《工程機械底盤》課件

工程機械底盤工程機械是建筑和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不可或缺的重要工具。底盤作為工程機械的基礎(chǔ),承載著機械設(shè)備的重量并提供動力,是保證機械性能和使用壽命的關(guān)鍵部件。vsbyvarunsharma課程目標(biāo)工程機械基礎(chǔ)知識掌握工程機械的基本原理和構(gòu)造,為后續(xù)課程打好基礎(chǔ)。底盤系統(tǒng)解析深入了解工程機械底盤的組成結(jié)構(gòu)和主要功能,為實際應(yīng)用打下堅實基礎(chǔ)。維修保養(yǎng)技能學(xué)習(xí)工程機械底盤的日常維護(hù)和常見故障診斷,提高實踐操作能力。底盤組成及作用車架車架是底盤的核心部件,承擔(dān)著支撐機身及各系統(tǒng)的重要任務(wù)。它要具有足夠的強度和剛度。懸架懸架作用是減少車體的振動,提高行駛穩(wěn)定性和乘員舒適性。常見類型有獨立懸架和非獨立懸架。輪胎輪胎是車輛與道路接觸的唯一部件,承擔(dān)著行駛、制動和操縱等關(guān)鍵作用。需根據(jù)車型選用合適的輪胎。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用于實現(xiàn)車輛的方向控制,包括轉(zhuǎn)向機構(gòu)、轉(zhuǎn)向輪等部件。要保證良好的轉(zhuǎn)向靈敏性。車架結(jié)構(gòu)工程機械的車架是整個底盤的支撐骨架,承擔(dān)著機身及各部件的重量,并將外界力和沖擊力傳遞至輪胎。車架設(shè)計必須滿足強度、剛度和幾何要求,確保整機能可靠、安全地工作。常見的車架結(jié)構(gòu)包括方框式、X型和梯形等,結(jié)合實際應(yīng)用場景及各自優(yōu)缺點來選擇。車架材料多為優(yōu)質(zhì)鋼材,以確保在惡劣作業(yè)環(huán)境下的承載能力。車架材料鋼材鋼材是工程機械底盤的主要材料,以碳鋼為主,具有高強度、耐磨性和耐腐蝕性。鋁合金鋁合金車架輕量化,可降低整機重量,但強度略低于鋼材。常用于小型工程機械。復(fù)合材料如玻璃鋼、碳纖維等復(fù)合材料,可提高強度和耐腐蝕性,同時降低重量。適用于特殊環(huán)境。車架強度計算10最大應(yīng)力車架結(jié)構(gòu)在最大載荷作用下的最大應(yīng)力2.5安全系數(shù)車架材料的屈服強度與最大應(yīng)力之比1K單元數(shù)有限元分析模型的單元數(shù)量車架強度計算通過有限元分析方法進(jìn)行。首先建立車架的三維實體模型,細(xì)分為大量單元網(wǎng)格。然后施加實際工況下的各種載荷,計算得出車架結(jié)構(gòu)在最大載荷作用下的最大應(yīng)力。將此最大應(yīng)力與車架材料的屈服強度進(jìn)行比較,得出安全系數(shù),確保車架強度滿足使用要求。車架焊接工藝焊接準(zhǔn)備清理車架表面并對接合部位進(jìn)行合理設(shè)計，確保焊縫位置、尺寸和形狀符合要求。焊接方法選擇合適的焊接工藝，如二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、埋弧焊等，確保焊縫質(zhì)量穩(wěn)定。焊接技巧合理控制焊接電流、焊接速度和焊道角度,避免焊接變形和內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生。焊后處理完成焊接后,進(jìn)行必要的熱處理和機械加工,確保車架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和使用壽命。懸架類型1獨立懸架每個車輪獨立懸掛,能更好地適應(yīng)路面不平,提高行車舒適性。2非獨立懸架車架和橋梁固結(jié),車輪共用一個懸架系統(tǒng),結(jié)構(gòu)簡單耐用。3氣壓懸架利用氣壓缸提供懸架彈性,可調(diào)節(jié)車身高度,提高通過性。4液壓懸架利用液壓缸提供懸架彈性,結(jié)構(gòu)復(fù)雜但能精細(xì)調(diào)節(jié)車身姿態(tài)。懸架參數(shù)彈簧剛度決定了懸架的靜態(tài)特性,彈簧剛度越大,車輛越硬。阻尼系數(shù)決定了懸架的動態(tài)特性,阻尼系數(shù)越大,車輛越穩(wěn)定。減振行程決定了懸架的最大可承受變形量,需要滿足車輪離地及碰撞要求。彈簧預(yù)加載決定了車身和車輪靜態(tài)懸架高度,需要根據(jù)載荷適當(dāng)調(diào)整。這些關(guān)鍵參數(shù)通過合理設(shè)計和優(yōu)化,可以實現(xiàn)更舒適、更穩(wěn)定的乘車體驗。懸架作用及特點提供舒適性懸架系統(tǒng)能吸收車輛通過坑洼不平路面時產(chǎn)生的沖擊,為駕駛員和乘客提供平穩(wěn)舒適的乘坐體驗。改善行駛穩(wěn)定性懸架能保持車輪接地,增強車輛的操控性和穩(wěn)定性,提高行駛安全性。保護(hù)車身及載荷懸架系統(tǒng)能減小車身和載荷遭受的震動和沖擊,延長車輛使用壽命,保護(hù)車載設(shè)備。調(diào)整車高某些懸架系統(tǒng)可以根據(jù)載荷情況調(diào)整車身高度,以適應(yīng)不同的工況需求。彈簧類型1螺旋彈簧最常見的彈簧類型,具有良好的壓縮性和抗壓性能。廣泛應(yīng)用于車輛懸架系統(tǒng)。2葉片彈簧由一系列碟狀葉片組成,具有高承載能力和穩(wěn)定性。常用于重型工程機械的懸架。3橡膠彈簧利用橡膠的彈性特性,具有良好的抗震性能?？膳c其他彈簧組合使用。4氣囊彈簧利用壓縮空氣的特性,實現(xiàn)緩沖和減振。廣泛應(yīng)用于客車和工程機械懸架。彈簧參數(shù)彈簧系數(shù)彈簧長度彈簧直徑線徑彈簧重量彈簧是構(gòu)成工程機械底盤的關(guān)鍵部件之一。這些參數(shù)包括彈簧的剛度、尺寸和重量等,它們決定了彈簧的性能和適用性。根據(jù)不同的工況和車型要求,需要選擇合適的彈簧參數(shù)。彈簧安裝1壓縮彈簧受力時壓縮變形2拉伸彈簧受力時拉伸變形3扭轉(zhuǎn)彈簧受扭矩力時變形彈簧安裝位置的選擇需根據(jù)實際受力情況和空間限制進(jìn)行設(shè)計。對于壓縮彈簧和拉伸彈簧而言，其受力方向需與彈簧軸線一致。而扭轉(zhuǎn)彈簧則需要受力點與彈簧軸線垂直。安裝時還須注意預(yù)緊力的設(shè)置以及與其他零件的配合。減震器工作原理減震器利用液壓原理吸收和緩沖車輪與車身之間的沖擊力,提高行駛平穩(wěn)性。其工作原理是通過活塞在油缸內(nèi)的往復(fù)運動,利用油液阻力來對沖擊力進(jìn)行吸收和緩沖。這種設(shè)計不僅能夠有效減小振動,還可以控制車身的上下擺動,提高駕駛穩(wěn)定性。減震器選擇匹配車型選擇適合所用車型的減震器型號和參數(shù)，確?？煽啃院托阅?。緩沖質(zhì)量根據(jù)車輛的重量和使用環(huán)境選擇合適的緩沖質(zhì)量，確保良好的減震效果。行程與速度選擇具有合適行程和響應(yīng)速度的減震器，以適應(yīng)不同的路面條件。耐久性選擇耐用、維護(hù)簡單的減震器,以延長使用壽命和降低維修成本。輪胎類型子午線輪胎子午線輪胎具有較高的抗側(cè)滑性能,承載能力強,壽命長。廣泛應(yīng)用于各類工程機械。偏斜輪胎偏斜輪胎具有較強的抗扎穿性,但阻滾性略差。常見于一些老舊工程機械上。實心輪胎實心輪胎不會出現(xiàn)漏氣問題,適用于惡劣環(huán)境,但吸震性和舒適性較差。多用于叉車等場景。輪胎參數(shù)450輪胎寬度(mm)1700輪胎直徑(mm)12輪胎花紋深度(mm)100輪胎負(fù)荷指數(shù)(kN)工程機械輪胎參數(shù)是衡量其性能的重要指標(biāo)。車輪寬度決定了輪胎的承載能力，直徑則影響車輛的動力性能和行駛穩(wěn)定性。合理的輪胎花紋深度可提高輪胎在復(fù)雜地形上的抓地力,負(fù)荷指數(shù)則反映了輪胎能承受的最大載荷。輪胎選擇輪胎規(guī)格輪胎規(guī)格包括尺寸、負(fù)荷指數(shù)和速度等級。選擇時需根據(jù)車輛性能和使用環(huán)境進(jìn)行適當(dāng)匹配。輪胎類型常見有輪胎包括普通鋼絲胎、子午線輪胎和全鋼胎等。需根據(jù)車型和使用場景選擇合適的類型。輪胎花紋根據(jù)不同使用環(huán)境,選擇普通平地花紋、工程花紋或越野花紋等適合的胎面花紋設(shè)計。輪胎狀況經(jīng)常檢查輪胎的磨損情況,如果有過度磨損或損壞,應(yīng)及時更換。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由轉(zhuǎn)向機構(gòu)、傳動裝置和轉(zhuǎn)向輪等部件組成，負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)車輪轉(zhuǎn)向角度以實現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)彎。轉(zhuǎn)向機構(gòu)轉(zhuǎn)向機構(gòu)是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的核心部件，通過轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向節(jié)等部件控制車輪轉(zhuǎn)向角度。轉(zhuǎn)向特性轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向特性如轉(zhuǎn)向半徑、轉(zhuǎn)向角度等直接影響工程機械的操控性和穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)向機構(gòu)轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)向軸負(fù)責(zé)將方向盤的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)動。它通過齒輪或齒條機構(gòu)實現(xiàn)傳動。轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)向節(jié)連接車架和轉(zhuǎn)向輪,能夠使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動。它采用滑動軸承或滾動軸承,以減少轉(zhuǎn)向時的阻力。支撐件支撐件如轉(zhuǎn)向臂、轉(zhuǎn)向節(jié)等為轉(zhuǎn)向機構(gòu)提供支撐,確保其穩(wěn)定性和可靠性。它們必須能夠承受轉(zhuǎn)向過程中產(chǎn)生的各種力。轉(zhuǎn)向助力裝置轉(zhuǎn)向助力裝置如轉(zhuǎn)向油泵可以減輕駕駛員轉(zhuǎn)向時的力度,提高轉(zhuǎn)向操作的靈活性。轉(zhuǎn)向性能分析通過分析上述轉(zhuǎn)向性能指標(biāo)數(shù)據(jù),可以全面了解底盤轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的各項性能參數(shù),為設(shè)計優(yōu)化以及維護(hù)保養(yǎng)提供重要參考。制動系統(tǒng)1制動器類型制動系統(tǒng)包括鼓式制動器、盤式制動器等多種類型,各有優(yōu)缺點。根據(jù)工程機械的使用環(huán)境和性能需求選擇適合的制動器。2制動性能指標(biāo)制動距離、制動力、制動穩(wěn)定性等指標(biāo)都是評判制動系統(tǒng)性能的重要參數(shù),需要進(jìn)行嚴(yán)格測試與驗證。3液壓制動系統(tǒng)利用液壓原理實現(xiàn)制動,具有響應(yīng)快、制動力大、控制精準(zhǔn)等優(yōu)點,是工程機械常用的制動方式。4空氣制動系統(tǒng)利用壓縮空氣作為動力源,廣泛應(yīng)用于重型工程機械。具有可靠性高、制動力大的特點。制動器類型盤式制動器盤式制動器通過摩擦片夾緊制動盤實現(xiàn)制動,性能穩(wěn)定,制動力大,廣泛應(yīng)用于高速重型車輛。鼓式制動器鼓式制動器利用制動靴與制動鼓之間的摩擦力進(jìn)行制動,結(jié)構(gòu)簡單可靠,適用于中低速車輛。氣壓制動器氣壓制動器利用壓縮空氣作為制動動力源,能可靠地滿足重型車輛的制動需求。液壓制動器液壓制動器采用液壓油作為傳遞動力的介質(zhì),制動靈敏度高,適用于普通乘用車。制動性能指標(biāo)制動距離制動車輛從某個速度下減速到靜止所需的距離。是衡量制動性能的重要指標(biāo)。制動時間從踩下制動踏板到車輛完全停止所需的時間。反映制動系統(tǒng)的靈敏性。制動力制動器施加的阻礙車輛運動的力。決定車輛的制動性能。制動效率制動過程中實際制動力與理論制動力之比。體現(xiàn)制動系統(tǒng)的利用效率。液壓制動系統(tǒng)壓力傳遞液壓制動系統(tǒng)利用液壓壓力將力從制動踏板傳遞到制動鼓/盤,實現(xiàn)車輛制動。制動原理液壓壓力推動制動卡鉗,使摩擦襯塊緊壓制動盤,產(chǎn)生制動力減慢車速。制動液液壓制動系統(tǒng)使用專用的制動液作為工作介質(zhì),不同車型采用不同規(guī)格的制動液?？諝庵苿酉到y(tǒng)可靠性高工程機械空氣制動系統(tǒng)采用壓縮空氣作為工作介質(zhì),相比于液壓制動系統(tǒng)更加可靠耐用,適合工程機械惡劣的工作環(huán)境。結(jié)構(gòu)簡單空氣制動系統(tǒng)主要由壓縮機、儲氣筒、制動閥等組成,結(jié)構(gòu)簡單緊湊,便于維護(hù)管理?？刂旗`活空氣制動系統(tǒng)可以實現(xiàn)對多個制動部件的協(xié)調(diào)控制,通過控制閥門的開閉調(diào)節(jié)制動力矩,實現(xiàn)靈活的制動性能。制動系統(tǒng)維護(hù)1制動系統(tǒng)檢查定期檢查制動系統(tǒng)各部件狀態(tài)2制動液更換根據(jù)使用情況定期更換制動液3制動片磨損檢查及時發(fā)現(xiàn)并更換過度磨損的制動片4制動系統(tǒng)調(diào)試對制動系統(tǒng)進(jìn)行必要的調(diào)整和調(diào)試定期維護(hù)保養(yǎng)是確保工程機械制動系統(tǒng)長期穩(wěn)定可靠運行的關(guān)鍵。包括制動系統(tǒng)各部件的檢查、制動液的更換、制動片磨損情況的監(jiān)控,以及制動性能的調(diào)試等。只有通過全面的系統(tǒng)性維護(hù),才能最大程度地降低事故風(fēng)險,保障作業(yè)人員的安全。儲能裝置電池工程機械常用電池作為主要儲能裝置,能夠提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。電池種類繁多,需要根據(jù)機械特性選擇合適的型號。液壓蓄能器液壓蓄能器利用壓縮氣體儲存能量,能夠在機械需要時快速釋放能量,提高系統(tǒng)響應(yīng)速度。飛輪飛輪通過旋轉(zhuǎn)儲存動能,可以緩沖瞬時負(fù)載變化,提高系統(tǒng)平穩(wěn)性。特別適用于頻繁啟停的機械。電氣控制系統(tǒng)1集中控制電氣控制系統(tǒng)能夠集中管理工程機械的各種電子