Thešasija podvozja težke mehanizacijeje osrednja komponenta, ki podpira celotno strukturo opreme, prenaša moč, nosi obremenitve in se prilagaja kompleksnim delovnim pogojem. Njegove konstrukcijske zahteve morajo celovito upoštevati varnost, stabilnost, vzdržljivost in prilagodljivost okolju. Ključne zahteve za načrtovanje podvozja težkih strojev so naslednje:
I. Osnovne zahteve glede zasnove
1. Strukturna trdnost in togost
**Analiza obremenitve: Izračunati je treba statične obremenitve (lastna teža opreme, nosilnost), dinamične obremenitve (vibracije, udarci) in delovne obremenitve (sila izkopa, vlečna sila itd.), da se zagotovi, da se šasija v ekstremnih delovnih pogojih ne deformira ali zlomi.**
**Izbira materiala: Uporabiti je treba visoko trdnostno jeklo (kot sta Q345, Q460), posebne zlitine ali varjene konstrukcije, pri čemer je treba upoštevati natezno trdnost, odpornost proti utrujanju in obdelovalnost.**
**Optimizacija konstrukcije: Preverite porazdelitev napetosti z metodo končnih elementov (FEA) in uporabite škatlaste nosilce, I-nosilce ali rešetkaste konstrukcije za izboljšanje upogibne/torzijske togosti.**
2. Stabilnost in ravnovesje
** Nadzor težišča: Razumno razporedite težišče opreme (na primer s spuščanjem motorja, načrtovanjem protiuteži), da se izognete nevarnosti prevračanja.
** Kolotek in medosna razdalja: Kolotek in medosno razdaljo prilagodite delovnemu okolju (neraven teren ali ravna tla), da izboljšate bočno/vzdolžno stabilnost.
** Sistem vzmetenja: Zasnova hidravličnega vzmetenja, zračno-oljnih vzmeti ali gumijastih amortizerjev temelji na vibracijskih značilnostih težkih strojev za zmanjšanje dinamičnega udarca.
3. Vzdržljivost in življenjska doba
**Zasnova, odporna proti utrujenosti: Analizo življenjske dobe do utrujenosti je treba izvesti na kritičnih delih (kot so tečaji in varjeni šivi), da se prepreči koncentracija napetosti.**
**Protikorozijska obdelava: Za prilagoditev zahtevnim okoljem, kot sta vlaga in slana pršila, uporabite vroče cinkanje, brizganje epoksidne smole ali kompozitne premaze.
**Zaščita pred obrabo: Na mesta, ki so nagnjena k obrabi (kot so členi gosenic in plošče podvozja), namestite jeklene plošče, odporne proti obrabi, ali zamenljive obloge.
4. Ujemanje pogonskega sklopa
**Razporeditev pogonskega sklopa: Razporeditev motorja, menjalnika in pogonske osi mora zagotavljati najkrajšo pot prenosa moči, da se čim bolj zmanjšajo izgube energije.**
**Učinkovitost prenosa: Optimizirajte ujemanje menjalnikov, hidravličnih motorjev ali hidrostatičnih pogonov (HST) za zagotovitev učinkovitega prenosa moči.**
**Zasnova odvajanja toplote: Rezervirajte kanale za odvajanje toplote ali integrirajte hladilne sisteme, da preprečite pregrevanje komponent menjalnika.**
II. Zahteve glede okoljske prilagodljivosti
1. Prilagodljivost terenu
** Izbira mehanizma vožnje: šasija z gosenicami (visok pritisk na tla, primerna za mehka tla) ali šasija s pnevmatikami (hitra mobilnost, trda tla).
** Oddaljenost od tal: Zadostno oddaljenost od tal je treba zasnovati glede na potrebo po prehodnosti, da se prepreči drgnjenje šasije ob ovire.
** Krmilni sistem: Zglobno krmiljenje, krmiljenje koles ali diferencialno krmiljenje za zagotavljanje okretnosti na zahtevnih terenih.
2. Odziv na ekstremne obratovalne pogoje
** Temperaturna prilagodljivost: Materiali morajo biti sposobni delovati v območju od -40 °C do +50 °C, da se prepreči krhek lom pri nizkih temperaturah ali lezenje pri visokih temperaturah.
** Odpornost na prah in vodo: Kritične komponente (ležaji, tesnila) morajo biti zaščitene z razredom IP67 ali višjo stopnjo. Pomembne dele je mogoče zapreti tudi v škatlo, da se prepreči vdor peska in umazanije.
III. Varnostne in regulativne zahteve
1. Varnostna zasnova
** Zaščita pred prevračanjem: Opremljen z ROPS (zaščitna konstrukcija pred prevračanjem) in FOPS (zaščitna konstrukcija pred padcem).
** Sistem zaviranja v sili: Redundantna zasnova zaviranja (mehansko + hidravlično zaviranje) za zagotovitev hitrega odziva v nujnih primerih.
** Protizdrsni sistem: Na mokrih ali spolzkih cestah ali pobočjih se oprijem izboljša z zaporami diferenciala ali elektronskimi sistemi proti zdrsu.
2. Skladnost
**Mednarodni standardi: Ustrezajo standardom, kot sta ISO 3471 (preizkus ROPS) in ISO 3449 (preizkus FOPS).**
**Okoljske zahteve: Izpolnjevanje emisijskih standardov (kot je Tier 4/Stage V za necestno mehanizacijo) in zmanjšanje hrupa.**
IV. Vzdrževanje in popravljivost
1. Modularna zasnova: Ključne komponente (kot so pogonske osi in hidravlične cevi) so zasnovane v modularni strukturi za hitro demontažo in zamenjavo.
2. Udobje vzdrževanja: Na voljo so kontrolne odprtine, mazalne točke pa so centralno razporejene, da se skrajša čas in stroški vzdrževanja.
3. Diagnoza napak: Vgrajeni senzorji spremljajo parametre, kot so tlak olja, temperatura in vibracije, ter podpirajo daljinsko zgodnje opozarjanje ali sisteme OBD.
V. Lažja teža in energetska učinkovitost
1. Zmanjšanje teže materiala: Uporabite visoko trdnostno jeklo, aluminijeve zlitine ali kompozitne materiale, hkrati pa zagotovite strukturno celovitost.
2. Optimizacija topologije: Uporaba tehnologije CAE za odpravo odvečnih materialov in optimizacijo strukturnih oblik (kot so votli nosilci in sataste strukture).
3. Nadzor porabe energije: Izboljšajte učinkovitost prenosnega sistema za zmanjšanje porabe goriva ali energije.
VI. Prilagojena zasnova
1. Zasnova vmesne priključne konstrukcije: Optimizirajte konstrukcijo glede na nosilnost in priključne zahteve zgornje opreme, vključno z nosilci, ploščadmi, stebri itd.
2. Zasnova dvižnih ušes: Dvižna ušesa oblikujte glede na zahteve glede dvigovanja opreme.
3. Oblikovanje logotipa: Natisnite ali vgravirajte logotip glede na zahteve stranke.
VII. Razlike v zasnovi tipičnih scenarijev uporabe
| Mehanski tip | Poudarek na zasnovi podvozja |
| Rudarski bagri | Odlična odpornost na udarce, odpornost proti obrabi tirov, visoka tladovoljenje |
| Pristaniška dvigala | Nizko težišče, široka medosna razdalja, stabilnost pri vetru |
| Kmetijski žetveni stroji | Lahka, prehodna po mehkih tleh, zasnova proti zapletanju |
| Vojaško inženirstvostroji | Visoka mobilnost, modularno hitro vzdrževanje, elektromagnetnozdružljivost |
Povzetek
Zasnova podvozja težkih strojev bi morala temeljiti na "multidisciplinarnem"sodelovanje«, ki združuje mehanske analize, znanost o materialih, dinamično simulacijo in preverjanje dejanskih delovnih pogojev, da se končno dosežejo cilji zanesljivosti, učinkovitosti in dolge življenjske dobe. Med procesom načrtovanja je treba dati prednost zahtevam uporabniških scenarijev (kot so rudarstvo, gradbeništvo, kmetijstvo) in rezervirati prostor za tehnološke nadgradnje (kot sta elektrifikacija in inteligenca).