Deunderstell for tunge maskinerer en kjernekomponent som støtter utstyrets overordnede struktur, overfører kraft, bærer belastninger og tilpasser seg komplekse arbeidsforhold. Designkravene må i stor grad vurdere sikkerhet, stabilitet, holdbarhet og miljøtilpasningsevne. Følgende er de viktigste kravene for design av understell for tunge maskiner:
I. Kjernekrav til design
1. Strukturell styrke og stivhet
**Lastanalyse:** Det er nødvendig å beregne statiske belastninger (utstyrets egenvekt, lastekapasitet), dynamiske belastninger (vibrasjon, støt) og arbeidsbelastninger (gravekraft, trekkraft osv.) for å sikre at chassiset ikke gjennomgår plastisk deformasjon eller brudd under ekstreme arbeidsforhold.
**Materialvalg: Høyfast stål (som Q345, Q460), spesiallegeringer eller sveisede konstruksjoner bør brukes, med tanke på strekkfasthet, utmattingsmotstand og maskinbearbeidbarhet.**
**Strukturell optimalisering: Verifiser spenningsfordeling gjennom endelig elementanalyse (FEA), og bruk kassebjelker, I-bjelker eller fagverkskonstruksjoner for å forbedre bøynings-/torsjonsstivhet.**
2. Stabilitet og balanse
** Tyngdepunktskontroll: Tildel utstyrets tyngdepunktsposisjon på en rimelig måte (for eksempel ved å senke motoren, designe motvekter) for å unngå risiko for velting.
** Sporvidde og akselavstand: Juster sporvidde og akselavstand i henhold til arbeidsmiljøet (ujevnt terreng eller flatt underlag) for å forbedre side-/lengdestabilitet.
** Fjæringssystem: Design hydraulisk fjæring, luft-oljefjærer eller gummistøtdempere basert på vibrasjonsegenskapene til tunge maskiner for å redusere dynamisk støt.
3. Holdbarhet og levetid
**Utmattingsbestandig design: Utmattingslevetidsanalyse bør utføres på kritiske deler (som hengselpunkter og sveisesømmer) for å forhindre spenningskonsentrasjon.**
**Korrosjonsbeskyttelse: Bruk varmgalvanisering, epoksyspraying eller komposittbelegg for å tilpasse seg tøffe miljøer som fuktighet og saltspray.**
**Slitasjebestandig beskyttelse: Monter slitasjebestandige stålplater eller utskiftbare foringer i områder som er utsatt for slitasje (som beltekoblinger og understellsplater).**
4. Drivlinjetilpasning
**Drivlinjeoppsett: Plasseringen av motor, girkasse og drivaksel bør sikre kortest mulig kraftoverføringsvei for å minimere energitap.**
**Transmisjonseffektivitet: Optimaliser samsvaret mellom girkasser, hydrauliske motorer eller hydrostatiske drivenheter (HST) for å sikre effektiv kraftoverføring.**
**Varmeavledningsdesign: Reserver varmeavledningskanaler eller integrer kjølesystemer for å forhindre overoppheting av transmisjonskomponenter.**
II. Krav til miljøtilpasning
1. Terrengets tilpasningsevne
** Valg av kjøremekanisme: Belteunderstell (høyt bakketrykk, egnet for mykt underlag) eller dekkunderstell (mobilitet i høy hastighet, hardt underlag).
** Bakkeklaring: Design tilstrekkelig bakkeklaring basert på behovet for fremkommelighet for å unngå at understellet skraper mot hindringer.
** Styresystem: Leddstyring, hjulstyring eller differensialstyring for å sikre manøvrerbarhet i komplekst terreng.
2. Respons under ekstreme driftsforhold
** Temperaturtilpasningsevne: Materialene må kunne operere innenfor området -40 °C til +50 °C for å forhindre sprøbrudd ved lave temperaturer eller kryp ved høye temperaturer.
** Støv- og vannmotstand: Kritiske komponenter (lagre, tetninger) bør beskyttes med en IP67-klassifisering eller høyere. Viktige deler kan også pakkes inn i en boks for å forhindre inntrengning av sand og smuss.
III. Sikkerhets- og forskriftskrav
1. Sikkerhetsdesign
** Veltebeskyttelse: Utstyrt med ROPS (veltebeskyttelse) og FOPS (fallbeskyttelse).
** Nødbremsesystem: Redundant bremsedesign (mekanisk + hydraulisk bremsing) for å sikre rask respons i nødstilfeller.
** Sklisikring: På våte eller glatte veier eller i bakker forbedres trekkraften gjennom differensialsperrer eller elektroniske antisklisystemer.
2. Samsvar
**Internasjonale standarder: Samsvarer med standarder som ISO 3471 (ROPS-testing) og ISO 3449 (FOPS-testing).**
**Miljøkrav: Oppfyll utslippsstandarder (som Tier 4/Stage V for ikke-veigående maskiner) og reduser støyforurensning.**
IV. Vedlikehold og reparasjonsmuligheter
1. Modulær design: Nøkkelkomponenter (som drivaksler og hydrauliske rørledninger) er utformet i en modulær struktur for rask demontering og utskifting.
2. Vedlikeholdsvennlighet: Inspeksjonshull er tilgjengelige og smørepunkter er sentralt plassert for å redusere vedlikeholdstid og -kostnader.
3. Feildiagnose: Integrerte sensorer overvåker parametere som oljetrykk, temperatur og vibrasjon, og støtter fjernvarsling eller OBD-systemer.
V. Lettvekt og energieffektivitet
1. Reduksjon av materialvekt: Bruk høyfast stål, aluminiumslegeringer eller komposittmaterialer samtidig som strukturell integritet sikres.
2. Topologioptimalisering: Bruk CAE-teknologi for å eliminere overflødige materialer og optimalisere strukturelle former (som hule bjelker og bikakestrukturer).
3. Energiforbrukskontroll: Forbedre effektiviteten til transmisjonssystemet for å redusere drivstof- eller strømforbruket.
VI. Tilpasset design
1. Utforming av mellomliggende tilkoblingsstruktur: Optimaliser strukturen basert på bæreevne og tilkoblingskrav til det øvre utstyret, inkludert bjelker, plattformer, søyler osv.
2. Løfteøyedesign: Design løfteøyer i henhold til utstyrets løftekrav.
3. Logodesign: Skriv ut eller graver logoen i henhold til kundens krav.
VII. Forskjeller i typisk applikasjonsscenariodesign
| Mekanisk type | Vektlegging av understellsdesign |
| Gravemaskiner for gruvedrift | Enestående slagfasthet, slitestyrke på belter, høyt underlagklarering |
| Havnekraner | Lavt tyngdepunkt, bred akselavstand, stabilitet ved vindlast |
| Jordbrukshogstmaskiner | Lett, myk underlagspassasje, design som hindrer sammenfiltring |
| Militærteknikkmaskineri | Høy mobilitet, modulært raskt vedlikehold, elektromagnetiskkompatibilitet |
Sammendrag
Utformingen av understellet til tunge maskiner bør være basert på "tverrfagligsamarbeid», som integrerer mekanisk analyse, materialvitenskap, dynamisk simulering og verifisering av faktiske arbeidsforhold, for til slutt å oppnå målene om pålitelighet, effektivitet og lang levetid. Under designprosessen bør man prioritere krav til brukerscenarioer (som gruvedrift, konstruksjon, landbruk), og det bør reserveres plass til teknologiske oppgraderinger (som elektrifisering og intelligens).