Negli articoli precedenti abbiamo esplorato vari aspetti della tecnologia AGV. Ora approfondiamo uno dei componenti più critici dei sistemi AGV: ilsistema di sospensione. La funzione primaria di un sistema di sospensione è quella di regolare la forza normale applicata alle ruote sterzanti, assicurando che non sia né troppo bassa (che potrebbe causare slittamento e perdita di trazione) né troppo alta (che potrebbe portare ad un eccessivo assorbimento di corrente e ad una serie di problemi, incluso il sovraccarico delle ruote).
Ruolo delle molle nelle sospensioni AGV
Le molle sono i componenti più comunemente utilizzati nei sistemi di sospensione. Sfruttando l'elasticità delle molle compresse, la sospensione regola automaticamente la forza normale sulle ruote sterzanti, garantendo un funzionamento stabile dell'AGV.
La maggior parte dei meccanismi di sospensione sono dotati di dispositivi che consentono la regolazione della quantità iniziale o di precompressione della molla, aumentando significativamente il margine di progettazione e facilitando le regolazioni in fase successiva. Il tipo di struttura della sospensione e i parametri di selezione della molla sono fondamentali per le prestazioni dell'AGV. Un sistema di sospensione ben progettato può migliorare l’adattabilità degli AGV a diversi ambienti e migliorare la stabilità operativa.
Esempio: un tipico sistema di 4-ruota ausiliaria e 2-volante
Per illustrare, consideriamo una tipica configurazione della ruota conquattro ruote ausiliarie e due ruote sterzanti. Prima di eseguire i calcoli, dobbiamo definire due piani di riferimento paralleli:
Un piano di riferimento basato sul livello del suolo.
Un piano di riferimento basato sul telaio del veicolo su cui è montato il sistema di ruote.
Per semplicità assumiamo che l'altezza delle due ruote ausiliarie e del volante su un lato dell'AGV sia la stessa e che la superficie del terreno possa essere simmetrica o asimmetrica rispetto al piano di riferimento del suolo.
Di seguito è mostrato lo schema semplificato (non incluso).
Come illustrato, il volante si muove su e giù rispetto al piano terra durante il funzionamento. La rigidità della molla (indicata come KKK) e la quantità di precompressione (indicata come LLL) devono soddisfare le seguenti condizioni:
Quando l'AGV è a pieno carico e il volante si trova su una superficie concava (-10 mm), la ruota non deve scivolare.
Quando l'AGV è a pieno carico e il volante si trova su una superficie convessa (+10 mm), il volante non deve essere sovraccaricato.
Quando l'AGV è vuoto e su una superficie piana (0 mm), le ruote ausiliarie non devono perdere il contatto con il terreno.
Caso di studio: calcolo dei parametri
Supponiamo che un AGV pesa3 tonnellate, con una capacità di carico utile di5 tonnellate(centrato sul baricentro del veicolo). Il volante ha una capacità di carico massima di2 tonnellate, con un coefficiente di attrito radente pari a0.3e un coefficiente di attrito volvente di0.03. L'AGV deve funzionare agevolmente su una superficie del terreno con una tolleranza di planarità di±10 millimetro.
Supponendo che la quantità di precompressione della molla sia LLL, la molla viene compressa di L−10L-10L−10 mm su superfici concave e L+10L+10L+10 mm su superfici convesse. La rigidità della molla è indicata come KKK.
1. Pieno carico, superficie concava (-10 mm)
Quando l'AGV è a pieno carico e un lato del veicolo sostiene un peso di4 tonnellate, per garantire una trazione sufficiente:
2. Carico vuoto, superficie piana (0 mm)
Quando l'AGV è vuoto e un lato sostiene un peso di1,5 tonnellate, per garantire che nessuna ruota ausiliaria perda contatto:
3. Pieno carico, superficie convessa (+10 mm)
Quando l'AGV è completamente carico e un lato sostiene un peso di4 tonnellate, per evitare di sovraccaricare il volante:
Risultati e raccomandazioni
Sulla base dei calcoli, la rigidità della molla e la quantità di precompressione devono soddisfare i seguenti vincoli:
Questa combinazione soddisfa i requisiti in tutte e tre le condizioni. Sottolinea l'importanza di avere un dispositivo di precompressione regolabile nel sistema di sospensione, consentendo la messa a punto durante la progettazione e il funzionamento.
Conclusione
Questo articolo introduce i requisiti chiave per la progettazione delle sospensioni AGV e fornisce un metodo dettagliato per calcolare rapidamente la rigidità e la precompressione della molla. Nelle applicazioni pratiche, questi risultati possono guidare la selezione dei parametri ottimali della molla, garantendo un funzionamento stabile e affidabile dell'AGV.
