Elegir el sistema de tracción correcto para un AGV no consiste simplemente en seleccionar un motor con suficiente potencia.
El sistema de tracción debe mover el vehículo completo, incluyendo el chasis, la batería, los motores, el controlador, el mecanismo de elevación y la carga útil. La velocidad de desplazamiento, el diámetro de la rueda, la aceleración, el estado del suelo y la configuración de la tracción también afectan directamente a la selección final.
Un sistema de tracción dimensionado correctamente ayuda a prevenir problemas comunes como par insuficiente, patinaje de las ruedas, aceleración lenta, sobrecalentamiento y posicionamiento inestable.
Esta guía explica cómo los ingenieros pueden evaluar los requisitos de tracción de un AGV basándose en las condiciones reales de funcionamiento.
¿Qué determina el tamaño del sistema de tracción del AGV?
La carga útil suele ser el primer parámetro que la gente proporciona, pero es solo el punto de partida.
Por ejemplo, un AGV de 2 toneladas no requiere necesariamente el mismo sistema de tracción que otro AGV de 2 toneladas. Uno puede operar a baja velocidad en un entorno de fábrica, mientras que otro puede necesitar un movimiento rápido, aceleración frecuente y un posicionamiento preciso en un almacén.
Los principales factores que afectan la selección de la tracción del AGV incluyen:
| Factor | Por qué es importante |
| Peso total del vehículo | Determina la fuerza requerida para mover el AGV |
| Velocidad de desplazamiento | Afecta a la velocidad del motor y a los requisitos de potencia |
| Diámetro de rueda | Influye en los requisitos de par y la distancia al suelo |
| Aceleración | Determina la demanda máxima de par |
| Número de ruedas motrices | Afecta a la capacidad de tracción |
| Estado del suelo | Cambia la resistencia a la rodadura y el agarre de la rueda |
| Entorno de trabajo | Influye en el ciclo de trabajo y la fiabilidad del sistema |
El punto clave es sencillo:
El sistema de tracción debe seleccionarse basándose en las condiciones operativas completas, no en un solo parámetro.
Comience con el peso total en movimiento
Uno de los errores más comunes en el diseño de AGVs es calcular solo la carga útil.
El motor no sabe si el peso proviene del producto que se transporta o del propio AGV. Solo percibe la carga total que debe moverse.
El cálculo básico es:
Peso total en movimiento = Peso propio del AGV + Carga útil
Por ejemplo:
Un AGV tiene un peso propio de 800 kg y transporta una carga útil de 2.000 kg.
El peso real en movimiento es:
800 kg + 2.000 kg = 2.800 kg
El sistema de tracción debe seleccionarse de acuerdo con los 2.800 kg, no con los 2.000 kg.
Esta simple diferencia es una de las razones por las que algunos AGVs experimentan una aceleración deficiente o patinaje de ruedas después de la instalación.
Del peso del vehículo a la fuerza de tracción requerida
Una vez confirmado el peso total en movimiento, la siguiente pregunta es:
¿Cuánta fuerza de tracción necesita el AGV?
Las ruedas motrices deben generar suficiente fuerza para superar la resistencia a la rodadura y acelerar el vehículo. Un cálculo simplificado se puede expresar como:
F = m × g × μ
Donde:
-
F representa la fuerza de tracción
-
m representa la masa total del vehículo
-
g representa la aceleración de la gravedad
-
μ representa el coeficiente de resistencia a la rodadura
Por ejemplo, un AGV de 2.800 kg funcionando en un suelo de fábrica liso con un coeficiente de resistencia a la rodadura de 0,03 requeriría aproximadamente:
2.800 × 9,81 × 0,03 ≈ 824 N
Este es solo un valor teórico.
En aplicaciones reales, los ingenieros normalmente añaden un margen de seguridad porque el AGV puede experimentar suelos irregulares, diferentes posiciones de carga, arranques y paradas frecuentes o resistencia al giro.
Un sistema de tracción seleccionado exactamente en el valor mínimo puede funcionar en condiciones ideales, pero tener dificultades en la operación diaria.
Cálculo del par de rueda para sistemas de tracción AGV
Después de conocer la fuerza de tracción necesaria, el siguiente paso es convertir esta fuerza en el par de la rueda.
La relación es:
T = F × r
Donde:
-
T = Par de la rueda
-
F = Fuerza de tracción
-
r = Radio de la rueda
Supongamos que un AGV requiere 1.000 N de fuerza de tracción y utiliza ruedas motrices de 200 mm de diámetro.
El radio de la rueda es:
0,1 m
El par de rueda requerido es:
1.000 × 0,1 = 100 Nm
Si el AGV utiliza dos ruedas motrices, cada rueda necesita aproximadamente 50 Nm antes de considerar un margen de seguridad adicional.
Este cálculo muestra por qué el diámetro de la rueda es importante. Una rueda más grande puede mejorar la distancia al suelo y la maniobrabilidad ante obstáculos, pero también aumenta el requisito de par porque el motor necesita generar fuerza a través de un radio mayor.
Cómo afecta la velocidad a la selección del sistema de tracción del AGV
La carga útil determina cuánto peso necesita mover el AGV. La velocidad determina con qué rapidez necesita el sistema ofrecer ese rendimiento.
Un AGV de carga pesada a baja velocidad suele priorizar la salida de par y la capacidad de carga. Un AMR más rápido puede requerir un equilibrio diferente entre velocidad, eficiencia y respuesta de control.
Aquí es donde la potencia del motor y la selección de la caja de cambios cobran importancia.
El par motor determina si el AGV puede comenzar a moverse y manejar la resistencia. La potencia del motor determina qué tan rápido puede mantener el movimiento.
La relación es:
Potencia = Par × Velocidad
Es por esto que elegir un motor de AGV solo por vatios suele no ser suficiente. El motor, la caja de cambios y el tamaño de la rueda deben trabajar juntos como un sistema completo.
Por qué la relación de transmisión es importante en los sistemas de tracción AGV
La caja de cambios es lo que crea el equilibrio entre velocidad y par.
Una relación de reducción más alta aumenta el par de salida, lo cual es útil para AGVs de carga pesada, pendientes o aplicaciones que requieren una fuerza de arranque potente. Sin embargo, también reduce la velocidad máxima de desplazamiento.
Una relación de reducción más baja permite un movimiento más rápido, pero proporciona menos par.
No existe una relación de transmisión "mejor" universal para aplicaciones de AGV. La elección correcta depende del peso del vehículo, el diámetro de la rueda, la velocidad requerida, la aceleración y el entorno operativo.
Un ejemplo práctico: cálculo del sistema de tracción para un AGV de 2 toneladas
Veamos un ejemplo sencillo.
Un AGV tiene:
-
Carga útil: 2.000 kg
-
Peso del vehículo: 800 kg
-
Peso total en movimiento: 2.800 kg
-
Diámetro de rueda motriz: 200 mm
-
Dos ruedas motrices
Basándose en las condiciones operativas, la fuerza de tracción requerida se estima en unos 1.000 N.
El cálculo del par de la rueda es:
1.000 N × 0,1 m = 100 Nm
Con dos ruedas motrices:
100 Nm ÷ 2 = 50 Nm por rueda
Esto da el requisito básico de par.
Sin embargo, el sistema de tracción final debe incluir un margen adicional para la aceleración, los ciclos de operación, las condiciones del suelo y cargas inesperadas.
La selección real puede requerir ajustar el motor, la relación de la caja de cambios, el tamaño de la rueda o la configuración de la tracción.
Errores comunes al seleccionar un sistema de tracción para AGV
Un error común es seleccionar un motor solo basándose en la carga útil.
Otro es ignorar la distribución de la carga. En aplicaciones reales de AGV, la carga no siempre se distribuye uniformemente entre las ruedas. La ubicación de la batería, los mecanismos de elevación y la posición de la carga útil pueden afectar significativamente a la tracción.
Algunos proyectos también intentan resolver problemas de rendimiento simplemente aumentando el tamaño del motor.
Sin embargo, un motor más grande no puede arreglar un diseño de rueda incorrecto, una relación de transmisión inadecuada o una presión de contacto insuficiente entre la rueda motriz y el suelo.
El rendimiento del AGV depende de que todo el sistema de tracción trabaje unido.
Cómo ayuda HKT ROBOT en la selección del sistema de tracción del AGV
En HKT ROBOT, proporcionamos soluciones completas de tracción para AGVs, incluyendo ruedas motrices, unidades de tracción diferencial, unidades de dirección y tracción, motores, cajas de cambios y controladores.
En lugar de seleccionar componentes individuales por separado, ayudamos a los clientes a evaluar la aplicación completa, incluyendo el peso del vehículo, la carga útil, la velocidad, la configuración de las ruedas, el espacio de instalación y el entorno de trabajo.
El objetivo no es usar el motor más grande o la rueda más grande.
El objetivo es encontrar la combinación correcta que proporcione un movimiento fiable, un control estable y un rendimiento a largo plazo.
Preguntas frecuentes
1. ¿Cómo calculo el tamaño del motor del AGV requerido?
La selección del motor del AGV depende del peso total del vehículo, la velocidad requerida, el diámetro de la rueda, la fuerza de tracción, la aceleración y las condiciones de funcionamiento.
2. ¿La carga útil del AGV determina la potencia del motor?
No. La carga útil es solo una parte del cálculo. El peso propio del AGV y el entorno de trabajo también afectan al sistema de tracción necesario.
3. ¿Qué información debo proporcionar al seleccionar un sistema de tracción para AGV?
La información importante incluye la carga útil, el peso del vehículo, la velocidad, el diámetro de la rueda, la configuración de la tracción, el estado del suelo y el ciclo de trabajo.
4. ¿Debo seleccionar primero el motor o la rueda motriz?
El motor, la caja de cambios y la rueda deben seleccionarse como un solo sistema, ya que cada parámetro afecta a los demás.
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