Témata
Reklama

Energeticky úsporné řemeny

10. 04. 2019

Optimalizací řemenových převodů lze dosáhnout zvýšení účinnosti, úspory energie, vyššího přenášeného výkonu, delší životnosti a snížení nákladů na údržbu. Změnou řemenového převodu lze uspořit až 15 % energie.

Úspora energie je pro většinu společností velmi důležitým tématem. Rostoucí ceny elektřiny, snižování emisí CO2 a ochrana životního prostředí jsou hlavními důvody pro hledání možností snižování spotřeby energie. Energeticky úsporné stroje jsou jednak ekologické, ale také ekonomické a přispívají k udržitelnému rozvoji.

Reklama
Reklama

Řemenové převody

V řetězci přenosu energie motor–převod–pracovní stroj dochází vždy ke ztrátám energie. Jsou to ztráty na motoru, ztráty na ložiskách, ztráty na řemenovém převodu. Jednou z hlavních oblastí, kde je možné u strojů zvýšit energetickou účinnost, jsou řemenové převody. Hnací řemeny jsou nepostradatelnou součástí moderních strojů a zařízení. Vyznačují se dlouhou životností, hospodárností, nízkou hlučností, prostorovou nenáročností a nízkou hmotností.

Klínové nebo ozubené řemeny

Pohony klínovým řemenem se používají, pokud není vyžadován synchronní pohyb a pohon může pracovat s prokluzem. Při přetížení má tento prokluz navíc bezpečnostní funkci, například u drtičů, u kterých v důsledku zablokování příliš velkým množstvím materiálu zabraňuje prokluz poškození stroje. Naopak v případech, kde není výslovně požadován prokluz jako bezpečnostní funkce, by měli konstruktéři a provozovatelé zvážit přechod na řemenový převod s ozubenými řemeny. Výzkum ukazuje, že nehledě na údržbu vykazují ozubené řemeny v průměru o 5 % až 6 % vyšší účinnost než klínové řemeny.

Účinnost řemenových převodů

Účinnost je dána poměrem výstupního výkonu k vstupnímu. U klínových řemenů dochází ke ztrátám při tření řemenu a řemenice, ohybu, prodloužení a snížení předpětí, což vede ke ztrátě účinnosti. Bylo zjištěno, že klínové řemeny dosahují z důvodu prokluzu průměrné účinnosti asi 92 %. Při instalaci je účinnost asi 97 %. Při provozu se však účinnost běžných klínových řemenů nepřetržitě snižuje. Špatně a nepravidelně udržované klínové řemeny pracují s účinností daleko pod 90 %.
Proti tomu mají ozubené řemeny zásadní výhody. Jejich trvale stejný záběr v zubech umožňuje synchronní pohyb a zabraňuje prokluzu. Ztráty třením v bocích zubů jsou malé a ztráty způsobené prodloužením jsou také výrazně nižší než u klínového řemenu. Ozubené řemeny jsou schopny pracovat s účinností 98 % až 99 %.

Účinnost klínového řemenu se vlivem nedostatečného předpětí výrazně snižuje.

Předpětí a údržba řemenů

Často se setkáváme s praxí, že řemenové převody jsou považovány za bezúdržbové a nejsou uživateli nijak kontrolovány a udržovány. Běžné klínové řemeny kromě bezúdržbových však ztrácejí pevnost a prodlužují se. Nedostatečné předpětí pak způsobuje nedostatečný přenos výkonu, opotřebení, hlučnost a zkrácení životnosti. U klínového řemenu je velký rozdíl, zda se jedná o řemen nový, použitý nebo opotřebovaný. Při nedostatečném předpětí klesá účinnost klínových řemenů o 10 až 15 %. Ozubené řemeny jsou schopny pracovat s prakticky stejnou účinností po celou dobu provozu. Optimalizace nebo změna pohonu umožňuje značnou úsporu energie.

Optimalizace mechanického systému umožňuje velké možnosti úspory energie pohonu.

Kompletní nabídka optimalizace převodu

Společnost Tyma pomáhá zákazníkům šetřit energii balíčkem opatření, která zahrnují:

  • analýzu převodu podle zadaných dat nebo zjištěných parametrů přímo na stroji;
  • kontrolu a výpočet řemenového převodu;
  • analýzu energetické účinnosti a návrh úprav pohonu.

Analýza řemenového převodu

Conti Professional je webová aplikace, v níž lze pohodlně navrhovat pohony pomocí ozubených a klínových řemenů. Je možné zkontrolovat stávající řemen, navrhnout novou variantu a vyhodnotit energetickou účinnost v závislosti na tom, zda se jedná o nový, použitý, nebo opotřebovaný řemen. Výsledkem je výpočet možné roční úspory energie.

Bezúdržbové úzké klínové řemeny

Základní možností optimalizace je náhrada klasických klínových řemenů úzkými klínovými řemeny Conti V FO Pioneer XPZ, XPA, XPB a XPC pro nejvyšší výkony podle DIN 7753. Vyznačují se vysokou příčnou tuhostí, trvalým a spolehlivým přenosem vysokých výkonů s nízkou hlučností a zvýšenou teplotní odolností až do 130 °C. Obsahují speciální tažná vlákna s vyšší tuhostí a nízkým prodloužením, která umožňují prakticky bezúdržbový provoz bez nutnosti dopínání.

Vlivem nedostatečné údržby účinnost klínových řemenů výrazně klesá.

Ozubené řemeny pro vysoké výkony

Nejefektivnější variantou je přechod z klínových řemenů na řemeny ozubené, jako jsou Conti Synchrochain, Synchroforce Carbon nebo Silent Sync. Pouhou změnou převodu s klínovými řemeny na převod ozubenými řemeny lze dosáhnout k potenciálním úsporám mezi 3 % až 8 %. Aby bylo možné změnit klínový řemen na ozubený, musí být v každém případě vyměněny také řemenice. Navíc je vhodné dále optimalizovat pohon, aby byla dosažena maximální účinnost. Změna je možná u mnoha strojů, od ventilátorů nebo čerpadel až po lisy.

Nejefektivnější variantou optimalizace je přechod z klínových řemenů na ozubené.

Příklad úspory energie

Kolik energie je možné ušetřit změnou systému, lze ilustrovat na jednoduchém příkladu. U pohonu ventilátoru s provozním výkonem 30 kW a otáčkami 1 500 min-1, pracujícího v nepřetržitém provozu se 7 200 provozními hodinami ročně, lze dojít změnou pohonu z běžných klínových řemenů Conti-V SPB2360Lw na ozubené řemeny Conti Synchrochain CTD 2100-C14M-37 k více než 15% úspoře. V praxi to odpovídalo úspoře energie ve výši 2 390 eur ročně. Investiční náklady zdaleka nedosahovaly nákladů na změnu typu převodu.

Ing. Bohumil Kaplan

Tyma CZ

kaplan@tyma.cz

www.tyma.cz

Reklama
Vydání #4
Kód článku: 190404
Datum: 10. 04. 2019
Rubrika: Výroba / Pohony
Autor:
Firmy
Související články
Svět mobility se mění

Společnost Schaeffler představila optimalizované pohony se spalovacími motory, které přispívají k dosažení klimatických cílů, jež plynou z Pařížské klimatické dohody. Další novinkou v jejím portfoliu jsou elektromotory dotažené do stavu připravenosti na sériovou výrobu.

Jak se vyvíjí a vyrábí proudový motor?

V letošním roce uvedla První brněnská strojírna Velká Bíteš (PBS) na trh nový turbínový motor PBS TJ150. Jedná se o proudový motor, u kterého se výkon, resp. tah motoru uvádí v jednotkách Newton. Maximální tah tohoto motoru činí 1 500 N. Je to již pátý typ proudového motoru, který tato exportně orientovaná firma dodává na zahraniční trhy.

Přístroje a aplikace pro správnou funkci řemenových převodů

Praskl vám klínový nebo ozubený řemen? Co je třeba udělat, aby řemenové převody správně fungovaly?

Související články
Špičkové technologie pro letectví a kosmonautiku

Jako jedno z nejinovativnějších a nejprogresivnějších odvětví na světě spojuje letectví a kosmonautika téměř všechny dnešní špičkové technologie. Elektronika a robotika se zde setkávají v měřicí, regulační a řídicí technice. Přitom se letectví a kosmonautika v první řadě ujímají vývoje a provozu leteckých objektů, jako jsou letadla nebo speciální kosmické dopravní prostředky a družice.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Ozubené řemeny v pohonech ekologických taxi člunů

Britská firma vyvinula hybridní pohon pro 550 vodních taxíků pro Benátky. Kombinace dieselového motoru a elektromotoru zde snižuje hluk, emise i náklady, přičemž vysoce výkonný řemen Synchrochain Carbon umožňuje použití kompaktního motoru s nízkou hmotností.

Optimalizace koncepce pohonu strojů

Pomocí celkové dynamické simulace různých vzájemně působících posuvových systémů stroje může být již v návrhu posuzována vzájemná souhra mezi jednotlivými souřadnými osami. Dále je možné pomocí takové simulace navrhnout cenově příznivý koncept celkového pohonu menších rozměrů s vysokou přesností.

Klínové řemeny pro pohony obráběcích strojů

Klínové řemeny ContiTech Conti V jsou určeny pro vysoká zatížení a osvědčují se ve ztížených provozních podmínkách. Snadno se instalují a vyznačují se nízkou hlučností v širokém spektru aplikací.

Navrhování ložisek s využitím systémových znalostí

Společnost Schaeffler uvedla novou verzi svého výpočetního softwaru Bearinx 10.0. Ten nyní zahrnuje i novou řadu toroidních ložisek TORB a přináší nové funkce také v zákaznických verzích.

Najít svou konkurenční výhodu

„Najít svou konkurenční výhodu je v dnešní době zásadní,” říká v rozhovoru Ing. Radek Socha, ředitel SKF CZ, a. s.

Profilové válečkové vedení

Produktivita a ekonomický úspěch každého zařízení závisí především na kvalitě vybraných dílů lineárního vedení. Tyto díly často rozhodují o tom, s jakým přijetím se zařízení setká na trhu, a tedy pomáhají výrobci získat konkurenční výhodu. Z toho důvodu musí umožňovat v co největší možné míře přesné přizpůsobení vedení požadavkům aplikace a navíc, v ideálním případě, s využitím standardních dílů.

Řemen místo výtahových lan

Výrobce výtahů firma MSV Liberec spoléhá na kompozitní ploché řemeny Polyrope od firmy Continental ContiTech. Více než 100 let nebylo možné představit si nahrazení ocelových lan jako závěsného prostředku u výtahů. Teprve na přelomu tisíciletí byly jako první alternativa vyvinuty robustní polyuretanové výtahové řemeny, které byly z důvodu patentových práv původně vyhrazeny pouze pro vybrané výrobce výtahů. Tato situace se však dnes radikálně mění. Jako příklad uveďme firmu MSV Liberec, která pro své výtahy používá řemeny Polyrope firmy ContiTech. Ty jsou nyní k dispozici výrobcům výtahů na celém světě.

Bezpečnostní spojka pro řemenové pohony

Aplikace bezpečnostních spojek se používají ve všech oblastech techniky, v každém stroji nebo zařízení, kde je třeba omezit krouticí moment z důvodu ochrany strojů či výrobků před přetížením.

Vysoký výkon a antistatická úprava

Řemen navržený pro snížení bezpečnostních rizik v prostředích s nebezpečím výbuchu. Jeho hlavní předností je trvalá elektrostatická vodivost.

Kuličkové šrouby a matice ve stavbě CNC obráběcích strojů, část 4.

V současné době se jako jedna z několika možných alternativ využívá ve stavbě obráběcích center pro realizaci přímočarých posuvů elektromechanická posuvová soustava tvořená servomotorem s kuličkovým šroubem a maticí. Princip kuličkového šroubu a matice je znám více než sto let. V tomto seriálu vás krok za krokem provedeme zajímavým světem tohoto typu pohybových (polohovacích) šroubů.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit