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AGV悬架与制动力矩的计算与评估

某客户某项目:背负式AGV小车,重总量2吨,最大速度2km/h,采用单轮驱动。

根据客户具体需求数据,我司的业务小哥们对这类计算熟练的很,很快就遴选出了我司标准舵轮TEC167P102SF30-29-22HS。计算参数表和舵轮参数图如下:

在舵轮选型完后,客户又提出为了确保安全,在紧急情况下的AGV小车制动能力是多少,希望有具体的参考数据。我们通常只计算舵轮的牵引力,很少涉及制动力的计算与评估,尤其是在AGV运行时的直接刹车制动数据。为客户解疑释惑是我司的服务宗旨,就这个机会我们一起讨论一下AGV在紧急制动时的相关情况。

在计算与评估前,我们先要确定几个前提条件:

一是不能让舵轮打滑,一旦打滑意味着制动失效;

二是干扰因素太多,该类计算仅做为方向性的参考依据,当然,如果能够提供详细的现场关键数据,则评估数据就是实际数据;

三是AGV在执行这种非常规性动作时,一定要有相应的措施来保证整个系统的平稳性与可靠性。

下面以我司TEC167P102SF30-29-22HS舵轮结合客户AGV小车来计算制动能力究竟有多大。

首先我们看看客户AGV的惯性力有多大,小车总重2t,根据‌F=ma,a=(Vt-V0)/t,我们假设小车在1S内紧急制动停下来,制动后速度为0,即a=Vt:

‌F惯性力=ma=mVt=2000*2/3.6=1111N

说明在客户最高速度运行时,如果要将AGV刹停,其阻力必须大于1111N。

然后我们再来看舵轮的制动力有多大,制动器额定力矩6Nm,减速机29,轮径167mm,折算到轮边力为:

F制动力=6*29/0.167*2=2083N

说明在刹车时制动器的额定力是2083N,数据上比AGV小车的惯性力要大得多。

再次,我们来考虑舵轮能够释放出这个制动力的前提条件是舵轮不能打滑,而舵轮不打滑又与其上的正压力及与地面的摩擦系数有关,假设舵轮上方的正压力为500kg,与地面的静摩擦系数为0.4,此时舵轮可承受的最大推力为:

F推力<500*10*0.4=2000N≈2083N

最后,我们来计算一下舵轮上的最小正压力来实现客户的需求:

N正压力>1111/10/0.4=278kg

依据《AGV悬架分析①弹簧劲度系数和预压缩量计算》所提供的方法,我们在设计悬架选择弹簧劲度系数以及预压缩量时,就要保证AGV车辆在任意位置都能满足N正压力的极限值。

总结:

本文除介绍了我司TEC167P102SF30-29-22HS舵轮的制动力大小外,还讨论了客户AGV使用该型号舵轮紧急制动时对悬架设计的要求。另外,因为制动发生时电机还在高速旋转,我们建议在刹车信号发出前,先让电机驱动器“自由停车”、“快速停车”、“紧急停车”等解除对电机的驱动电流,以免引起驱动器故障甚至导致其损坏。工作中具体问题具体分析才是重中之重,请勿简单套用或断章取义文中某些内容作为您的参考依据

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