Một AGV dừng giữa lối đi vì ổ trục bánh xe tải bị kẹt. Chiếc xe đang chở một pallet nặng 1.200 kg và các con lăn dẫn hướng đã có những vết phẳng. Nguyên nhân sâu xa hiếm khi nằm ở động cơ hoặc hệ thống định vị. Nó thường là bộ phận nhỏ nhất được mua trong bộ truyền động: ổ trục. Đối với thiết bị xử lý vật liệu AGV, việc lựa chọn vòng bi sẽ xác định xem xe có di chuyển trơn tru hay không, giữ độ chính xác định vị và duy trì hoạt động giữa các khoảng thời gian bảo trì hay không. Lắp sai vòng bi và bạn phải trả giá bằng thời gian ngừng hoạt động ngoài dự kiến, tiếng ồn quá mức và thay thế bánh xe sớm. Hãy làm đúng và AGV sẽ trở thành một phần đáng tin cậy của dòng nguyên liệu.
Những gì được coi là thiết bị xử lý vật liệu AGV
Thiết bị xử lý vật liệu AGV bao gồm mọi phương tiện được dẫn hướng tự động di chuyển vật liệu mà không cần người điều khiển. Trong thực tế, điều đó bao gồm AGV tải trọng đơn vị chở pallet hoặc tote, xe kéo AGV kéo, giá nâng AGV của xe nâng, xe chở hàng nặng di chuyển cuộn thép và AGV lai chuyển đổi giữa chế độ thủ công và tự động. Những phương tiện này làm việc trong nhà kho, xưởng sản xuất, kho lạnh và sân ngoài trời. Chủ đề chung là chuyển động được điều khiển: khởi động, dừng, xoay, nâng và định vị tải lặp đi lặp lại.
Vòng bi xuất hiện ở một số nơi trên những chiếc xe này. Cụm bánh xe dẫn động sử dụng vòng bi để đỡ trục bánh xe và truyền mô-men xoắn. Cụm bánh lái sử dụng vòng bi để cho phép quay khi chịu tải. Bánh xe tải mang trọng lượng của xe và tải trọng. Con lăn dẫn hướng giữ cho AGV đi đúng hướng hoặc đi theo đường ray. Cột nâng và sàn băng tải sử dụng vòng bi trong ròng rọc, con lăn và điểm trục. Mỗi vị trí có hướng tải, tốc độ và mức độ tiếp xúc với môi trường khác nhau. Đó là lý do tại sao một loại ổ trục hiếm khi phù hợp với mọi ứng dụng AGV.
Các loại vòng bi được sử dụng trong thiết bị xử lý vật liệu AGV
Bảng bên dưới ánh xạ các loại vòng bi phổ biến tới các vị trí AGV điển hình. Hãy sử dụng nó làm điểm khởi đầu chứ không phải là thông số kỹ thuật cuối cùng. Cường độ tải, chu kỳ hoạt động và mức độ ô nhiễm sẽ quyết định lựa chọn cuối cùng.
Các loại vòng bi điển hình và vai trò của chúng trong thiết bị xử lý vật liệu AGV. | Loại ổ trục | Vị trí AGV điển hình | Tại sao nó phù hợp |
| Vòng bi cầu tiếp xúc góc hai dãy | Dẫn động và lái hộp số, cụm trục | Tay cầm kết hợp tải trọng hướng tâm và hướng trục với độ cứng cao |
| Vòng bi cầu rãnh sâu | Trục động cơ, bánh xe nhỏ, con lăn băng tải | Hỗ trợ xuyên tâm đơn giản, ma sát thấp, có sẵn với vòng đệm hoặc tấm chắn |
| Con lăn theo dõi có vòng ngoài hình trụ hoặc hình vương miện (LR) | Bánh xe tải, con lăn dẫn hướng trên đường phẳng | Chạy trên đường ray hoặc sàn nhà, có thể điều chỉnh độ lệch nhẹ |
| Con lăn rãnh có rãnh vòm kiểu Gothic (LFR) | Con lăn dẫn hướng chính xác trên đường ray định hình | Khả năng chịu tải cao và chuyển động tuyến tính mượt mà |
| Con lăn theo dõi dòng W | Hệ thống dẫn đường ray tuyến tính | Chuyển động tuyến tính có độ chính xác cao với độ ma sát thấp |
| Con lăn rãnh chữ V (vòng bi Vee'D) | Hệ thống đường ray định hình và hướng dẫn đường ray V | Hoạt động ma sát thấp trên đường ray hình chữ V |
Trong nhiều thiết kế AGV, bánh dẫn động sử dụng ổ bi tiếp xúc góc hai dãy vì bánh xe phải chịu cả trọng lượng xe và lực bên từ tay lái. Bánh xe tải thường sử dụng con lăn có vòng ngoài hình vương miện, vì sàn hoặc đường ray không bao giờ bằng phẳng hoàn toàn. Con lăn dẫn hướng trên đường ray tuyến tính có thể sử dụng thiết kế rãnh vòm kiểu Gothic để điều khiển hoạt động và duy trì độ chính xác của vị trí. Sự pha trộn chính xác phụ thuộc vào kiến trúc của xe.
Con lăn rãnh hình trụ hoặc hình vương miện cho bánh xe tải Đối với bánh xe tải AGV trên sàn hoặc đường ray đơn giản, vòng ngoài có hình vương miện giúp giảm ứng suất ở cạnh khi có độ lệch nhẹ. Xem sản phẩm → Đối với bánh xe tải chạy trên sàn hoặc đường ray đơn giản, con lăn có vòng ngoài hình trụ hoặc hình chóp thường là lựa chọn thiết thực. Hình dạng vương miện giúp tránh căng thẳng ở cạnh khi bánh xe hơi lệch.
Kết hợp vòng bi với các trường hợp tải AGV
Bắt đầu với tải trọng trên mỗi bánh xe. Một AGV tải đơn vị 1.500 kg có bốn bánh tải không chỉ đơn giản chia 1.500 kg cho bốn. Bạn phải thêm trọng lượng của xe, hệ số động từ khả năng tăng tốc và phanh cũng như sự phân bổ tải trọng khi pallet lệch tâm. Tải trọng tĩnh 375 kg trên mỗi bánh xe có thể trở thành 600 kg trở lên khi dừng khẩn cấp. Định mức tải trọng động của ổ trục phải bao trùm mức đỉnh đó chứ không chỉ ở trạng thái ổn định.
Tốc độ và chu kỳ nhiệm vụ tiếp theo. Một AGV chạy 16 giờ một ngày với tốc độ 1,5 m/s có tuổi thọ vòng bi khác với một AGV chạy 8 giờ một ngày với tốc độ 0,8 m/s. Việc tính toán tuổi thọ ổ trục nên sử dụng phổ tốc độ và tải trọng thực tế. Đối với con lăn đường kính 50 mm chạy ở tốc độ 200 vòng/phút, tuổi thọ L10 cần thiết có thể là 20.000 giờ. Đối với con lăn dẫn hướng chỉ di chuyển trong quá trình định vị, yêu cầu về tuổi thọ có thể thấp hơn nhưng yêu cầu về độ chính xác cao hơn.
Giải phóng mặt bằng và tải trước cũng có vấn đề. Vòng bi tiếp xúc góc hai hàng có khe hở quá lớn sẽ khiến bánh xe chao đảo, biểu hiện bằng tiếng ồn và lốp mòn không đều. Tải trước quá nhiều sẽ làm tăng ma sát và nhiệt, làm giảm tuổi thọ của dầu mỡ. Logic tương tự cũng áp dụng cho các con lăn rãnh: khe hở dọc trục ảnh hưởng đến độ chính xác của dẫn hướng. Một nhà sản xuất kiểm soát hình dạng của mương và sử dụng thiết bị kiểm tra thích hợp có thể duy trì các dung sai này một cách nhất quán. Đó là nơi mà hệ thống chất lượng ISO 9001 và quá trình kiểm tra sắp tới về độ tròn của mương và độ hoàn thiện bề mặt tạo nên sự khác biệt.
Con lăn rãnh Gothic Arch dành cho con lăn dẫn hướng chính xác Đối với các con lăn dẫn hướng chính xác trên ray định hình, rãnh vòm kiểu Gothic của dòng LFR hỗ trợ phân bổ tải trọng và vận hành ổn định trong dẫn hướng AGV có dung sai chặt chẽ. Xem sản phẩm → Đối với các con lăn dẫn hướng chính xác trên đường ray định hình, thiết kế rãnh vòm kiểu gothic có thể cải thiện sự phân bổ tải trọng và giảm ứng suất so với rãnh tròn đơn giản. Đó là một lựa chọn phổ biến khi AGV phải có dung sai đường dẫn chặt chẽ.
Rủi ro mua sắm là một yếu tố khác. Vòng bi giả hoặc vòng bi nhiều cấp có thể xâm nhập vào chuỗi cung ứng thông qua các kênh chi phí thấp. Một ổ trục trông giống hệt nhau có thể có loại thép, xử lý nhiệt hoặc bôi trơn khác. Kết quả là bánh xe bị hỏng trong vài tuần thay vì nhiều năm. Yêu cầu chứng chỉ vật liệu, báo cáo kích thước và dữ liệu kiểm tra tiếng ồn. Nếu nhà cung cấp không thể cung cấp chúng, rủi ro sẽ thuộc về bạn. Để có cái nhìn sâu hơn về lựa chọn con lăn, hãy xem hướng dẫn này trên Làm thế nào để chọn vòng bi lăn phù hợp .
Niêm phong, bôi trơn và môi trường
Thiết bị xử lý vật liệu AGV hoạt động trong nhiều môi trường hơn nhiều nhà thiết kế mong đợi. AGV nhà kho có thể chạy ở lối đi sạch sẽ, được kiểm soát khí hậu. Mẫu xe tương tự có thể sử dụng trong phòng bảo quản lạnh nhiệt độ -20C, khu chế biến thực phẩm có hóa chất tẩy rửa, hoặc sân ngoài trời có bụi và mưa. Phốt ổ trục và chất bôi trơn phải phù hợp với trường hợp xấu nhất chứ không phải trường hợp tốt nhất.
Đối với ổ bi rãnh sâu sử dụng trên trục động cơ, phốt tiếp xúc 2RS là phổ biến vì chúng ngăn bụi và giữ dầu mỡ. Để có tốc độ cao hơn hoặc lực cản thấp hơn, có thể sử dụng tấm chắn kim loại ZZ nhưng chúng không bịt kín chất lỏng. Con lăn ray thường sử dụng tấm chắn kim loại hoặc phiên bản kín tùy thuộc vào môi trường đường ray. Tại các khu vực rửa trôi, có thể cần đến vòng bi bằng thép không gỉ hoặc được tráng phủ và mỡ phải là loại dùng cho thực phẩm. Trong kho lạnh, mỡ phải đủ mềm để tránh mô-men xoắn khởi động quá mức.
Con lăn theo dõi tuyến tính dòng W dành cho hướng dẫn đường sắt Đối với dẫn hướng ray tuyến tính AGV, con lăn dòng W được thiết kế để chuyển động tuyến tính chính xác và có thể được bịt kín để chống ô nhiễm cho mương. Xem sản phẩm → Hệ thống dẫn hướng ray tuyến tính trên AGV thường sử dụng con lăn ray dòng W. Những con lăn này được thiết kế cho chuyển động tuyến tính có độ chính xác cao và có thể được bịt kín để tránh ô nhiễm ra khỏi mương. Nếu AGV đi theo ray sàn hoặc dẫn hướng cố định, thì biên dạng con lăn và lựa chọn vòng đệm sẽ xác định hệ thống dẫn hướng duy trì chính xác trong bao lâu.
Bôi trơn cũng ảnh hưởng đến tiếng ồn. Vòng bi có độ chính xác cao, độ ồn thấp cần được bôi mỡ phù hợp và lắp ráp sạch sẽ. Đổ quá đầy có thể gây khuấy và nóng. Đổ đầy có thể gây ra sự tiếp xúc giữa kim loại với kim loại và hư hỏng đường dẫn. Việc điền chính xác phụ thuộc vào tốc độ, tải trọng và hướng. Đối với trục thẳng đứng, khoảng lấp đầy nhỏ hơn thường tốt hơn. Đối với trục nằm ngang, khối đệm lớn hơn một chút có thể giúp phân phối dầu mỡ.
Danh sách kiểm tra bảo trì và khắc phục sự cố
Ngay cả một ổ trục được chỉ định tốt cuối cùng cũng sẽ bị mòn. Mục tiêu là giải quyết vấn đề trước khi nó dừng AGV. Sử dụng các bước kiểm tra sau trong quá trình bảo trì theo lịch trình.
- Lắng nghe những thay đổi trong tiếng ồn. Một tiếng vo ve ổn định là bình thường. Âm thanh mài hoặc nhấp chuột gợi ý hư hỏng hoặc ô nhiễm của mương.
- Đo độ chơi hướng trục và hướng tâm. So sánh với đặc điểm kỹ thuật ban đầu. Chơi nhiều hơn thường có nghĩa là mặc hoặc lỏng lẻo.
- Kiểm tra nhiệt độ bánh xe và con lăn sau ca làm việc. Ổ trục chạy nóng có thể bị tải trước quá mức, được bôi trơn quá ít hoặc bị lệch trục.
- Kiểm tra các vòng đệm xem có vết cắt, cứng hoặc rò rỉ không. Một con dấu bị hư hỏng để bụi và nước vào mương.
- Tìm kiếm độ mòn của lốp hoặc con lăn không đều. Điều này có thể cho thấy có vấn đề về khe hở vòng bi hoặc trục bị cong.
- Kiểm tra mô-men xoắn lắp. Bu lông lỏng lẻo làm cho ổ trục di chuyển, làm hỏng vỏ và trục.
Nếu ổ trục bánh xe tải bị hỏng, hãy thay cả ổ trục và vòng đệm. Việc sử dụng lại con dấu sau khi tháo ra thường dẫn đến rò rỉ. Đồng thời kiểm tra trục và vỏ xem có bị mòn không. Vỏ bị mòn sẽ không giữ được ổ trục mới một cách chính xác và lỗi sẽ lặp lại. Đối với con lăn dẫn hướng, hãy kiểm tra đường ray xem có vết lõm, mảnh vụn hoặc mòn không. Con lăn không thể bù đắp cho đường ray bị hư hỏng.
Danh sách kiểm tra thông số kỹ thuật cho thiết bị xử lý vật liệu AGV
Trước khi bạn gửi RFQ cho vòng bi AGV, hãy thu thập thông tin sau. Danh sách này giúp nhà sản xuất ổ trục giới thiệu sản phẩm phù hợp và tránh phải qua lại.
- Tải trọng trên mỗi bánh xe hoặc con lăn: tĩnh và động, bao gồm cả gia tốc và đỉnh phanh.
- Tốc độ và chu kỳ hoạt động: vòng/phút tối đa, vòng/phút trung bình và số giờ mỗi ngày.
- Giao diện lắp đặt: đường kính trục, lỗ khoan vỏ, chiều rộng và cấp dung sai.
- Hướng tải: xuyên tâm, hướng trục hoặc kết hợp. Lưu ý tỷ lệ nếu kết hợp.
- Giải phóng mặt bằng hoặc tải trước: yêu cầu phát theo trục hoặc tải trước cho ứng dụng.
- Niêm phong: mở, che chắn, bịt kín hoặc vật liệu đặc biệt để rửa trôi.
- Bôi trơn: loại dầu mỡ, mức đổ đầy và phạm vi nhiệt độ.
- Môi trường: bụi, nước, hóa chất, nhiệt độ và tần suất rửa trôi.
- Tuổi thọ dự kiến: L10 giờ hoặc khoảng cách và độ ồn chấp nhận được.
- Tài liệu chất lượng: chứng chỉ vật liệu, báo cáo kích thước và dữ liệu kiểm tra tiếng ồn.
Công ty TNHH Vòng bi Wanshun Ninh Ba sản xuất vòng bi tiếp xúc góc hai hàng, vòng bi rãnh sâu và con lăn theo dõi cho các loại hệ thống chuyển động này. Công ty làm việc ở Từ Hi, Ninh Ba, một khu vực được mệnh danh là quê hương vòng bi của Trung Quốc và vận hành hệ thống chất lượng ISO 9001 với thiết bị kiểm tra hình dạng mương và tiếng ồn. Dòng sản phẩm của hãng bao gồm con lăn rãnh LR, con lăn vòm LFR gothic và con lăn rãnh dòng W, bao gồm nhiều vị trí con lăn dẫn hướng và bánh xe tải AGV. Nếu bạn đang chỉ định vòng bi cho AGV mới hoặc thay thế một bánh xe bị hỏng, hãy sớm chia sẻ trường hợp tải trọng và môi trường với nhà cung cấp vòng bi. Cuộc trò chuyện đó rẻ hơn so với sự cố giữa ca.
Thiết bị xử lý vật liệu AGV chỉ đáng tin cậy khi có các bộ phận chuyển động nhỏ nhất. Bằng cách kết hợp loại ổ trục, định mức tải trọng, khe hở, độ kín và bôi trơn với hoạt động thực tế của xe, bạn sẽ giảm được tiếng ồn, kéo dài thời gian bảo trì và giữ cho dòng nguyên liệu luôn chuyển động. Bắt đầu với tải trọng trên mỗi bánh xe, kiểm tra môi trường và yêu cầu dữ liệu chất lượng được ghi lại. Vòng bi có thể nhỏ nhưng nó gánh trọng lượng của cả hệ thống.
