Pojazd AGV zatrzymuje się w połowie korytarza z powodu zatarcia łożyska koła nośnego. Pojazd przewozi paletę o masie 1200 kg, a na rolkach prowadzących widać już spłaszczenia. Główną przyczyną rzadko jest silnik lub system nawigacji. Często jest to najmniejszy kupowany element układu napędowego: łożysko. W przypadku sprzętu AGV do transportu materiałów wybór łożysk decyduje o tym, czy pojazd porusza się płynnie, utrzymuje dokładność pozycjonowania i pozostaje sprawny pomiędzy okresami konserwacji. Jeśli źle wymienisz łożysko, zapłacisz za to nieplanowanymi przestojami, nadmiernym hałasem i przedwczesną wymianą koła. Zrób to dobrze, a AGV stanie się niezawodnym elementem przepływu materiałów.
Co liczy się jako sprzęt do transportu materiałów AGV
Sprzęt do transportu materiałów AGV obejmuje każdy automatycznie kierowany pojazd, który przenosi materiały bez udziału człowieka. W praktyce obejmuje to pojazdy AGV o ładunku jednostkowym przewożące palety lub skrzynki, holujące pojazdy AGV ciągnące wózki, wózki AGV do podnoszenia regałów, pojazdy AGV do transportu ciężkich ładunków przenoszące zwoje stali oraz hybrydowe pojazdy AGV, które przełączają się między trybem ręcznym i automatycznym. Pojazdy te pracują w magazynach, halach produkcyjnych, chłodniach i na placach zewnętrznych. Wspólnym wątkiem jest kontrolowany ruch: wielokrotne uruchamianie, zatrzymywanie, obracanie, podnoszenie i pozycjonowanie ładunku.
Łożyska pojawiają się w kilku miejscach tych pojazdów. Zespoły kół napędowych wykorzystują łożyska do podparcia piasty koła i przenoszenia momentu obrotowego. Zespoły kierownicy wykorzystują łożyska, aby umożliwić obrót pod obciążeniem. Koła nośne przenoszą ciężar pojazdu i ładunku. Rolki prowadzące utrzymują pojazd AGV na torze lub poruszają się po szynie. W kolumnach podnośnikowych i platformach przenośników zastosowano łożyska w kołach pasowych, rolkach i punktach obrotu. Każda pozycja ma inny kierunek obciążenia, prędkość i narażenie na środowisko. Dlatego też jeden typ łożyska rzadko pasuje do każdego zastosowania AGV.
Typy łożysk stosowanych w sprzęcie do transportu materiałów AGV
Poniższa tabela przedstawia typowe typy łożysk dla typowych pozycji pojazdów AGV. Użyj go jako punktu wyjścia, a nie ostatecznej specyfikacji. O ostatecznym wyborze zadecyduje wielkość obciążenia, cykl pracy i poziom zanieczyszczenia.
Typowe typy łożysk i ich rola w sprzęcie do transportu materiałów AGV. | Typ łożyska | Typowa pozycja AGV | Dlaczego to pasuje |
| Łożyska kulkowe skośne dwurzędowe | Przekładnie napędowe i sterujące, zespoły obrotowe | Wytrzymuje połączone obciążenia promieniowe i osiowe przy dużej sztywności |
| Łożyska kulkowe zwykłe | Wały silników, małe koła, rolki przenośników | Proste podparcie promieniowe, niskie tarcie, dostępne z uszczelkami lub osłonami |
| Rolki bieżne z pierścieniem zewnętrznym cylindrycznym lub koronowym (LR) | Koła nośne, rolki prowadzące na płaskich torach | Działa na szynach lub podłogach, kompensuje niewielkie niewspółosiowość |
| Rolki gąsienicowe z gotyckim rowkiem łukowym (LFR) | Precyzyjne rolki prowadzące na szynach profilowych | Wysoka nośność i płynny ruch liniowy |
| Rolki gąsienicowe serii W | Liniowe systemy prowadzenia szynowego | Wysoka precyzja ruchu liniowego przy niskim tarciu |
| Rolki gąsienic z rowkiem V (łożyska Vee'D) | Systemy prowadzenia szyn V i szyn profilowych | Praca przy niskim tarciu na gąsienicach w kształcie litery V |
W wielu konstrukcjach pojazdów AGV w kole napędowym zastosowano dwurzędowe łożysko kulkowe skośne, ponieważ koło musi wytrzymać zarówno ciężar pojazdu, jak i siły boczne pochodzące od układu kierowniczego. W kołach nośnych często stosuje się rolki gąsienicowe z koronowanym pierścieniem zewnętrznym, ponieważ podłoga lub szyna nigdy nie są idealnie płaskie. Rolki prowadzące na szynie liniowej mogą wykorzystywać gotycki rowek łukowy, aby kontrolować luz i utrzymywać dokładność pozycjonowania. Dokładny skład zależy od architektury pojazdu.
Cylindryczne lub koronowane rolki gąsienicowe do kół nośnych W przypadku kół nośnych AGV na podłogach lub prostych szynach, koronowany pierścień zewnętrzny pomaga zmniejszyć naprężenia krawędziowe w przypadku niewielkiej niewspółosiowości. Zobacz produkt → W przypadku kół nośnych poruszających się po podłodze lub prostych szynach praktycznym wyborem jest często rolka gąsienicowa z cylindrycznym lub koronowanym pierścieniem zewnętrznym. Profil z koroną pomaga uniknąć naprężeń krawędziowych, gdy koło jest lekko przesunięte.
Dopasowanie łożysk do przypadków obciążenia AGV
Zacznij od obciążenia na koło. Pojazd AGV o udźwigu jednostkowym 1500 kg z czterema kołami nośnymi nie dzieli po prostu 1500 kg przez cztery. Należy dodać masę pojazdu, współczynnik dynamiki wynikający z przyspieszania i hamowania oraz rozkład obciążenia, gdy paleta nie jest wyśrodkowana. Obciążenie statyczne wynoszące 375 kg na koło może podczas zatrzymania awaryjnego osiągnąć 600 kg lub więcej. Nośność dynamiczna łożyska musi obejmować ten szczyt, a nie tylko stan ustalony.
Następne są prędkość i cykl pracy. Pojazd AGV pracujący 16 godzin dziennie z prędkością 1,5 m/s ma inną trwałość łożysk niż pojazd poruszający się 8 godzin dziennie z prędkością 0,8 m/s. Do obliczenia trwałości łożyska należy wykorzystać rzeczywiste spektrum prędkości i obciążenia. W przypadku rolki gąsienicy o średnicy 50 mm pracującej z prędkością 200 obr./min wymagana żywotność L10 może wynosić 20 000 godzin. W przypadku rolki prowadzącej, która porusza się tylko podczas pozycjonowania, wymagania dotyczące trwałości mogą być mniejsze, ale wymagania dotyczące precyzji są wyższe.
Luz i napięcie wstępne również mają znaczenie. Dwurzędowe łożysko kulkowe skośne ze zbyt dużym luzem powoduje kołysanie się koła, co objawia się hałasem i nierównym zużyciem opony. Zbyt duże napięcie wstępne zwiększa tarcie i ciepło, co skraca żywotność smaru. Ta sama logika dotyczy rolek gąsienic: luz osiowy wpływa na dokładność prowadnicy. Producent kontrolujący geometrię bieżni i stosujący odpowiedni sprzęt kontrolny może konsekwentnie utrzymywać te tolerancje. Właśnie w tym przypadku system jakości ISO 9001 i kontrola przychodząca pod kątem okrągłości bieżni i wykończenia powierzchni robią różnicę.
Rolki gąsienic z gotyckimi rowkami łukowymi do precyzyjnych rolek prowadzących W przypadku precyzyjnych rolek prowadzących na szynach profilowych gotycki rowek łukowy serii LFR zapewnia rozkład obciążenia i stabilną pracę przy prowadzeniu AGV o wąskiej tolerancji. Zobacz produkt → W przypadku precyzyjnych rolek prowadzących na szynach profilowych gotycki rowek łukowy może poprawić rozkład obciążenia i zmniejszyć naprężenia w porównaniu z prostym rowkiem okrągłym. Jest to częsty wybór, gdy pojazd AGV musi posiadać wąską tolerancję toru.
Kolejnym czynnikiem jest ryzyko związane z zakupami. Łożyska podrabiane lub mieszane mogą trafiać do łańcucha dostaw tanimi kanałami. Łożysko, które wygląda identycznie, może mieć inny gatunek stali, inną obróbkę cieplną lub wypełnienie smarem. Rezultatem jest koło, które ulega awarii w ciągu tygodni, a nie lat. Poproś o certyfikaty materiałowe, raporty wymiarowe i dane z testów hałasu. Jeśli dostawca nie może ich zapewnić, ryzyko leży po Twojej stronie. Więcej informacji na temat wyboru rolek można znaleźć w tym przewodniku jak wybrać odpowiednie łożysko rolkowe gąsienicy .
Uszczelnianie, smarowanie i środowisko
Urządzenia do transportu materiałów AGV działają w większej liczbie środowisk, niż spodziewa się wielu projektantów. Magazynowy pojazd AGV może pracować w czystym, klimatyzowanym korytarzu. Ten sam model pojazdu może być używany w chłodni o temperaturze -20 C, w obszarze przetwarzania żywności ze środkami chemicznymi do mycia lub na podwórku na zewnątrz, gdzie panuje kurz i deszcz. Uszczelnienie łożyska i smar muszą pasować do najgorszego, a nie najlepszego przypadku.
W przypadku łożysk kulkowych zwykłych stosowanych na wałach silników powszechne są uszczelnienia stykowe 2RS, ponieważ chronią przed przedostawaniem się kurzu i zatrzymują smar. W przypadku większej prędkości lub mniejszego oporu można zastosować metalowe osłony ZZ, ale nie uszczelniają one przed cieczą. W rolkach gąsienicowych często stosuje się osłony metalowe lub wersje uszczelnione, w zależności od środowiska szynowego. W obszarach narażonych na działanie wody mogą być konieczne łożyska ze stali nierdzewnej lub powlekane, a smar musi być dopuszczony do kontaktu z żywnością. Podczas przechowywania w chłodni smar musi pozostać wystarczająco miękki, aby uniknąć nadmiernego momentu rozruchowego.
Rolki gąsienic liniowych serii W do prowadzenia szynowego Do liniowego prowadzenia szynowego AGV rolki serii W są przeznaczone do precyzyjnego ruchu liniowego i mogą być uszczelnione przed zanieczyszczeniem bieżni. Zobacz produkt → Liniowe systemy prowadzenia szynowego w pojazdach AGV często wykorzystują rolki gąsienicowe serii W. Rolki te zaprojektowano z myślą o precyzyjnym ruchu liniowym i można je uszczelnić, aby zapobiec przedostawaniu się zanieczyszczeń do bieżni. Jeżeli pojazd AGV porusza się po szynie podłogowej lub stałej prowadnicy, profil rolek i wybór uszczelek określają, jak długo system prowadnic pozostanie dokładny.
Smarowanie wpływa również na hałas. Łożysko charakteryzujące się wysoką precyzją i niskim poziomem hałasu wymaga odpowiedniego wypełnienia smarem i czystego montażu. Przepełnienie może spowodować ubijanie i nagrzewanie. Niedopełnienie może spowodować kontakt metalu z metalem i uszkodzenie bieżni. Prawidłowe wypełnienie zależy od prędkości, obciążenia i orientacji. W przypadku wałów pionowych często lepsze jest mniejsze wypełnienie. W przypadku wałów poziomych nieco większe wypełnienie może pomóc w rozprowadzeniu smaru.
Lista kontrolna konserwacji i rozwiązywania problemów
Nawet dobrze dobrane łożysko w końcu ulegnie zużyciu. Celem jest wyłapanie problemu, zanim zatrzyma on pojazd AGV. Podczas zaplanowanej konserwacji należy wykonywać następujące kontrole.
- Słuchaj zmian w hałasie. Stały szum jest normalny. Dźwięk zgrzytania lub klikania sugeruje uszkodzenie lub zanieczyszczenie bieżni.
- Zmierzyć luz osiowy i promieniowy. Porównaj z oryginalną specyfikacją. Zwiększony luz często oznacza zużycie lub luźne dopasowanie.
- Po zmianie biegów sprawdź temperaturę kół i rolek. Łożysko, które się nagrzewa, może być nadmiernie obciążone, niedosmarowane lub niewspółosiowe.
- Sprawdź uszczelki pod kątem nacięć, stwardnień lub wycieków. Uszkodzona uszczelka powoduje przedostawanie się kurzu i wody do bieżni.
- Poszukaj nierównego zużycia opon lub rolek. Może to wskazywać na problem z luzem łożyskowym lub wygiętą oś.
- Sprawdź moment montażowy. Luźne śruby umożliwiają ruch łożyska, co powoduje uszkodzenie obudowy i wału.
Jeżeli łożysko koła nośnego ulegnie uszkodzeniu, należy wymienić zarówno łożysko, jak i uszczelkę. Ponowne użycie uszczelki po jej demontażu często prowadzi do nieszczelności. Sprawdź także wał i obudowę pod kątem zużycia. Zużyta obudowa nie będzie prawidłowo trzymać nowego łożyska, a awaria będzie się powtarzać. W przypadku rolek prowadzących sprawdź szynę pod kątem wgnieceń, zanieczyszczeń lub zużycia. Rolka nie jest w stanie zrekompensować uszkodzonego toru.
Lista kontrolna specyfikacji dla sprzętu do transportu materiałów AGV
Zanim wyślesz zapytanie ofertowe dotyczące łożysk AGV, zbierz następujące informacje. Lista ta pomaga producentowi łożysk polecić właściwy produkt i uniknąć powtarzania się.
- Obciążenie na koło lub rolkę: statyczne i dynamiczne, w tym wartości szczytowe przyspieszenia i hamowania.
- Prędkość i cykl pracy: maksymalne obroty, średnie obroty i godziny dziennie.
- Złącze montażowe: średnica wału, otwór obudowy, szerokość i klasa tolerancji.
- Kierunek obciążenia: promieniowy, osiowy lub kombinowany. Zanotuj stosunek, jeśli jest połączony.
- Luz lub napięcie wstępne: wymagany luz osiowy lub napięcie wstępne dla danego zastosowania.
- Uszczelnienie: otwarte, ekranowane, uszczelnione lub specjalny materiał do spłukiwania.
- Smarowanie: rodzaj smaru, poziom napełnienia i zakres temperatur.
- Środowisko: kurz, woda, chemikalia, temperatura i częstotliwość zmywania.
- Oczekiwany czas życia: L10 godzin lub odległość i akceptowalny poziom hałasu.
- Dokumentacja jakościowa: certyfikaty materiałowe, raporty wymiarowe i dane z badań hałasu.
Ningbo Wanshun Bearing Co., Ltd. produkuje dwurzędowe łożyska kulkowe skośne, łożyska kulkowe zwykłe i rolki bieżne do tego rodzaju układów ruchu. Firma działa w Cixi w Ningbo, obszarze znanym jako rodzinne miasto łożysk w Chinach, i stosuje system jakości ISO 9001 obejmujący sprzęt do kontroli geometrii bieżni i hałasu. Asortyment produktów obejmuje rolki gąsienic LR, rolki gąsienic gotyckich LFR i rolki gąsienic liniowych serii W, które obejmują wiele pozycji kół nośnych i rolek prowadzących AGV. Jeśli określasz łożyska do nowego pojazdu AGV lub wymieniasz uszkodzone koło, wcześniej poinformuj dostawcę łożysk o przypadku obciążenia i środowisku. Ta rozmowa jest tańsza niż awaria w środku zmiany.
Sprzęt do transportu materiałów AGV jest tak niezawodny, jak jego najmniejsze ruchome części. Dopasowując typ łożyska, nośność, luz, uszczelnienie i smarowanie do rzeczywistego obciążenia pojazdu, można zmniejszyć hałas, wydłużyć okresy międzyobsługowe i utrzymać przepływ materiału w ruchu. Zacznij od obciążenia na koło, sprawdź środowisko i poproś o udokumentowane dane dotyczące jakości. Łożysko może i jest małe, ale przenosi ciężar całego układu.
