Cómo dimensionar el reductor de rueda de un AGV: ejemplo de 600 kg

Para dimensionar un reductor de tracción de AGV, empiece por la masa total en movimiento, velocidad, diámetro de rueda, pendiente y aceleración. Con esos datos calcule la velocidad de rueda y estime el par de tracción; después compruebe las capacidades reales del Motor, reductor, rueda y montaje.

El siguiente ejemplo es ilustrativo: no es un ensayo de cliente ni la capacidad nominal de un producto ANDANTEX. Se supone que dos ruedas motrices comparten por igual la fuerza. La selección real debe verificar aceleración, adherencia, reparto desigual, frenado y ciclo de trabajo.

1. Definir las condiciones

• Masa total del vehículo y la carga: 600 kg.
• Dos ruedas motrices, con reparto igual de fuerza.
• Diámetro efectivo de rueda: 160 mm.
• Velocidad objetivo: 5 km/h.
• Pendiente ascendente: 5 %.
• Coeficiente de resistencia a la rodadura: 0,02, supuesto para este ejemplo.
• Velocidad de Motor para comparar relaciones: 3.000 rpm.

La masa incluye el vehículo, no solo la carga útil. La resistencia real depende de ruedas, pavimento, rodamientos y carga. Una pendiente del 5 % supone 5 unidades de elevación por cada 100 horizontales; no significa un ángulo de 5 grados.

2. Calcular la velocidad de rueda

5 km/h ÷ 3,6 = 1,389 m/s. La circunferencia es π × 0,160 ≈ 0,503 m. Sin deslizamiento, rpm de rueda = velocidad del vehículo (m/s) × 60 ÷ circunferencia (m).

Por tanto: 1,389 × 60 ÷ 0,503 ≈ 166 rpm. Con un Motor a 3.000 rpm, la relación de partida sería 3.000 ÷ 166 ≈ 18,1:1. Esto no garantiza que exista esa relación ni que el Motor deba funcionar siempre a dicha velocidad.

Con entrada de 3.000 rpm, una relación de 20:1 produce 150 rpm y aproximadamente 4,52 km/h con rueda de 160 mm. Con 24:1, la salida es 125 rpm y aproximadamente 3,77 km/h.

Con 24:1, alcanzar 5 km/h requiere aproximadamente 3.980 rpm del Motor. Confirme que Motor y reductor permiten esa velocidad con el par requerido; la velocidad máxima de catálogo no necesariamente es continua.

3. Estimar la fuerza en subida estable

Con masa m en kg, gravedad g = 9,81 m/s², coeficiente de rodadura Crr y ángulo de pendiente θ: F_pendiente = m × g × sen(θ); F_rodadura = Crr × m × g × cos(θ).

Para una pendiente del 5 %, tan(θ) = 0,05. Con las hipótesis anteriores, la resistencia por pendiente es aproximadamente 294 N y la resistencia a la rodadura 118 N: un total aproximado de 412 N. No incluye aceleración, rozamientos mecánicos adicionales ni otras pérdidas.

4. Estimar el par por rueda motriz

Para un radio efectivo de 0,080 m y dos ruedas que comparten la fuerza por igual: par estable por rueda ≈ 412 N × 0,080 m ÷ 2 ≈ 16,5 Nm.

Es una estimación simplificada para la subida estable indicada, no una selección ni el par máximo admisible del reductor. Faltan aceleración, reparto desigual, impactos, pérdidas y factores de servicio. Comparar todo el ciclo con los límites continuos, cíclicos, máximos y de parada de emergencia del fabricante.

5. Verificar aceleración, frenado y adherencia

• Añada la fuerza m × a para la aceleración y la inercia rotativa de ruedas y transmisión; compruebe el reparto real entre ruedas.
• Compruebe el par del Motor a la velocidad requerida, los límites de corriente, la temperatura y la tensión de batería bajo carga.
• En pendiente, verifique la fuerza normal y la fricción disponible en las ruedas motrices. Puede haber patinamiento aunque el reductor tenga par suficiente.
• Compruebe control de bajada, frenado regenerativo, distancia de parada y freno de mantenimiento de todo el sistema. No dé por supuesto que el reductor inmoviliza el vehículo.
• Revise rueda, cubo, fijación de salida y capacidad de rodamientos frente a fuerzas radial y axial y momento de vuelco. La masa no se convierte directamente en carga admisible del rodamiento sin conocer la geometría de apoyo.

Productos ANDANTEX para comparar

El módulo integrado AGV115-24 tiene relación 24:1 e interfaz de Motor 19-70-90. Con entrada de 3.000 rpm entrega 125 rpm. Verifique si esa velocidad es adecuada y confirme plano del Motor, fijación de rueda, par, cargas de rodamiento y ciclo completo antes de seleccionarlo.

Para otra arquitectura, consulte los reductores hipoides KRV y la comparación entre KRV y NMRV. Un chasis de orugas requiere hipótesis propias de radio efectivo, terreno, giro y cargas; este cálculo de ruedas no es su capacidad nominal.

Información para solicitar presupuesto

Envíe masas de vehículo y carga, dimensiones de ruedas u orugas, número de ruedas motrices, velocidad, pendiente máxima, aceleración, frenado, ciclo, modelo y plano de Motor, alimentación, espacio de montaje y ambiente. Adjunte un plano de la rueda o el cubo si dispone de él. Envíe los datos a ANDANTEX para revisar la aplicación.