Tenpodwozie ciężkiego sprzętuPodwozie to kluczowy element, który wspiera całą konstrukcję sprzętu, przenosi moc, przenosi obciążenia i dostosowuje się do złożonych warunków pracy. Wymagania projektowe muszą kompleksowo uwzględniać bezpieczeństwo, stabilność, trwałość i zdolność adaptacji do warunków środowiskowych. Poniżej przedstawiono kluczowe wymagania dotyczące projektowania podwozi ciężkich maszyn:
I. Podstawowe wymagania projektowe
1. Wytrzymałość i sztywność konstrukcji
**Analiza obciążeń: Konieczne jest obliczenie obciążeń statycznych (masa własna sprzętu, ładowność), obciążeń dynamicznych (wibracje, wstrząsy) i obciążeń roboczych (siła kopania, siła pociągowa itp.), aby mieć pewność, że podwozie nie ulegnie odkształceniu plastycznemu lub pęknięciu w ekstremalnych warunkach pracy.
**Wybór materiałów: Należy stosować stale o wysokiej wytrzymałości (takie jak Q345, Q460), stopy specjalne lub konstrukcje spawane, biorąc pod uwagę wytrzymałość na rozciąganie, odporność na zmęczenie i obrabialność.
**Optymalizacja konstrukcyjna: weryfikacja rozkładu naprężeń za pomocą analizy elementów skończonych (MES) i zastosowanie dźwigarów skrzynkowych, belek dwuteowych lub konstrukcji kratownicowych w celu zwiększenia sztywności na zginanie i skręcanie.
2. Stabilność i równowaga
** Kontrola środka ciężkości: Rozsądnie rozmieszczaj środek ciężkości sprzętu (np. obniżając silnik, projektując przeciwwagi), aby uniknąć ryzyka wywrócenia się.
** Rozstaw kół i osi: Dostosuj rozstaw kół i osi do warunków pracy (nierówny teren lub płaskie podłoże), aby zwiększyć stabilność boczną i wzdłużną.
** Układ zawieszenia: Konstrukcja zawieszenia hydraulicznego, resorów olejowo-powietrznych lub amortyzatorów gumowych oparta na charakterystyce drgań ciężkiego sprzętu w celu zmniejszenia uderzeń dynamicznych.
3. Trwałość i żywotność
**Konstrukcja odporna na zmęczenie: Analizę trwałości zmęczeniowej należy przeprowadzić na newralgicznych częściach (takich jak punkty zawiasowe i szwy spawane), aby zapobiec koncentracji naprężeń.
**Zabezpieczenie antykorozyjne: Aby sprostać trudnym warunkom, takim jak wilgoć i słona mgiełka, należy stosować cynkowanie ogniowe, natryskiwanie żywicą epoksydową lub powłoki kompozytowe.
**Ochrona przed zużyciem: W miejscach narażonych na zużycie (takich jak ogniwa gąsienic i płyty podwozia) należy zamontować odporne na zużycie płyty stalowe lub wymienne tuleje.
4. Dopasowanie układu napędowego
**Układ napędowy: Rozmieszczenie silnika, skrzyni biegów i osi napędowej powinno zapewniać najkrótszą drogę transmisji mocy, aby zminimalizować straty energii.
**Wydajność przekładni: optymalizacja dopasowania skrzyń biegów, silników hydraulicznych lub napędów hydrostatycznych (HST) w celu zapewnienia wydajnego przenoszenia mocy.
**Konstrukcja rozpraszania ciepła: Rezerwowe kanały rozpraszania ciepła lub zintegrowane systemy chłodzenia zapobiegają przegrzewaniu się podzespołów przekładni.
II. Wymagania dotyczące adaptacji środowiskowej
1. Adaptacja terenu
** Wybór mechanizmu jezdnego: podwozie gąsienicowe (duże ciśnienie styku z podłożem, odpowiednie do miękkiego podłoża) lub podwozie oponowe (szybka mobilność, twarde podłoże).
** Prześwit: Zaprojektuj odpowiedni prześwit, biorąc pod uwagę potrzebę przejezdności, aby uniknąć ocierania się podwozia o przeszkody.
** Układ kierowniczy: Przegubowy układ kierowniczy, układ kierowniczy z kołami zamachowymi lub układ kierowniczy różnicowy zapewniający zwrotność w trudnym terenie.
2. Reakcja na ekstremalne warunki pracy
** Odporność na temperaturę: Materiały muszą być zdolne do pracy w zakresie od -40°C do +50°C, aby zapobiec kruchemu pękaniu w niskich temperaturach lub pełzaniu w wysokich temperaturach.
** Odporność na kurz i wodę: Kluczowe elementy (łożyska, uszczelnienia) powinny być zabezpieczone stopniem ochrony IP67 lub wyższym. Ważne części można również umieścić w obudowie, aby zapobiec przedostawaniu się piasku i brudu.
III. Wymagania bezpieczeństwa i regulacyjne
1. Projekt bezpieczeństwa
** Ochrona przed skutkami wywrócenia: Wyposażony w ROPS (konstrukcję zabezpieczającą przed skutkami wywrócenia) i FOPS (konstrukcję chroniącą przed upadkiem).
** System hamowania awaryjnego: redundantna konstrukcja układu hamulcowego (hamowanie mechaniczne + hydrauliczne) zapewniająca szybką reakcję w sytuacjach awaryjnych.
** Kontrola antypoślizgowa: Na mokrych i śliskich drogach lub wzniesieniach przyczepność jest zwiększona dzięki blokadom mechanizmu różnicowego lub elektronicznym układom antypoślizgowym.
2. Zgodność
**Normy międzynarodowe: Zgodność z normami takimi jak ISO 3471 (testowanie ROPS) i ISO 3449 (testowanie FOPS).
**Wymagania środowiskowe: Spełnienie norm emisji (takich jak Tier 4/Stage V dla maszyn nieporuszających się po drogach) i ograniczenie hałasu.
IV. Konserwacja i naprawa
1. Konstrukcja modułowa: Kluczowe komponenty (takie jak osie napędowe i przewody hydrauliczne) zaprojektowano w strukturze modułowej, co umożliwia szybki demontaż i wymianę.
2. Wygodna konserwacja: Otwory kontrolne i centralnie rozmieszczone punkty smarowania pozwalają ograniczyć czas i koszty konserwacji.
3. Diagnostyka usterek: Zintegrowane czujniki monitorują takie parametry, jak ciśnienie oleju, temperatura i wibracje, obsługując zdalne systemy wczesnego ostrzegania lub systemy OBD.
V. Lekkość i efektywność energetyczna
1. Redukcja wagi materiału: stosowanie stali o wysokiej wytrzymałości, stopów aluminium lub materiałów kompozytowych przy jednoczesnym zachowaniu integralności strukturalnej.
2. Optymalizacja topologii: Zastosowanie technologii CAE w celu wyeliminowania zbędnych materiałów i optymalizacji form konstrukcyjnych (takich jak belki puste i struktury plastra miodu).
3. Kontrola zużycia energii: Zwiększenie wydajności układu przeniesienia napędu w celu zmniejszenia zużycia paliwa lub energii.
VI. Projektowanie na zamówienie
1. Projektowanie pośredniej konstrukcji łączącej: optymalizacja konstrukcji na podstawie nośności i wymagań dotyczących połączenia górnego wyposażenia, w tym belek, platform, kolumn itp.
2. Konstrukcja uchwytów do podnoszenia: zaprojektuj uchwyty do podnoszenia zgodnie z wymaganiami podnoszenia danego sprzętu.
3. Projekt logo: Wydrukuj lub wygraweruj logo zgodnie z wymaganiami klienta.
VII. Różnice w projektowaniu typowych scenariuszy aplikacji
| Typ mechaniczny | Nacisk na konstrukcję podwozia |
| Koparki górnicze | Doskonała odporność na uderzenia, odporność na zużycie gąsienic, wysokie położenieluz |
| dźwigi portowe | Niski środek ciężkości, szeroki rozstaw osi, stabilność przy obciążeniu wiatrem |
| Kombajny rolnicze | Lekka konstrukcja, możliwość poruszania się po miękkim podłożu i zapobieganie zaplątywaniu się |
| Inżynieria wojskowamaszyneria | Wysoka mobilność, modułowa szybka konserwacja, elektromagnetycznezgodność |
Streszczenie
Projektowanie podwozi ciężkich maszyn powinno opierać się na „wielodyscyplinarnej”Współpraca, integrująca analizę mechaniczną, materiałoznawstwo, symulację dynamiczną i weryfikację rzeczywistych warunków pracy, aby ostatecznie osiągnąć cele niezawodności, wydajności i długiej żywotności. W procesie projektowania priorytet należy nadać wymaganiom scenariuszy użytkownika (takich jak górnictwo, budownictwo, rolnictwo), a także zarezerwować przestrzeń na ulepszenia technologiczne (takie jak elektryfikacja i inteligencja).