Dechassis voor zwaar materieelis een kerncomponent die de algehele structuur van de apparatuur ondersteunt, vermogen overbrengt, lasten draagt en zich aanpast aan complexe werkomstandigheden. De ontwerpeisen moeten uitgebreid rekening houden met veiligheid, stabiliteit, duurzaamheid en omgevingsaanpassing. De volgende eisen zijn de belangrijkste eisen voor het ontwerp van het onderstel van zware machines:
I. Kernontwerpvereisten
1. Structurele sterkte en stijfheid
**Belastinganalyse: Het is noodzakelijk om de statische belasting (eigen gewicht van de uitrusting, draagvermogen), dynamische belasting (trillingen, schokken) en werkbelasting (graafkracht, trekkracht, etc.) te berekenen om ervoor te zorgen dat het chassis niet plastisch vervormt of breekt onder extreme werkomstandigheden.
**Materiaalkeuze: Er moet gebruik worden gemaakt van staal met een hoge sterkte (zoals Q345, Q460), speciale legeringen of gelaste constructies, rekening houdend met treksterkte, vermoeiingsweerstand en bewerkbaarheid.
**Structurele optimalisatie: controleer de spanningsverdeling via eindige-elementenanalyse (FEA) en pas kokerliggers, I-balken of vakwerkconstructies toe om de buig-/torsiestijfheid te verbeteren.
2. Stabiliteit en evenwicht
** Controle van het zwaartepunt: Bepaal op een redelijke manier de positie van het zwaartepunt van de apparatuur (door bijvoorbeeld de motor te verlagen of contragewichten te ontwerpen) om het risico op kantelen te voorkomen.
** Spoorbreedte en wielbasis: Pas de spoorbreedte en wielbasis aan op de werkomgeving (oneffen terrein of vlakke grond) om de laterale/longitudinale stabiliteit te verbeteren.
** Ophangingssysteem: Ontwerp hydraulische ophanging, lucht-olieveren of rubberen schokdempers op basis van de trillingskarakteristieken van zware machines om dynamische impact te verminderen.
3. Duurzaamheid en levensduur
**Vermoeiingsbestendig ontwerp: Er moet een analyse van de vermoeiingslevensduur worden uitgevoerd op kritieke onderdelen (zoals scharnierpunten en lasnaden) om spanningsconcentratie te voorkomen.
**Anti-corrosiebehandeling: gebruik thermisch verzinken, epoxyhars spuiten of composietcoatings om bestand te zijn tegen zware omstandigheden, zoals vocht en zoutnevel.
**Slijtvaste bescherming: Installeer slijtvaste stalen platen of vervangbare voeringen op plekken die gevoelig zijn voor slijtage (zoals rupsschakels en onderwagenplaten).
4. Aandrijflijn-matching
**Aandrijflijnindeling: De opstelling van de motor, transmissie en aandrijfas moet zorgen voor de kortste krachtoverbrengingsroute om energieverlies te minimaliseren.
**Transmissie-efficiëntie: Optimaliseer de afstemming van tandwielkasten, hydraulische motoren of hydrostatische aandrijvingen (HST) om een efficiënte krachtoverbrenging te garanderen.
**Warmteafvoerontwerp: reserveer warmteafvoerkanalen of integreer koelsystemen om oververhitting van transmissiecomponenten te voorkomen.
II. Vereisten voor aanpassing aan het milieu
1. Aanpassingsvermogen aan het terrein
** Keuze rijmechanisme: Rupsonderstel (hoge contactdruk op de grond, geschikt voor zachte ondergrond) of bandenonderstel (mobiliteit bij hoge snelheid, harde ondergrond).
** Bodemvrijheid: Zorg voor voldoende bodemvrijheid op basis van de benodigde begaanbaarheid, zodat het chassis niet tegen obstakels schuurt.
** Stuursysteem: Knikbesturing, wielbesturing of differentieelbesturing voor optimale wendbaarheid in complexe terreinen.
2. Reactie op extreme bedrijfsomstandigheden
** Temperatuuraanpassing: Materialen moeten geschikt zijn voor gebruik binnen het bereik van -40°C tot +50°C om brosse breuk bij lage temperaturen of kruip bij hoge temperaturen te voorkomen.
** Stof- en waterbestendigheid: Kritische componenten (lagers, afdichtingen) moeten worden beschermd met een IP67-classificatie of hoger. Belangrijke onderdelen kunnen ook in een doos worden geplaatst om binnendringen van zand en vuil te voorkomen.
III. Veiligheids- en regelgevingsvereisten
1. Veiligheidsontwerp
** Roll-over Protection: Uitgerust met ROPS (Roll-over Protective Structure) en FOPS (Fall Protection Structure).
** Noodremsysteem: redundant remsysteem (mechanisch + hydraulisch remmen) om een snelle reactie in noodsituaties te garanderen.
** Antislipregeling: Op natte of gladde wegen of hellingen wordt de tractie verbeterd door differentieelsloten of elektronische antislipsystemen.
2. Naleving
**Internationale normen: Voldoet aan normen zoals ISO 3471 (ROPS-testen) en ISO 3449 (FOPS-testen).
**Milieuvereisten: Voldoen aan emissienormen (zoals Tier 4/Stage V voor niet voor de weg bestemde machines) en geluidsoverlast beperken.
IV. Onderhoud en repareerbaarheid
1. Modulair ontwerp: Belangrijke componenten (zoals aandrijfassen en hydraulische leidingen) zijn ontworpen in een modulaire structuur voor snelle demontage en vervanging.
2. Onderhoudsgemak: Er zijn inspectiegaten aangebracht en smeerpunten zijn centraal geplaatst om de onderhoudstijd en -kosten te beperken.
3. Foutdiagnose: Geïntegreerde sensoren bewaken parameters zoals oliedruk, temperatuur en trillingen, en ondersteunen systemen voor vroegtijdige waarschuwing op afstand of OBD-systemen.
V. Lichtgewicht en energie-efficiëntie
1. Gewichtsbesparing op materialen: Gebruik hoogwaardig staal, aluminiumlegeringen of composietmaterialen en zorg tegelijkertijd voor een structurele integriteit.
2. Topologie-optimalisatie: maak gebruik van CAE-technologie om overbodige materialen te elimineren en structurele vormen (zoals holle balken en honingraatstructuren) te optimaliseren.
3. Beheersing van energieverbruik: verbeter de efficiëntie van het transmissiesysteem om het brandstof- of stroomverbruik te verminderen.
VI. Aangepast ontwerp
1. Ontwerp van de tussenliggende verbindingsstructuur: Optimaliseer de structuur op basis van het draagvermogen en de verbindingsvereisten van de bovenste apparatuur, inclusief balken, platforms, kolommen, enz.
2. Ontwerp van het hijsoog: ontwerp de hijsogen volgens de hijsvereisten van de apparatuur.
3. Logo-ontwerp: laat het logo printen of graveren volgens de wensen van de klant.
VII. Verschillen in het ontwerp van typische toepassingsscenario's
| Mechanisch type | Nadruk op onderstelontwerp |
| Mijnbouwgraafmachines | Uitstekende slagvastheid, slijtvastheid op het spoor, hoge grondopruiming |
| Havenkranen | Laag zwaartepunt, brede wielbasis, windbelastingstabiliteit |
| Landbouwoogstmachines | Lichtgewicht, zachte grond begaanbaar, anti-verstrengeling ontwerp |
| Militaire techniekmachines | Hoge mobiliteit, modulair snel onderhoud, elektromagnetischverenigbaarheid |
Samenvatting
Het ontwerp van het onderstel van zwaar materieel moet gebaseerd zijn op 'multidisciplinairsamenwerking", waarbij mechanische analyse, materiaalkunde, dynamische simulatie en verificatie van de werkelijke werkomstandigheden worden geïntegreerd om uiteindelijk de doelen van betrouwbaarheid, efficiëntie en een lange levensduur te bereiken. Tijdens het ontwerpproces moet prioriteit worden gegeven aan de vereisten van gebruikersscenario's (zoals mijnbouw, bouw, landbouw) en moet ruimte worden gereserveerd voor technologische upgrades (zoals elektrificatie en intelligentie).