Theшасије подвозја тешке машинеријеје кључна компонента која подржава целокупну структуру опреме, преноси снагу, носи оптерећења и прилагођава се сложеним радним условима. Њени захтеви за пројектовање морају свеобухватно узети у обзир безбедност, стабилност, издржљивост и прилагодљивост утицајима животне средине. Следећи су кључни захтеви за пројектовање доњег дела тешке машинерије:
I. Основни захтеви за дизајн
1. Структурна чврстоћа и крутост
**Анализа оптерећења:** Потребно је израчунати статичка оптерећења (сопствена тежина опреме, носивост), динамичка оптерећења (вибрације, ударци) и радна оптерећења (сила ископа, вучна сила итд.) како би се осигурало да шасија не претрпи пластичну деформацију или лом у екстремним радним условима.
**Избор материјала: Треба користити челик високе чврстоће (као што су Q345, Q460), специјалне легуре или заварене конструкције, узимајући у обзир затезну чврстоћу, отпорност на замор и обрадивост.**
**Структурна оптимизација: Проверите расподелу напона помоћу анализе коначних елемената (FEA) и усвојите кутијасте носаче, I-греде или решеткасте конструкције како бисте побољшали крутост на савијање/торзију.**
2. Стабилност и равнотежа
** Контрола центра гравитације: Разумно распоредити положај центра гравитације опреме (нпр. спуштањем мотора, пројектовањем противтегова), како би се избегао ризик од превртања.
** Траг и међуосовинско растојање: Подесите траг и међуосовинско растојање према радном окружењу (нераван терен или равно тло) како бисте побољшали бочну/уздужну стабилност.
** Систем вешања: Дизајнирајте хидраулично вешање, ваздушно-уљне опруге или гумене амортизере на основу карактеристика вибрација тешке машинерије како бисте смањили динамички удар.
3. Издржљивост и век трајања
**Пројектовање отпорно на замор: Анализу века трајања до замора треба спровести на критичним деловима (као што су шарнирне тачке и заварени шавови) како би се спречила концентрација напона.**
**Антикорозивна обрада: Користите вруће цинковање, прскање епоксидном смолом или композитне премазе да бисте се прилагодили тешким условима као што су влага и слана прскалица.**
**Заштита отпорна на хабање: Уградите челичне плоче отпорне на хабање или заменљиве облоге на подручјима склоним хабању (као што су спојнице гусеница и плоче подвозја).**
4. Усклађивање погонског склопа
**Распоред погонског склопа: Распоред мотора, мењача и погонске осовине треба да обезбеди најкраћи пут преноса снаге како би се губитак енергије свео на минимум.**
**Ефикасност преноса: Оптимизујте усклађивање мењача, хидрауличних мотора или хидростатичких погона (HST) како бисте осигурали ефикасан пренос снаге.**
**Дизајн за одвођење топлоте: Резервишите канале за одвођење топлоте или интегришите системе за хлађење како бисте спречили прегревање компоненти мењача.**
II. Захтеви за прилагодљивост животној средини
1. Прилагодљивост терену
** Избор механизма за кретање: Шасија типа гусеница (висок притисак контакта са тлом, погодно за меко тло) или шасија типа гума (мобилност великом брзином, тврдо тло).
** Размак од тла: Пројектовати довољан размак од тла на основу потребе за проходношћу како би се избегло гребање шасије о препреке.
** Систем управљања: Зглобно управљање, управљање точковима или диференцијално управљање ради обезбеђивања управљивости на сложеним теренима.
2. Реакција на екстремне услове рада
** Прилагодљивост температури: Материјали морају бити способни да раде у опсегу од -40°C до +50°C како би се спречило крто ломљење на ниским температурама или пузање на високим температурама.
** Отпорност на прашину и воду: Критичне компоненте (лежајеви, заптивке) треба да буду заштићене степеном заштите IP67 или вишом. Важни делови такође могу бити затворени у кутији како би се спречио продор песка и прљавштине.
III. Безбедносни и регулаторни захтеви
1. Безбедносни дизајн
** Заштита од превртања: Опремљен ROPS-ом (заштитном структуром од превртања) и FOPS-ом (заштитном структуром од пада).
** Систем за кочење у случају нужде: Редундантни дизајн кочења (механичко + хидраулично кочење) ради брзе реакције у ванредним ситуацијама.
** Контрола проклизавања: На мокрим или клизавим путевима или падинама, вуча се побољшава блокадама диференцијала или електронским системима против проклизавања.
2. Усклађеност
**Међународни стандарди: У складу са стандардима као што су ISO 3471 (ROPS тестирање) и ISO 3449 (FOPS тестирање).**
**Захтеви заштите животне средине: Испуњавање стандарда емисије (као што је Tier 4/Stage V за ванпутне машине) и смањење буке.**
IV. Одржавање и могућност поправке
1. Модуларни дизајн: Кључне компоненте (као што су погонске осовине и хидраулични цевоводи) су пројектоване у модуларној структури за брзу демонтажу и замену.
2. Погодност одржавања: Обезбеђени су отвори за инспекцију, а места за подмазивање су централно распоређена како би се смањило време и трошкови одржавања.
3. Дијагноза грешке: Интегрисани сензори прате параметре као што су притисак уља, температура и вибрације, подржавајући даљинско рано упозоравање или OBD системе.
V. Лагана тежина и енергетска ефикасност
1. Смањење тежине материјала: Користите челик високе чврстоће, легуре алуминијума или композитне материјале уз обезбеђивање структурног интегритета.
2. Оптимизација топологије: Користите CAE технологију за елиминисање сувишних материјала и оптимизацију структурних облика (као што су шупље греде и саћасте структуре).
3. Контрола потрошње енергије: Повећање ефикасности преносног система ради смањења потрошње горива или енергије.
VI. Прилагођени дизајн
1. Пројектовање средње спојне структуре: Оптимизујте структуру на основу носивости и захтева за повезивање горње опреме, укључујући греде, платформе, стубове итд.
2. Дизајн ушица за подизање: Дизајнирајте ушице за подизање према захтевима опреме за подизање.
3. Дизајн логотипа: Одштампајте или угравирајте лого према захтевима купца.
VII. Разлике у дизајну типичних сценарија примене
| Механички тип | Нагласак на дизајну подвозја |
| Рударски багери | Врхунска отпорност на ударце, отпорност на хабање гусеница, високо тлоодобрење |
| Лучке дизалице | Ниско тежиште, широко међуосовинско растојање, стабилност при оптерећењу ветром |
| Пољопривредни комбајни | Лагана, проходност по меком тлу, дизајн против запетљавања |
| Војно инжењерствомашинерија | Висока мобилност, модуларно брзо одржавање, електромагнетнокомпатибилност |
Резиме
Пројектовање подвозја тешких машина требало би да буде засновано на „мултидисциплинарном“сарадња“, интегришући механичку анализу, науку о материјалима, динамичку симулацију и верификацију стварних радних услова, како би се на крају постигли циљеви поузданости, ефикасности и дугог века трајања. Током процеса пројектовања, приоритет треба дати захтевима корисничких сценарија (као што су рударство, грађевинарство, пољопривреда), а простор за технолошка побољшања (као што су електрификација и интелигенција) треба да се резервише.