En artículos anteriores, exploramos varios aspectos de la tecnología AGV. Ahora, profundizamos en uno de los componentes más críticos de los sistemas AGV: elsistema de suspensión. La función principal de un sistema de suspensión es ajustar la fuerza normal aplicada a los volantes, asegurando que no sea ni demasiado baja (lo que podría provocar deslizamiento y fallas de tracción) ni demasiado alta (lo que podría provocar un consumo excesivo de corriente y un rango de problemas, incluida la sobrecarga de las ruedas).
Papel de los resortes en la suspensión de AGV
Los resortes son los componentes más utilizados en los sistemas de suspensión. Al aprovechar la elasticidad de los resortes comprimidos, la suspensión ajusta automáticamente la fuerza normal sobre los volantes, asegurando un funcionamiento estable del AGV.
La mayoría de los mecanismos de suspensión están equipados con dispositivos que permiten el ajuste de la cantidad inicial o de precompresión del resorte, aumentando significativamente el margen de diseño y facilitando ajustes en etapas posteriores. El tipo de estructura de suspensión y los parámetros de selección de resortes son críticos para el desempeño del AGV. Un sistema de suspensión bien diseñado puede mejorar la adaptabilidad de los AGV a diferentes entornos y mejorar la estabilidad operativa.
Ejemplo: un 4-volante auxiliar típico y un 2-sistema de volante
Para ilustrar, consideremos una configuración típica de rueda concuatro ruedas auxiliares y dos volantes. Antes de realizar cálculos, necesitamos definir dos planos de referencia paralelos:
Un plano de referencia basado en el nivel del suelo.
Un plano de referencia basado en el bastidor del vehículo donde se monta el sistema de ruedas.
Para simplificar, asumimos que la altura de las dos ruedas auxiliares y el volante de un lado del AGV es la misma, y que la superficie del suelo puede ser simétrica o asimétrica con respecto al plano de referencia del suelo.
El esquema simplificado se muestra a continuación (no incluido).
Como se muestra, el volante se mueve hacia arriba y hacia abajo con respecto al plano del suelo durante la operación. La rigidez del resorte (indicada como KKK) y la cantidad de precompresión (indicada como LLL) deben cumplir las siguientes condiciones:
Cuando el AGV está completamente cargado y el volante se encuentra sobre una superficie cóncava (-10 mm), el volante no debe patinar.
Cuando el AGV está completamente cargado y el volante se encuentra sobre una superficie convexa (+10 mm), no se debe sobrecargar el volante.
Cuando el AGV esté vacío y sobre una superficie plana (0 mm), las ruedas auxiliares no deben perder contacto con el suelo.
Estudio de caso: cálculo de parámetros
Supongamos que un AGV pesa3 toneladas, con una capacidad de carga útil de5 toneladas(centrado en el centro de gravedad del vehículo). El volante tiene una capacidad de carga máxima de2 toneladas, con un coeficiente de fricción por deslizamiento de0.3y un coeficiente de fricción de rodadura de0.03. El AGV debe funcionar suavemente sobre una superficie del suelo con una tolerancia de planitud de±10 milímetros.
Suponiendo que la cantidad de precompresión del resorte es LLL, el resorte se comprime L−10L-10L−10 mm en superficies cóncavas y L+10L+10L+10 mm en superficies convexas. La rigidez del resorte se denota como KKK.
1. Carga completa, superficie cóncava (-10 mm)
Cuando el AGV está completamente cargado y un lado del vehículo soporta un peso de4 toneladas, para garantizar una tracción suficiente:
2. Carga vacía, superficie plana (0 mm)
Cuando el AGV está vacío y un lado soporta un peso de1,5 toneladas, para garantizar que ninguna rueda auxiliar pierda contacto:
3. Carga completa, superficie convexa (+10 mm)
Cuando el AGV está completamente cargado y un lado soporta un peso de4 toneladas, para evitar sobrecargar el volante:
Resultados y recomendaciones
Según los cálculos, la rigidez del resorte y la cantidad de precompresión deben satisfacer las siguientes restricciones:
Esta combinación satisface los requisitos bajo las tres condiciones. Destaca la importancia de contar con un dispositivo de precompresión ajustable en el sistema de suspensión, que permita realizar ajustes durante el diseño y operación.
Conclusión
Este artículo presenta los requisitos clave para el diseño de suspensión de AGV y proporciona un método detallado para calcular rápidamente la rigidez del resorte y la precompresión. En aplicaciones prácticas, estos resultados pueden guiar la selección de parámetros óptimos del resorte, asegurando un funcionamiento estable y confiable del AGV.
