Cel/Cea/Cei/Celeșasiu pentru utilaje greleeste o componentă esențială care susține structura generală a echipamentului, transmite puterea, suportă sarcini și se adaptează la condiții de lucru complexe. Cerințele sale de proiectare trebuie să ia în considerare în mod cuprinzător siguranța, stabilitatea, durabilitatea și adaptabilitatea la mediu. Următoarele sunt cerințele cheie pentru proiectarea șasiului pentru utilaje grele:
I. Cerințe de proiectare de bază
1. Rezistență structurală și rigiditate
**Analiza încărcării:** Este necesar să se calculeze încărcările statice (greutatea proprie a echipamentului, capacitatea de încărcare), încărcările dinamice (vibrații, șocuri) și încărcările de lucru (forța de excavare, forța de tracțiune etc.) pentru a se asigura că șasiul nu suferă deformări plastice sau fracturi în condiții extreme de lucru.
**Selecția materialelor: Se recomandă utilizarea oțelului de înaltă rezistență (cum ar fi Q345, Q460), a aliajelor speciale sau a structurilor sudate, ținând cont de rezistența la tracțiune, rezistența la oboseală și prelucrabilitatea.**
Optimizare structurală: Verificați distribuția tensiunilor prin analiza cu elemente finite (FEA) și adoptați grinzi casetate, grinzi în I sau structuri tip zăbrele pentru a îmbunătăți rigiditatea la încovoiere/torsiune.
2. Stabilitate și echilibru
Controlul centrului de greutate: Alocați în mod rezonabil poziția centrului de greutate al echipamentului (cum ar fi coborârea motorului, proiectarea contragreutăților), pentru a evita riscul de răsturnare.
** Ecartament și ampatament: Reglați ecartamentul și ampatamentul în funcție de mediul de lucru (teren denivelat sau plat) pentru a îmbunătăți stabilitatea laterală/longitudinală.
Sistem de suspensie: Proiectați suspensia hidraulică, arcurile pneumatice sau amortizoarele din cauciuc pe baza caracteristicilor de vibrații ale utilajelor grele pentru a reduce impactul dinamic.
3. Durabilitate și durată de viață
Proiectare rezistentă la oboseală: Analiza rezistenței la oboseală trebuie efectuată pe piesele critice (cum ar fi punctele de articulație și sudurile) pentru a preveni concentrarea stresului.
Tratament anticoroziv: Folosiți galvanizare la cald, pulverizare cu rășină epoxidică sau acoperiri compozite pentru a vă adapta la medii dure, cum ar fi umiditatea și pulverizarea cu sare.
Protecție rezistentă la uzură: Instalați plăci de oțel rezistente la uzură sau căptușeli înlocuibile în zonele predispuse la uzură (cum ar fi șinele și plăcile de sub șasiu).
4. Potrivirea grupului motopropulsor
**Dispunerea grupului motopropulsor: Dispunerea motorului, transmisiei și axei motoare trebuie să asigure cea mai scurtă cale de transmitere a puterii pentru a minimiza pierderile de energie.**
Eficiența transmisiei: Optimizați potrivirea cutiilor de viteze, a motoarelor hidraulice sau a acționărilor hidrostatice (HST) pentru a asigura o transmisie eficientă a puterii.
**Design de disipare a căldurii: Rezervați canale de disipare a căldurii sau integrați sisteme de răcire pentru a preveni supraîncălzirea componentelor transmisiei.**
II. Cerințe de adaptabilitate la mediu
1. Adaptabilitatea la teren
**Selectarea mecanismului de deplasare: Șasiu pe șenile (presiune mare de contact cu solul, potrivit pentru teren moale) sau șasiu cu anvelope (mobilitate de mare viteză, teren dur).**
Gardă la sol: Proiectați o gardă la sol suficientă în funcție de nevoia de accesibilitate pentru a evita frecarea șasiului de obstacole.
Sistem de direcție: Direcție articulată, direcție pe volan sau direcție diferențială pentru a asigura manevrabilitatea pe terenuri complexe.
2. Răspuns la condiții extreme de funcționare
Adaptabilitate la temperatură: Materialele trebuie să poată funcționa în intervalul de la -40°C la +50°C pentru a preveni fracturarea fragilă la temperaturi scăzute sau fluajul la temperaturi ridicate.
Rezistență la praf și apă: Componentele critice (lagăre, garnituri) trebuie protejate cu un grad de protecție IP67 sau superior. Piesele importante pot fi, de asemenea, închise într-o cutie pentru a preveni pătrunderea nisipului și a murdăriei.
III. Cerințe de siguranță și reglementări
1. Proiectare de siguranță
Protecție la răsturnare: Echipat cu ROPS (structură de protecție la răsturnare) și FOPS (structură de protecție la cădere).
Sistem de frânare de urgență: Design redundant al sistemului de frânare (frânare mecanică + hidraulică) pentru a asigura un răspuns rapid în caz de urgență.
**Control antiderapare: Pe drumuri sau pante ude sau alunecoase, tracțiunea este îmbunătățită prin blocarea diferențialului sau prin sistemele electronice antiderapare.**
2. Conformitate
Standarde internaționale: Respectă standarde precum ISO 3471 (testarea ROPS) și ISO 3449 (testarea FOPS).
Cerințe de mediu: Respectați standardele de emisii (cum ar fi Tier 4/Stage V pentru utilaje fără destinație rutieră) și reduceți poluarea fonică.
IV. Întreținere și reparabilitate
1. Design modular: Componentele cheie (cum ar fi punțile motoare și conductele hidraulice) sunt proiectate într-o structură modulară pentru demontare și înlocuire rapidă.
2. Întreținere ușoară: Sunt prevăzute orificii de inspecție, iar punctele de lubrifiere sunt amplasate central pentru a reduce timpul și costurile de întreținere.
3. Diagnosticarea defecțiunilor: Senzorii integrați monitorizează parametri precum presiunea uleiului, temperatura și vibrațiile, fiind compatibili cu sistemele de avertizare timpurie de la distanță sau OBD.
V. Greutate redusă și eficiență energetică
1. Reducerea greutății materialelor: Utilizați oțel de înaltă rezistență, aliaje de aluminiu sau materiale compozite, asigurând în același timp integritatea structurală.
2. Optimizarea topologiei: Utilizarea tehnologiei CAE pentru a elimina materialele redundante și a optimiza formele structurale (cum ar fi grinzile goale și structurile de tip fagure).
3. Controlul consumului de energie: Îmbunătățirea eficienței sistemului de transmisie pentru a reduce consumul de combustibil sau energie.
VI. Design personalizat
1. Proiectarea structurii de conectare intermediară: Optimizați structura pe baza capacității portante și a cerințelor de conectare ale echipamentelor superioare, inclusiv grinzi, platforme, stâlpi etc.
2. Proiectarea urechilor de ridicare: Proiectați urechile de ridicare în funcție de cerințele de ridicare ale echipamentului.
3. Design logo: Imprimați sau gravați logo-ul conform cerințelor clientului.
VII. Diferențe în proiectarea scenariilor tipice de aplicație
| Tip mecanic | Accentul pus pe proiectarea șasiului |
| Excavatoare miniere | Rezistență excelentă la impact, rezistență la uzură a șinelor, teren înaltautorizație de circulație |
| Macarale portuare | Centru de greutate jos, ampatament larg, stabilitate la încărcarea vântului |
| Combine agricole de recoltat | Ușor, accesibil pe teren moale, design anti-încurcare |
| Inginerie militarăutilaje | Mobilitate ridicată, întreținere rapidă modulară, electromagneticăcompatibilitate |
Rezumat
Proiectarea șasiului utilajelor grele ar trebui să se bazeze pe „competențe multidisciplinare”„colaborare”, integrând analiza mecanică, știința materialelor, simularea dinamică și verificarea condițiilor reale de funcționare, pentru a atinge în cele din urmă obiectivele de fiabilitate, eficiență și durată lungă de viață. În timpul procesului de proiectare, ar trebui acordată prioritate cerințelor scenariilor utilizatorului (cum ar fi mineritul, construcțiile, agricultura) și ar trebui rezervat spațiu pentru modernizări tehnologice (cum ar fi electrificarea și inteligența).