Увод

Вучни АГВ се широко користе у интелигентним производним и складишним логистичким системима. Један од кључних изазова у њиховом дизајну лежи у томе да ли вучна способност погонског система одговара укупном оптерећењу возила и да ли се јавља недовољан обртни момент током покретања и убрзања.

У практичним инжењерским апликацијама, многи прилагођени АГВ дизајни се и даље у великој мери ослањају на емпиријске методе одабира мотора, користећи само снагу мотора или номинални обртни момент као референце. То често доводи до следећих проблема:

Преоптерећење мотора током покретања

Недовољна вуча узрокује неисправну вучу колица

Споро одговор на убрзање

Претерани утицај или квар структура пуфера

Због тога је неопходно успоставити обједињену методу моделирања и прорачуна за погонско оптерећење, отпор убрзању и системе за заштиту опруге засноване на принципима класичне механике.

2. Дефиниција оптерећења АГВ система

Основа прорачуна вучне АГВ снаге је укупна маса система:

М=м_АГВ + м_лоад

где:

м_АГВ: АГВ сопствена-тежина

м_лоад: Тегљена колица или маса корисног терета

М: Укупна маса система

Укупно гравитационо оптерећење возила је:

W = M × g

Где је г=9.8 м/с².

3. Анализа отпора вожње (основа дизајна језгра)

Током правог хоризонталног кретања, примарни отпори који делују на АГВ састоје се од отпора котрљања и инерционог отпора убрзања.

3.1 Отпор котрљања (примарно стабилно-отпор)

Отпор котрљања настаје деформацијом између точка и површине контакта са тлом:

Фф=ф × М × г

Где је ф коефицијент отпора котрљања, обично у распону од 0,03 до 0,06.

Треба напоменути да се у условима окретања или неравних подних површина овај отпор обично повећава за 5%–10%. Због тога, довољна маргина дизајна мора бити резервисана у инжењерским апликацијама како би се избегла недовољна снага током скретања.

3.2 Отпор ваздуха (занемарљив при малој брзини)

У унутрашњим АГВ системима, радна брзина је генерално мала, тако да отпор ваздуха има минималан утицај:

Фв=0.5 × рхо × Цд × А × в²

У већини инжењерских прорачуна овај термин се обично занемарује.

3.3 Инерцијални отпор убрзања (критичан током покретања)

Током покретања или убрзања, АГВ мора савладати инерцију целокупне масе система:

Фј=М × а

Ако се узме у обзир инерција ротације мотора, редуктора и других ротирајућих компоненти, једначина се може проширити као:

Фј=М × а + Σ(Ји × алпха_и / ри)

Међутим, у практичном инжењерском дизајну, поједностављени модел се обично усваја:

Фј ≈ М × а

3.4 Укупна потребна покретачка снага

Дакле, укупна вучна сила потребна за АГВ рад је:

Ф_укупно=М × а + ф × М × г

Ова једначина служи као основна основа за избор погонског система.

4. Однос између силе погонског точка и обртног момента

Погонски точак је кључна компонента одговорна за претварање обртног момента мотора у вучну силу тла.

4.1 Основни механички однос

F = T / r

где:

Ф: Вучна сила тла

Т: Излазни обртни момент погонског точка

р: Радијус погонског точка

Може се видети да мањи радијус точка генерише већу вучну силу под истим условима обртног момента, што је важан правац оптимизације у лаком АГВ дизајну.

4.2 Више-системи погонских точкова

За систем са н погонских точкова:

Т_укупно=н × Т_точак

Узимајући у обзир ефикасност преноса и смањење мењача:

Т_точак=(Т_мотор × и × ета) / н

где:

и: Редукцијски однос

ета: Ефикасност преноса (обично 0,9–0,95)

5. Провера убрзања и обртног момента мотора

АГВ дизајн треба не само да одреди да ли возило може да се креће, већ и да провери да ли може да постигне циљне перформансе убрзања.

5.1 Формула убрзања

Замена покретачке силе у Њутновом другом закону:

а=(Ф_укупно - ф × М × г) / М

Додатно проширено:

a = (n × T / r - f × M × g) / M

Ова формула се користи за процену стварне способности убрзања система.

5.2 Захтеви за стартни обртни момент

Фаза покретања је најкритичнија јер систем мора истовремено да превазиђе статичко трење и инерцију:

Т_старт=((М × а + ф × М × г) × р) / н

5.3 Обртни момент у стабилном{1}} стању

Под константном{0}}брзином, само отпор котрљања треба да се превазиђе:

Т_стабилан=(ф × М × г × р) / н

6. Анализа инжењерског примера (исправан прорачун)

Узимајући типично радно стање АГВ-а као пример:

М=100 кг

r = 0.015 m

f = 0.05

n = 2

Циљно убрзање:

a = 0.5 m/s²

6.1 Отпор котрљања

Фф=100 × 9,8 × 0.05=49 Н

6.2 Укупна покретачка снага

Ф_укупно=М × а + ф × М × г

Ф_укупно=100 × 0.5 + 49=99 Н

6.3 Захтев за обртни момент на једном точку

Т=(Ф_укупно × р) / н

T = (99 × 0.015) / 2 = 0.7425 N·m

Инжењерски закључак

Горњи резултат показује да:

Дизајн АГВ електроенергетског система мора бити заснован на стварним циљевима убрзања

Избор мотора се не може ослањати само на снагу мотора или номинални обртни момент

У супротном, могу се десити ситуације у којима се дизајн чини теоретски изводљивим, али не успе у реалним условима рада

7. Дизајн избора опруге одбојника

Током процеса пристајања или -процеса против судара, вучу АГВ-а захтевају опружни системи да апсорбују енергију удара.

7.1 Основни модел (Хоокеов закон)

F = k × x

где:

к: Крутост опруге

к: Компресиони померај

7.2 Више-Пројект расподеле оптерећења са опругама

Ако систем користи н_с опруге:

Једно опружно оптерећење:

Ф_опруга=(М × г) / н_с

Дизајн опружне крутости:

к=Ф_опруга / к

7.3 Принципи дизајна

Основни принцип дизајна опружног система није „што тврђе, то боље“, већ:

Оптерећење мора бити равномерно распоређено

Мора се обезбедити довољан ход компресије

Мора се избегавати крути пренос удара на конструкцију возила

8. Резиме дизајна језгра

Дизајн вучних АГВ електроенергетских система мора пратити доленаведене принципе:

Дизајн погонског система је у суштини баланс између вучне силе, отпора и инерције

Радијус точка р, обртни момент мотора и однос редукције заједно одређују перформансе система

Убрзање мора бити укључено као циљ дизајна, а не само као резултат верификације

Снага не може заменити анализу обртног момента

Тампон системи морају бити конструктивно пројектовани на основу укупне расподеле оптерећења