiðum um áreiðanleika, skilvirkni og langan endingartíma. Í hönnunarferlinu ætti að forgangsraða kröfum notendaviðmóta (svo sem námuvinnslu, byggingariðnaði, landbúnaði) og geyma rými fyrir tæknilegar uppfærslur (svo sem rafvæðingu og greind).