W poprzednich artykułach badaliśmy różne aspekty technologii AGV. Teraz zagłębiamy się w jeden z najważniejszych elementów systemów AGV:układ zawieszenia. Podstawową funkcją układu zawieszenia jest regulacja normalnej siły wywieranej na koła kierownicy tak, aby nie była ona ani zbyt mała (co mogłoby spowodować poślizg i utratę przyczepności), ani zbyt duża (co mogłoby prowadzić do nadmiernego poboru prądu i zakresu problemy, w tym przeciążenie kół).
Rola sprężyn w zawieszeniu AGV
Sprężyny są najczęściej stosowanymi elementami układów zawieszenia. Wykorzystując elastyczność ściśniętych sprężyn, zawieszenie automatycznie dostosowuje normalną siłę działającą na kierownice, zapewniając stabilną pracę pojazdu AGV.
Większość mechanizmów zawieszenia wyposażona jest w urządzenia umożliwiające regulację początkowego lub wstępnego naprężenia sprężyny, znacznie zwiększając margines konstrukcyjny i ułatwiając późniejszą regulację. Rodzaj konstrukcji zawieszenia i parametry doboru sprężyn mają kluczowe znaczenie dla wydajności AGV. Dobrze zaprojektowany układ zawieszenia może zwiększyć możliwości adaptacji pojazdów AGV do różnych środowisk i poprawić stabilność operacyjną.
Przykład: typowy 4-koło pomocnicze i 2-układ kierownicy
Aby to zilustrować, rozważmy typową konfigurację kół zcztery koła pomocnicze i dwa koła skrętne. Przed przystąpieniem do obliczeń należy zdefiniować dwie równoległe płaszczyzny odniesienia:
Płaszczyzna odniesienia oparta na poziomie gruntu.
Płaszczyzna odniesienia oparta na ramie pojazdu, w której zamontowany jest układ kół.
Dla uproszczenia zakładamy, że wysokość dwóch kół pomocniczych i kierownicy po jednej stronie pojazdu AGV jest taka sama, a powierzchnia podłoża może być symetryczna lub asymetryczna w stosunku do płaszczyzny odniesienia podłoża.
Uproszczony schemat pokazano poniżej (nie jest dołączony).
Jak pokazano, podczas pracy kierownica porusza się w górę i w dół względem płaszczyzny podłoża. Sztywność sprężyny (oznaczona jako KKK) i wielkość wstępnego ściskania (oznaczona jako LLL) muszą spełniać następujące warunki:
Gdy pojazd AGV jest w pełni obciążony, a kierownica znajduje się na wklęsłej powierzchni (-10 mm), koło nie może się ślizgać.
Gdy pojazd AGV jest w pełni obciążony, a kierownica znajduje się na wypukłej powierzchni (+10 mm), koło nie może być przeciążane.
Gdy pojazd AGV jest pusty i znajduje się na płaskiej powierzchni (0 mm), koła pomocnicze nie mogą tracić kontaktu z podłożem.
Studium przypadku: Obliczanie parametrów
Załóżmy, że pojazd AGV waży3 tony, o ładowności5 ton(wyśrodkowany w środku ciężkości pojazdu). Maksymalne obciążenie kierownicy wynosi2 tony, o współczynniku tarcia ślizgowego wynoszącym0.3i współczynnik tarcia tocznego wynoszący0.03. Pojazd AGV musi działać płynnie na powierzchni gruntu z tolerancją płaskości wynoszącą±10 mm.
Zakładając, że stopień wstępnego ściągnięcia sprężyny wynosi LLL, sprężyna jest ściskana o L−10L-10L−10 mm na wklęsłych powierzchniach i L+10L+10L+10 mm na wypukłych powierzchniach. Sztywność sprężyny jest oznaczona jako KKK.
1. Pełne obciążenie, powierzchnia wklęsła (-10 mm)
Gdy pojazd AGV jest w pełni załadowany, a jedna strona pojazdu obciążona jest ciężarem ok4 tony, aby zapewnić wystarczającą przyczepność:
2. Pusty ładunek, płaska powierzchnia (0 mm)
Gdy pojazd AGV jest pusty, a jedna strona ma ciężar:1,5 tony, aby mieć pewność, że żadne koło pomocnicze nie straci kontaktu:
3. Pełne obciążenie, powierzchnia wypukła (+10 mm)
Gdy pojazd AGV jest w pełni obciążony, a jedna strona ma ciężar ok4 tony, aby uniknąć przeciążenia kierownicy:
Wyniki i zalecenia
Z obliczeń wynika, że sztywność sprężyny i wielkość wstępnego ściskania muszą spełniać następujące ograniczenia:
Ta kombinacja spełnia wymagania we wszystkich trzech warunkach. Podkreśla znaczenie posiadania regulowanego urządzenia do wstępnego sprężania w układzie zawieszenia, umożliwiającego precyzyjne dostrojenie na etapie projektowania i eksploatacji.
Wniosek
W artykule przedstawiono kluczowe wymagania dotyczące konstrukcji zawieszenia AGV oraz przedstawiono szczegółową metodę szybkiego obliczania sztywności sprężyny i wstępnego ściskania. W zastosowaniach praktycznych wyniki te mogą pomóc w wyborze optymalnych parametrów sprężyny, zapewniając stabilną i niezawodną pracę AGV.
