Dejavniki izbire električnega ploščatega vozička za prevoz težkih tovornih enot

Prilagajanje nosilne zmogljivosti in konstrukcijske trdnosti vaši zahtevni uporabi

Ocenjevanje zahtev glede koristne obremenitve v primerjavi z togostjo okvirja, konfiguracijo osi in dinamičnim razporedom obremenitve

Pri izbiri električnega ploščatega vozička začnite z ugotavljanjem, koliko teže mora prenašati. Ne pozabite upoštevati tudi nepredvidenih situacij, ko se breme izkaže za težje, kot je bilo načrtovano. Večina strokovnjakov priporoča, da za rezervo pustite okoli 25 odstotkov dodatne nosilnosti, saj se lahko med obratovanjem pojavijo težave. Tudi okvir mora biti trden. Če se ob obremenitvi začne ukrivljati, se vse stvari izmaknejo iz poravnave, nadzor postane nepredvidljiv in celoten sistem hitreje obrabi. Za izdelavo zelo trdnih okvirjev brez prekomerne mase so najprimernejši jekleni zlitini z visoko trdnostjo. Te materiale zaznamuje dobra trdnost pri hkratnem ohranjanju nizke skupne mase, kar je ključnega pomena pri vsakodnevnem prenašanju težkih bremen.

Način razporeditve osi določa, koliko teže se prenese na površino tal. Ko imajo vozila dve osi namesto le ene, se tlak na tleh razprši približno za 40 %. To je zelo pomembno pri vožnji po občutljivih tleh ali mehkih podlagah, kjer bi sicer lahko prišlo do poškodb. Porazdelitev obremenitve se vendar stalno spreminja. Ko se vozila pospešujejo, zavirajo ali zavijajo, se teža premika in na določene dele okvirja izvaja dodatni navor. Inženirji uporabljajo računalniške modele, da ugotovijo, kje bodo ti napetostni vrhovi najmočnejši, ter tako prilagodijo obliko okvirja, mesta varjenja in območja, ki potrebujejo dodatno okrepitev. Vzemimo primer, ko se večina teže izključno osredotoči na eno kotno točko vozila. Ta točka lahko izkuša trikrat večjo napetost kot običajno, kar s časom povzroča obrabo in poškodbe na povezovalnih ali priključnih mestih. Vsakdo, ki dela z težko opremo, mora preveriti, ali se skupna teža (vključno s tovorom in samim strojem) uravnoteži znotraj varnega območja, ki ga določa razdalja med osmi ter dolžina med sprednjimi in zadnjimi kolesi.

Potrditev življenjske dobe pri utrujanju ter preskušanje obremenitve v realnih pogojih za industrijsko uporabo 24/7

Industrijske operacije, ki tečejo neprekinjeno, potrebujejo veliko več kot le običajne preglede utrujenosti. Vodilni proizvajalci dejansko testirajo svoje izdelke, kot da bi bili v laboratoriju neprekinjeno uporabljeni deset let. Ti prototipi opravijo več kot milijon obremenitvenih ciklov, pri čemer so izpostavljeni različnim spremenljivkam, kot so spreminjajoči se navori, vibracije in temperaturne spremembe. Za realne testne pogoje opremo preizkušajo tudi v ekstremnih razmerah. To pomeni temperature od minus 20 °C do 50 °C, izpostavljenost vlagi, prahu ter celo vožnjo po neravnih površinah, ki simulira razmere na tovarniških tleh. Posebni senzorji, nameščeni na ključnih mestih, kot so zvari in ležaji, zaznavajo majhne deformacije. Večina odpovedi se običajno začne kazati okoli pol milijona ciklov na mestih največje napetosti. Ko podjetja upoštevajo standarde, kot je ISO 12100 za ocenjevanje tveganj in ASTM E466 za preizkušanje utrujenosti, doseže njihova oprema zanesljivost približno 99,8 % pri neprekinjenem delovanju 24 ur na dan. Toplotne kamere med dolgotrajnimi testi že zgodaj zaznajo problematična območja v pogonskih sistemih, kar omogoča namestitev učinkovitejšega hlajenja še pred nastopom odpovedi. Glede na to, koliko dejansko stane izpad proizvodnje (po raziskavi Ponemon Institute iz lanskega leta 740.000 USD na uro), ti temeljiti testni postopki varujejo tako proizvodne urnike kot tudi končne poslovne rezultate v proizvodnih obratih po vsem svetu.

Električne rešitve za prevoz ploščatih vozil: breztračni AGV nasproti sistemom z vodili na tirih

Kompromisi med fleksibilnostjo, stroški infrastrukture, natančnostjo in razširljivostjo

Odločitev za uporabo breztračnih AGV-jev namesto tradicionalnih tirnih sistemov je v resnici odvisna od tega, kaj je najpomembnejše v vsakodnevnih operacijah. Seveda je mobilnost pomembna, a enako pomembno je tudi, kako dobro se sistem prilagodi spremembam, poleg tega pa tudi to, da zagotovi natančno delo brez dolgoročnega prekomernega obremenitve proračuna. Kar ločuje breztračne AGV-je od drugih sistemov, je njihova sposobnost proste mobilnosti, ki jo omogočajo tehnologije, kot so LiDAR-skenerji, sistemi vizualnega prepoznavanja in napredni navigacijski sistemi SLAM. Ti vozili lahko skoraj takoj prilagodijo svoje poti, kadar se spremeni razpored tovarne ali ko je treba prilagoditi proizvodne procese. Takšna odzivnost izjemno koristi tovarnam, ki se s časom neprestano spreminjajo, zlasti pa tistim, kjer prevladajo omejeni prostori, saj bi namestitev tirnic predstavljala resen problem. Vendar pa obstaja tudi pomanjkljivost: za zagon vse te tehnologije je potreben višji začetni investicijski znesek za različne senzorje, specializirane programske pakete ter podrobno kartiranje celotne obrata pred uvedbo.

Namestitev sistemov, vodjenih po tirih, pomeni veliko začetno naložbo v te fiksne tiri, vendar pa njihova povrnitev zagotavlja izjemno doslednost gibanja. Ti sistemi lahko ohranjajo položaj z natančnostjo približno 2 mm, tudi ko prenašajo težke breme na dolgih razdaljah ali pri vzponu, kar jih naredi zelo pomembne za sestavljanje natančnih delov, premikanje litin med postajami ali izvajanje avtomatskih varilnih operacij. Ko podjetja potrebujejo spremembo načina delovanja teh sistemov, to običajno traja več tednov in med tem ustavi redno proizvodnjo, dokler delavci ne prilagodijo vsega. Povečanje zmogljivosti pomeni namestitev celotnih novih odsekov tirnice skupaj z dodatnimi napajalnimi enotami. Nasprotno pa razširitev flote AGV-jev povzroči bistveno manj težav. Večina razširitev poteka zelo hitro, pogosto že v nekaj dneh, saj omogočajo posodobitve programske opreme in preproste postopke zamenjave baterij, ki omogočajo neprekinjeno delovanje brez večjih prekinitev.

Ko gre za izbiro med možnostmi, natančnost specifikacij običajno igra pomembno vlogo. Avtomatizirana vodena vozila (AGV) na splošno ohranjajo natančnost približno ±10 mm, kadar vse teče gladko, čeprav se med obdobji intenzivnih vibracij ali nenadnih sprememb smeri pogosto izgubijo. Nasprotno pa tradicionalni tirni sistemi ostanejo zanesljivi ne glede na to, koliko teže prevažajo ali kako hitro se gibljejo po svojih tirih. Če pogledamo učinkovitost nosilne zmogljivosti, se zgodi popolnoma drugačna zgodba. AGV-ji dosežejo izkoriščenost približno 92 do 95 odstotkov, saj lahko na hitro prilagajajo poti glede na trenutne razmere. Tirni sistemi nimajo te same fleksibilnosti, zato njihova učinkovitost usmerjanja ostane med 85 in 88 odstotki. Industrijske raziskave kažejo, da podjetja, ki uporabljajo AGV-je, v obratih z pogosto spreminjajočimi se izdelki in potrebo po gibljivosti operacij dolgoročno prihranijo približno 15 do 30 odstotkov. Kljub temu tirni sistemi še vedno prevladajo tam, kjer je najpomembnejše maksimirati pretok v situacijah, v katerih vse poteka po strogo določeni poti od začetka do konca.

Ta strategična ravnovesja določa, ali operativna gibljivost ali nespremenljiva natančnost bolj ustrezata vašim zahtevam za prevoz težkih tovornjakov.

Optimizacija električnega pogonskega sistema in osi za prijemanje, vzponsko zmogljivost in zanesljivost

Dvo-motorjni nasproti centralnemu pogonu: učinkovitost, rezervni sistemi in vzdrževalne posledice

Dvojni motorjev sistem v primerjavi s centralno pogonsko arhitekturo prikazuje dva zelo različna pristopa k izgradnji električnih ravnih avtomobilov, pri čemer je vsak bolj primernega za določene naloge. Pri dvojnem motorju ima vsaka os svoj lasten vir energije (včasih celo posamezna kolesa), kar omogoča tako imenovano vektorizacijo navora v realnem času. To pomeni boljšo oprijemljivost pri vožnji po neravnih površinah ali kluzkih mestih. Poleg tega obstaja še ta koristna rezervna funkcija: če odpove en motor, se avtomobil še vedno lahko premika naprej, čeprav počasneje. To je zelo pomembno v situacijah, ko bi zastopanje predstavljalo nevarnost ali visoke stroške, zlasti v oddaljenih območjih. Vendar pa ti sistemi vključujejo več sestavnih delov za upravljanje. Več komponent pomeni več toplote, zato postane hlajenje večji problem. In poglejmo resnico v oči: vsi ti dodatni deli se na dolgi rok tudi prevedejo v več rednih pregledov in popravil.

Centralni pogonski sistem običajno vključuje en močan motor, povezan z mehanskim diferencialnim nastavkom. Ti sistemi so na splošno cenejši v začetni fazi, lažje vzdrževani in se izkazali kot zelo zanesljivi za aplikacije, ki se skozi čas ne spreminjajo bistveno. Vendar pa obstajajo tudi nekatere slabosti, ki jih je treba omeniti. Nadzor trakcije ni tako natančen, kot bi lahko bil, poleg tega pa vsaka okvara posameznega motorja in diferenciala povzroči popoln izgubitev mobilnosti, saj je vse od njiju odvisno. Nekatere preskusne meritve kažejo, da uporaba dveh motorjev namesto enega poveča zmogljivost pri vzponu za približno 15 do 25 odstotkov na klancih s strmostjo več kot 10 stopinj, še posebej, kadar je to kombinirano z napredno programsko opremo za pametno upravljanje navora. Seveda ta izboljšava zmogljivosti ni brezplačna. Dolgotrajno delovanje pod visokimi obremenitvami zahteva učinkovite tekočinske hlajalne sisteme ter pozornost pri upravljanju temperatur, da se preprečijo težave s pregrevanjem.

Izbira težkoobremenjenih električnih osi: gostota navora, regenerativno zaviranje in termično upravljanje

Izbira električne osi (E-os) mora imeti za prednost tri medsebojno povezane inženirske cilje:

• Gostota navora : Kompaktna, visokoizhodna osi z izkoristkom 12 kN·m na tono omogočajo nosilnost prek 80 ton brez preobremenitve ležajev ali zobnikov.
• Regenerativno brezno : Sistemi, ki ob zaviranju povrnijo 20 % kinetične energije, podaljšajo doseg baterije in in znatno zmanjšajo obrabo frikcionskih zavor—kar skrajša vzdrževalne intervale do 40 % pri uporabi z večkratnim zaviranjem in zagonom.
• Toplotna odpornost : Statorji z tekočinsko hlajenjem, menjalniki s spremljanjem temperature ter integrirani toplotni odvajalni poti zagotavljajo stalno zmogljivost. Najvišje kakovosti E-osi ohranjajo učinkovitost >93 % pri okoljski temperaturi 40 °C—kar preprečuje toplotno omejevanje med neprekinjenimi obratovalnimi cikli.

Oblikovanje baterijskega sistema za največjo dostopnost in učinkovitost nosilnosti pri električnih ploščatih vagonih

LFP proti NMC kemiji: Varnost, življenjska doba ciklov in delovanje pri nizkih temperaturah pri neprekinjenem obratovanju

Vrsta uporabljene baterijske kemije ima velik vpliv na zanesljivost, varnost in prilagodljivost baterij različnim okoljem s potekom časa. Litij-železov fosfat, krajše LFP, se izstopa s sposobnostjo ohranjanja hladne temperature tudi pod tlakom. Ploščata napetostna krivulja v kombinaciji s trdnimi kemičnimi vezmi pomeni, da se baterija ne ogreva preveč enostavno, zato jo mnoge industrije izbirajo za delo v neposredni bližini gorljivih snovi ali pri obratovanju v izredno vročih pogojih. Še ena pomembna prednost LFP je njegovo izjemno dolgo življenjsko dobo. Govorimo o več kot 6.000 celovitih ciklov polnjenja, preden izgubi več kot 20 % svoje prvotne kapacitete. To pomeni približno desetletje neprekinjene vsakodnevne uporabe brez opaznega zmanjšanja zmogljivosti. Za podjetja, ki razmišljajo o dolgoročnih naložbah, te lastnosti naredijo LFP privlačno možnost, kljub nekaterim začetnim stroškovnim razmislekom.

Baterije na osnovi niklja, manga in kobalta (NMC) imajo za približno 15 do 20 odstotkov večjo specifično energijo kot litij-železofosfatne (LFP) baterije, kar pomeni lažje baterijske sklope in več prostora za dejansko tovor ali opremo. Te celice NMC še naprej delujejo precej dobro tudi pri temperaturah do minus 20 stopinj Celzija, kar jim daje prednost pred LFP-baterijami v hladilnih skladiščih ali med zimskimi poljskimi operacijami. Slabost pa je ta, da ima NMC ožji temperaturni obseg in se zelo razdraži, če jo prekomerno napolnimo ali prekomerno izpraznimo, zato ti baterijski sklopi potrebujejo pametnejše sisteme za upravljanje baterij, da ostanejo delovni procesi gladki. Za mnoge težke industrijske naloge, kjer sta najpomembnejša varnost in dolga življenska doba, ostaja LFP kljub težavam v zamrznjenih razmerah boljša izbira. Večina obratovalcev ugotovi, da dodajanje preprostih grelnih elementov okoli ohišja baterije ali integracija hladilnih krogov naredi vse razliko pri ohranjanju zmogljivosti skozi trde zime.

Strategije strukturne integracije (celica-v-paket, celica-v-sasis) za ohranitev nosilne zmogljivosti in izpolnjevanje varnostnih standardov

Način, kako se baterije vgrajujejo v konstrukcijo vozila, bistveno vpliva na količino stvari, ki jih je mogoče prevažati, na možne varnostne funkcije ter na enostavnost vzdrževanja v prihodnje. Z tehnologijo »celica-v-paket« proizvajalci izpuščajo obsežna ohišja modulov. Rezultat? Približno 10 do največ 15 odstotkov boljša izkoriščenost prostora za shranjevanje energije, hkrati pa je celoten baterijski paket tudi lažji. Prostor za tovor ostane nespremenjen, saj je znotraj vozila manj neporabnega prostora. Še naprej napredujemo s tehnologijo »celica-v-ogrodje«, pri kateri baterije dejansko postanejo del okvirja avtomobila. Ti paketi so nameščeni neposredno znotraj okvirnih nosilcev, ne da bi bili le priviti na vrh. Ko to nastopi, se vozilo spusti nižje proti tlem, kar pomeni boljše vožnje lastnosti. Nekatere preskusne meritve kažejo izboljšavo torzijske togosti približno za 25 %, odvisno od specifične uporabe. Pri tovornjakih, ki prevažajo težke tovore na dolge razdalje, ta vrsta strukturne integracije resnično izplača v smislu skupne stabilnosti in zmogljivosti.

Obe metodi morata vsaj izpolnjevati varnostna pravila za prevoz UN38.3, čeprav industrijske aplikacije običajno zahtevajo še strožje ukrepe. Na vrhunskih konstrukcijah najdemo na primer ognjevzdržne ločilne plošče med celicami, plošče za porazdelitev tlaka, ki preprečujejo hkratno odpoved več celic ob udarcih, ter dodatne sisteme toplotne zaščite kot dodatno varnostno plast. Če je to pravilno izvedeno, ni potrebe po težkih zunanjiških ohišjih baterij, ki zasedajo dragocen prostor na podstavku in zmanjšujejo nosilno kapaciteto za tovor.

Pogosta vprašanja

Kateri material okvirja se priporoča za električna ravna vozila?

Zaradi uravnoteženega razmerja med trdnostjo in maso, kar je ključnega pomena pri premikanju težkih tovorov, se priporočajo jeklene zlitine z visoko natezno trdnostjo.

Kako se breztračna avtomatska vozička (AGV) primerjajo z sistemom, ki uporablja vodilne tirnice?

AGV brez tirnic ponujajo večjo fleksibilnost in dinamično usmerjanje, medtem ko tirni sistemi zagotavljajo natančno premikanje in so bolj primerni za določene poti z velikimi obremenitvami.

Katera baterijska kemija je boljša za obratovanje pri visokih temperaturah?

Litij-železo-fosfat (LFP) je bolj stabilen pri toplini in ponuja daljšo življenjsko dobo, kar ga naredi idealnega za industrijsko uporabo pri visokih temperaturah.

Kakšne so prednosti dvomotornega nastavitve pri električnih ploščatih vozilih?

Dva motorja zagotavljata boljšo oprijemljivost in rezervno funkcionalnost, kar zagotavlja, da se vozilo lahko nadaljuje z vožnjo tudi v primeru odpovedi enega izmed motorjev.