《工程机械底盘》课件

工程机械底盘工程机械是建筑和基础设施建设不可或缺的重要工具。底盘作为工程机械的基础,承载着机械设备的重量并提供动力,是保证机械性能和使用寿命的关键部件。vsbyvarunsharma课程目标工程机械基础知识掌握工程机械的基本原理和构造,为后续课程打好基础。底盘系统解析深入了解工程机械底盘的组成结构和主要功能,为实际应用打下坚实基础。维修保养技能学习工程机械底盘的日常维护和常见故障诊断,提高实践操作能力。底盘组成及作用车架车架是底盘的核心部件,承担着支撑机身及各系统的重要任务。它要具有足够的强度和刚度。悬架悬架作用是减少车体的振动,提高行驶稳定性和乘员舒适性。常见类型有独立悬架和非独立悬架。轮胎轮胎是车辆与道路接触的唯一部件,承担着行驶、制动和操纵等关键作用。需根据车型选用合适的轮胎。转向系统转向系统用于实现车辆的方向控制,包括转向机构、转向轮等部件。要保证良好的转向灵敏性。车架结构工程机械的车架是整个底盘的支撑骨架,承担着机身及各部件的重量,并将外界力和冲击力传递至轮胎。车架设计必须满足强度、刚度和几何要求,确保整机能可靠、安全地工作。常见的车架结构包括方框式、X型和梯形等,结合实际应用场景及各自优缺点来选择。车架材料多为优质钢材,以确保在恶劣作业环境下的承载能力。车架材料钢材钢材是工程机械底盘的主要材料,以碳钢为主,具有高强度、耐磨性和耐腐蚀性。铝合金铝合金车架轻量化,可降低整机重量,但强度略低于钢材。常用于小型工程机械。复合材料如玻璃钢、碳纤维等复合材料,可提高强度和耐腐蚀性,同时降低重量。适用于特殊环境。车架强度计算10最大应力车架结构在最大载荷作用下的最大应力2.5安全系数车架材料的屈服强度与最大应力之比1K单元数有限元分析模型的单元数量车架强度计算通过有限元分析方法进行。首先建立车架的三维实体模型,细分为大量单元网格。然后施加实际工况下的各种载荷,计算得出车架结构在最大载荷作用下的最大应力。将此最大应力与车架材料的屈服强度进行比较,得出安全系数,确保车架强度满足使用要求。车架焊接工艺焊接准备清理车架表面并对接合部位进行合理设计，确保焊缝位置、尺寸和形状符合要求。焊接方法选择合适的焊接工艺，如二氧化碳气体保护焊、埋弧焊等，确保焊缝质量稳定。焊接技巧合理控制焊接电流、焊接速度和焊道角度,避免焊接变形和内应力的产生。焊后处理完成焊接后,进行必要的热处理和机械加工,确保车架结构稳定性和使用寿命。悬架类型1独立悬架每个车轮独立悬挂,能更好地适应路面不平,提高行车舒适性。2非独立悬架车架和桥梁固结,车轮共用一个悬架系统,结构简单耐用。3气压悬架利用气压缸提供悬架弹性,可调节车身高度,提高通过性。4液压悬架利用液压缸提供悬架弹性,结构复杂但能精细调节车身姿态。悬架参数弹簧刚度决定了悬架的静态特性,弹簧刚度越大,车辆越硬。阻尼系数决定了悬架的动态特性,阻尼系数越大,车辆越稳定。减振行程决定了悬架的最大可承受变形量,需要满足车轮离地及碰撞要求。弹簧预加载决定了车身和车轮静态悬架高度,需要根据载荷适当调整。这些关键参数通过合理设计和优化,可以实现更舒适、更稳定的乘车体验。悬架作用及特点提供舒适性悬架系统能吸收车辆通过坑洼不平路面时产生的冲击,为驾驶员和乘客提供平稳舒适的乘坐体验。改善行驶稳定性悬架能保持车轮接地,增强车辆的操控性和稳定性,提高行驶安全性。保护车身及载荷悬架系统能减小车身和载荷遭受的震动和冲击,延长车辆使用寿命,保护车载设备。调整车高某些悬架系统可以根据载荷情况调整车身高度,以适应不同的工况需求。弹簧类型1螺旋弹簧最常见的弹簧类型,具有良好的压缩性和抗压性能。广泛应用于车辆悬架系统。2叶片弹簧由一系列碟状叶片组成,具有高承载能力和稳定性。常用于重型工程机械的悬架。3橡胶弹簧利用橡胶的弹性特性,具有良好的抗震性能。可与其他弹簧组合使用。4气囊弹簧利用压缩空气的特性,实现缓冲和减振。广泛应用于客车和工程机械悬架。弹簧参数弹簧系数弹簧长度弹簧直径线径弹簧重量弹簧是构成工程机械底盘的关键部件之一。这些参数包括弹簧的刚度、尺寸和重量等,它们决定了弹簧的性能和适用性。根据不同的工况和车型要求,需要选择合适的弹簧参数。弹簧安装1压缩弹簧受力时压缩变形2拉伸弹簧受力时拉伸变形3扭转弹簧受扭矩力时变形弹簧安装位置的选择需根据实际受力情况和空间限制进行设计。对于压缩弹簧和拉伸弹簧而言，其受力方向需与弹簧轴线一致。而扭转弹簧则需要受力点与弹簧轴线垂直。安装时还须注意预紧力的设置以及与其他零件的配合。减震器工作原理减震器利用液压原理吸收和缓冲车轮与车身之间的冲击力,提高行驶平稳性。其工作原理是通过活塞在油缸内的往复运动,利用油液阻力来对冲击力进行吸收和缓冲。这种设计不仅能够有效减小振动,还可以控制车身的上下摆动,提高驾驶稳定性。减震器选择匹配车型选择适合所用车型的减震器型号和参数，确保可靠性和性能。缓冲质量根据车辆的重量和使用环境选择合适的缓冲质量，确保良好的减震效果。行程与速度选择具有合适行程和响应速度的减震器，以适应不同的路面条件。耐久性选择耐用、维护简单的减震器,以延长使用寿命和降低维修成本。轮胎类型子午线轮胎子午线轮胎具有较高的抗侧滑性能,承载能力强,寿命长。广泛应用于各类工程机械。偏斜轮胎偏斜轮胎具有较强的抗扎穿性,但阻滚性略差。常见于一些老旧工程机械上。实心轮胎实心轮胎不会出现漏气问题,适用于恶劣环境,但吸震性和舒适性较差。多用于叉车等场景。轮胎参数450轮胎宽度(mm)1700轮胎直径(mm)12轮胎花纹深度(mm)100轮胎负荷指数(kN)工程机械轮胎参数是衡量其性能的重要指标。车轮宽度决定了轮胎的承载能力，直径则影响车辆的动力性能和行驶稳定性。合理的轮胎花纹深度可提高轮胎在复杂地形上的抓地力,负荷指数则反映了轮胎能承受的最大载荷。轮胎选择轮胎规格轮胎规格包括尺寸、负荷指数和速度等级。选择时需根据车辆性能和使用环境进行适当匹配。轮胎类型常见有轮胎包括普通钢丝胎、子午线轮胎和全钢胎等。需根据车型和使用场景选择合适的类型。轮胎花纹根据不同使用环境,选择普通平地花纹、工程花纹或越野花纹等适合的胎面花纹设计。轮胎状况经常检查轮胎的磨损情况,如果有过度磨损或损坏,应及时更换。转向系统转向系统结构转向系统由转向机构、传动装置和转向轮等部件组成，负责调节车轮转向角度以实现车辆转弯。转向机构转向机构是转向系统的核心部件，通过转向盘、转向节等部件控制车轮转向角度。转向特性转向系统的转向特性如转向半径、转向角度等直接影响工程机械的操控性和稳定性。转向机构转向轴转向轴负责将方向盘的转动转换为转向轮的转动。它通过齿轮或齿条机构实现传动。转向节转向节连接车架和转向轮,能够使转向轮转动。它采用滑动轴承或滚动轴承,以减少转向时的阻力。支撑件支撑件如转向臂、转向节等为转向机构提供支撑,确保其稳定性和可靠性。它们必须能够承受转向过程中产生的各种力。转向助力装置转向助力装置如转向油泵可以减轻驾驶员转向时的力度,提高转向操作的灵活性。转向性能分析通过分析上述转向性能指标数据,可以全面了解底盘转向系统的各项性能参数,为设计优化以及维护保养提供重要参考。制动系统1制动器类型制动系统包括鼓式制动器、盘式制动器等多种类型,各有优缺点。根据工程机械的使用环境和性能需求选择适合的制动器。2制动性能指标制动距离、制动力、制动稳定性等指标都是评判制动系统性能的重要参数,需要进行严格测试与验证。3液压制动系统利用液压原理实现制动,具有响应快、制动力大、控制精准等优点,是工程机械常用的制动方式。4空气制动系统利用压缩空气作为动力源,广泛应用于重型工程机械。具有可靠性高、制动力大的特点。制动器类型盘式制动器盘式制动器通过摩擦片夹紧制动盘实现制动,性能稳定,制动力大,广泛应用于高速重型车辆。鼓式制动器鼓式制动器利用制动靴与制动鼓之间的摩擦力进行制动,结构简单可靠,适用于中低速车辆。气压制动器气压制动器利用压缩空气作为制动动力源,能可靠地满足重型车辆的制动需求。液压制动器液压制动器采用液压油作为传递动力的介质,制动灵敏度高,适用于普通乘用车。制动性能指标制动距离制动车辆从某个速度下减速到静止所需的距离。是衡量制动性能的重要指标。制动时间从踩下制动踏板到车辆完全停止所需的时间。反映制动系统的灵敏性。制动力制动器施加的阻碍车辆运动的力。决定车辆的制动性能。制动效率制动过程中实际制动力与理论制动力之比。体现制动系统的利用效率。液压制动系统压力传递液压制动系统利用液压压力将力从制动踏板传递到制动鼓/盘,实现车辆制动。制动原理液压压力推动制动卡钳,使摩擦衬块紧压制动盘,产生制动力减慢车速。制动液液压制动系统使用专用的制动液作为工作介质,不同车型采用不同规格的制动液。空气制动系统可靠性高工程机械空气制动系统采用压缩空气作为工作介质,相比于液压制动系统更加可靠耐用,适合工程机械恶劣的工作环境。结构简单空气制动系统主要由压缩机、储气筒、制动阀等组成,结构简单紧凑,便于维护管理。控制灵活空气制动系统可以实现对多个制动部件的协调控制,通过控制阀门的开闭调节制动力矩,实现灵活的制动性能。制动系统维护1制动系统检查定期检查制动系统各部件状态2制动液更换根据使用情况定期更换制动液3制动片磨损检查及时发现并更换过度磨损的制动片4制动系统调试对制动系统进行必要的调整和调试定期维护保养是确保工程机械制动系统长期稳定可靠运行的关键。包括制动系统各部件的检查、制动液的更换、制动片磨损情况的监控,以及制动性能的调试等。只有通过全面的系统性维护,才能最大程度地降低事故风险,保障作业人员的安全。储能装置电池工程机械常用电池作为主要储能装置,能够提供稳定的电力供应。电池种类繁多,需要根据机械特性选择合适的型号。液压蓄能器液压蓄能器利用压缩气体储存能量,能够在机械需要时快速释放能量,提高系统响应速度。飞轮飞轮通过旋转储存动能,可以缓冲瞬时负载变化,提高系统平稳性。特别适用于频繁启停的机械。电气控制系统1集中控制电气控制系统能够集中管理工程机械的各种电子