그만큼중장비 하부 구조 섀시중장비 하부구조는 장비의 전체 구조를 지탱하고, 동력을 전달하며, 하중을 견디고, 복잡한 작업 환경에 적응하는 핵심 구성 요소입니다. 따라서 설계 시 안전성, 안정성, 내구성 및 환경 적응성을 종합적으로 고려해야 합니다. 다음은 중장비 하부구조 설계의 주요 요구 사항입니다.
I. 핵심 설계 요구사항
1. 구조적 강도 및 강성
**하중 분석: 극한 작업 조건에서 섀시에 소성 변형이나 파손이 발생하지 않도록 정적 하중(장비 자체 중량, 적재 용량), 동적 하중(진동, 충격) 및 작업 하중(굴착력, 견인력 등)을 계산해야 합니다.
**재료 선정: 인장 강도, 피로 저항성 및 가공성을 고려하여 고강도강(예: Q345, Q460), 특수 합금 또는 용접 구조물을 사용해야 합니다.**
**구조 최적화: 유한 요소 해석(FEA)을 통해 응력 분포를 검증하고, 굽힘/비틀림 강성을 향상시키기 위해 박스형 거더, I형 빔 또는 트러스 구조를 채택합니다.**
2. 안정성과 균형
** 무게중심 제어: 장비의 무게중심 위치를 적절하게 배치하여(예: 엔진 높이 낮추기, 균형추 설계) 전복 위험을 방지합니다.
** 트랙 및 휠베이스: 작업 환경(고도가 고르지 않은 지형 또는 평지)에 따라 트랙과 휠베이스를 조정하여 횡방향/종방향 안정성을 향상시키십시오.
** 서스펜션 시스템: 중장비의 진동 특성을 고려하여 유압식 서스펜션, 공기-오일 스프링 또는 고무 충격 흡수 장치를 설계하여 동적 충격을 줄입니다.
3. 내구성 및 사용 수명
**내피로 설계: 응력 집중을 방지하기 위해 경첩 부위 및 용접 이음매와 같은 중요 부품에 대해 피로 수명 분석을 수행해야 합니다.**
**방부식 처리: 습기 및 염수 분무와 같은 가혹한 환경에 적응하기 위해 용융 아연 도금, 에폭시 수지 분사 또는 복합 코팅을 사용합니다.**
**내마모성 보호: 마모되기 쉬운 부위(예: 궤도 연결부 및 하부 구조판)에 내마모성 강판 또는 교체 가능한 라이너를 설치하십시오.**
4. 파워트레인 매칭
**동력전달 장치 배치: 엔진, 변속기 및 구동축의 배치는 에너지 손실을 최소화하기 위해 가장 짧은 동력 전달 경로를 보장해야 합니다.**
**변속 효율: 효율적인 동력 전달을 보장하기 위해 기어박스, 유압 모터 또는 유압 구동 장치(HST)의 매칭을 최적화하십시오.
**열 방출 설계: 변속기 부품의 과열을 방지하기 위해 열 방출 채널을 확보하거나 냉각 시스템을 통합하십시오.**
II. 환경 적응성 요구사항
1. 지형 적응성
**주행 메커니즘 선택: 궤도형 섀시(높은 접지압, 연약지반에 적합) 또는 타이어형 섀시(고속 이동성, 단단한 지반에 적합).
** 지상고: 차체가 장애물에 긁히는 것을 방지하기 위해 통행 필요성을 고려하여 충분한 지상고를 설계하십시오.
** 조향 시스템: 복잡한 지형에서의 기동성을 확보하기 위해 관절식 조향, 휠 조향 또는 차동 조향 방식을 채택했습니다.
2. 극한 작동 조건 대응
**온도 적응성: 재료는 저온에서의 취성 파괴 또는 고온에서의 크리프 현상을 방지하기 위해 -40°C ~ +50°C 범위 내에서 작동할 수 있어야 합니다.
** 방진 및 방수: 중요 부품(베어링, 씰)은 IP67 등급 이상으로 보호되어야 합니다. 중요한 부품은 모래와 먼지의 침투를 방지하기 위해 상자로 감싸는 것도 가능합니다.
III. 안전 및 규제 요구사항
1. 안전 설계
** 전복 방지: ROPS(전복 방지 구조) 및 FOPS(추락 방지 구조)가 장착되어 있습니다.
** 비상 제동 시스템: 기계식 제동과 유압식 제동을 결합한 이중 제동 설계로 비상 상황 시 신속한 대응을 보장합니다.
**미끄럼 방지 제어: 젖거나 미끄러운 도로 또는 경사로에서 차동 잠금 장치 또는 전자식 미끄럼 방지 시스템을 통해 접지력이 향상됩니다.
2. 규정 준수
**국제 표준: ISO 3471(ROPS 시험) 및 ISO 3449(FOPS 시험) 등의 표준을 준수합니다.**
**환경 요구사항: 배출 기준(예: 비도로용 기계의 경우 Tier 4/Stage V)을 충족하고 소음 공해를 줄여야 합니다.**
IV. 유지보수 및 수리 용이성
1. 모듈식 설계: 구동축 및 유압 배관과 같은 주요 구성 요소는 신속한 분해 및 교체를 위해 모듈식 구조로 설계되었습니다.
2. 유지보수 편의성: 점검 구멍이 마련되어 있고 윤활 지점이 중앙에 배치되어 유지보수 시간과 비용을 절감할 수 있습니다.
3. 고장 진단: 통합 센서가 오일 압력, 온도, 진동 등의 매개변수를 모니터링하여 원격 조기 경보 또는 OBD 시스템을 지원합니다.
V. 경량화 및 에너지 효율
1. 재료 중량 감소: 구조적 무결성을 보장하면서 고강도 강철, 알루미늄 합금 또는 복합 재료를 사용합니다.
2. 위상 최적화: CAE 기술을 활용하여 불필요한 재료를 제거하고 구조적 형태(예: 중공 보 및 벌집 구조)를 최적화합니다.
3. 에너지 소비 제어: 연료 또는 전력 소비를 줄이기 위해 변속 시스템의 효율을 향상시킵니다.
VI. 맞춤형 디자인
1. 중간 연결 구조 설계: 상부 장비의 하중 지지 능력 및 연결 요구 사항(보, 플랫폼, 기둥 등 포함)을 기반으로 구조를 최적화합니다.
2. 리프팅 러그 설계: 장비의 리프팅 요구 사항에 따라 리프팅 러그를 설계합니다.
3. 로고 디자인: 고객의 요구 사항에 따라 로고를 인쇄하거나 새겨 넣습니다.
VII. 일반적인 적용 시나리오 설계의 차이점
| 기계식 | 기체 하부 구조 설계의 중요성 |
| 광산 굴착기 | 탁월한 충격 저항성, 트랙 마모 저항성, 높은 지반정리 |
| 항만 크레인 | 낮은 무게중심, 넓은 휠베이스, 풍하중 안정성 |
| 농업용 수확기 | 경량 소재, 연약지 통과 용이성, 얽힘 방지 설계 |
| 군사 공학기계 | 높은 이동성, 모듈식 신속 유지보수, 전자기호환성 |
요약
중장비 하부 구조 설계는 "다학제적 접근"에 기반해야 합니다."협력"은 기계적 분석, 재료 과학, 동적 시뮬레이션 및 실제 작동 조건 검증을 통합하여 궁극적으로 신뢰성, 효율성 및 긴 수명이라는 목표를 달성합니다. 설계 과정에서는 광업, 건설, 농업과 같은 사용자 시나리오 요구 사항을 우선적으로 고려해야 하며, 전력화 및 지능화와 같은 기술 업그레이드를 위한 공간을 확보해야 합니다.
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