Témata
Reklama

Optimalizace řemenových pohonů a úspora energie

Řemenové pohony a potenciální úspory energie, které s nimi souvisejí, jsou často přehlíženy, protože konstruktéři a technici údržby se zaměřují pouze na výslednou podobu pohonu.

David Clark, hlavní inženýr ve skotské pobočce Gates Power Transmission se sídlem v Dumfries, odhaluje způsob, kterým lze zvýšit efektivitu a úspornost řemenových pohonů.

Jako příklad můžeme použít běžnou vzduchotechnickou jednotku (air handling unit ‒ AHU). Podobná zařízení s ventilátory se obvykle montují na střechy a stěny budov a slouží k výměně vzduchu. Dříve bylo běžné pohánět ventilátory elektromotorem a řemenovým pohonem, využívajícím nejčastěji klínových řemenů. Tato metoda je oblíbená především díky nízkým nákladům na části pohonu a snadné instalaci. V průmyslových objektech jsou dnes v provozu desítky tisíc takových pohonů.

Reklama
Reklama
Reklama

Nedostatek pozornosti

Použití klínových řemenů v podobných typech pohonů však může mít řadu nevýhod. Klínové řemeny vyžadují pravidelnou údržbu a v dnešní době, pro kterou je charakteristické snižování nákladů, často dochází k tomu, že pohonům není věnována náležitá pozornost, dokud plní svou primární funkci, tedy otáčejí ventilátorem.

Před přestavbou na pohon řemenem Poly Chain Carbon
Po přestavbě na pohon řemenem Poly Chain Carbon

Nedostatek pozornosti může mít neblahé důsledky v případě, že v důsledku montážního napnutí nebo nedostatečného napnutí řemenu způsobeného jeho postupným opotřebováváním dojde k prokluzu řemenu. Oba zmíněné vlivy významně snižují účinnost pohonu a mohou zkrátit jeho životnost.

Přechod na pevný optimalizovaný pohon

Relativně jednoduchými úpravami konstrukce řemenového pohonu lze dosáhnout vyšší účinnosti. Výsledkem je snazší optimalizace procesů a významné snížení nákladů. Přechodem na optimalizovanýpevný pohon využívající synchronní řemen se zvýší účinnost, prodlouží životnost, sníží se náklady a minimalizuje pravděpodobnost odstávek způsobených neočekávanými závadami.

Během průzkumu na pracovišti předního výrobce sušenek identifikovali technici společnosti Gates velký počet pohonů, které nedosahovaly očekávaného výkonu. Tyto pohony byly nespolehlivé a náchylné k předčasným poruchám. Po diskusi s místním technickým týmem bylo rozhodnuto o optimalizaci pohonů nahrazením klínových řemenů synchronními řemeny Poly Chain Carbon značky Gates.

Před provedením výměny proběhla cílená revize výkonu pohonů, která pomohla upřesnit údaje nezbytné pro návrh nového odolného komponentyu. Tato revize měla čtyři klíčové fáze:

• záznam a posouzení aktuálního výkonu pohonu na základě sledování vstupních a výstupních otáček a množství energie spotřebované motorem. Hodnocení je nutné provádět po dostatečně dlouhou dobu, aby bylo možné jasně pochopit vývoj výkonu v čase;
• posouzení aktuální geometrie pohonu a návrh vhodného nového synchronního řemenu;
• montáž a uvedení nového pohonu do provozu a zajištění jeho napnutí v souladu s konstrukčními pokyny;
• posouzení pohonu stejným způsobem jako u původní varianty, sledování otáček a spotřeby energie motoru.

Zpočátku se spotřeba po úpravě nejspíš zvýší. Je to způsobeno nastavením pohonu využívajícího ozubený řemen na stejné vstupní otáčky motoru jako u verze s klínovým řemenem. Pohon s klínovým řemenem je mnohdy upraven pro zajištění požadovaného proudění vzduchu, pro které je však nutné zvýšit otáčky motoru, čímž se kompenzují důsledky prokluzu řemenu.

Regulace otáček ventilátoru

V případě, že pohon se synchronním řemenem Poly Chain Carbon pracuje při stejných otáčkách motoru a k prokluzu již nedochází, zvýší se průtok vzduchu ventilátorem a spotřebovaný výkon motoru roste.


Obr. 3. Graf ukazuje spotřebovaný výkon před optimalizací. Pro zvětšení klikněte na graf.


Obr. 4. Graf ukazuje výsledky optimalizace. Pro zvětšení klikněte na graf.

Jednoduchým řešením je zabudování frekvenčního měniče během přestavby systému (pokud jím motor nebyl vybaven již dříve). Je klíčové, aby v rámci přestavby bylo možné snížit otáčky motoru a nastavit tak správný průtok vzduchu ventilátorem.

Toto snížení otáček může přinést významnou úsporu energie, neboť výkon spotřebovaný na dosažení přijatelného průtoku vzduchu se v souladu s předpisy mění.

Obr. 4 ukazuje počáteční zvýšení spotřeby energie po úpravě na pohon synchronním řemenem Poly Chain Carbon a následné snížení spotřebovaného výkonu po optimalizaci systému pro dosažení požadovaného průtoku vzduchu. Optimalizace pohonů pro ventilátory na výše zmíněném pracovišti přinesla úsporu energie v hodnotě 120 000 eur a další výhody, jako například výrazné snížení emisí CO2 a stálost proudění vzduchu. Špatně navržený a nedostatečně udržovaný řemenový pohon může být příčinou nízkých úrovní účinnosti a vysokých nákladů na údržbu. Úspory dosažené optimalizací řemenového pohonu ve většině případů značně převyšují náklady na provedení úpravy. Nahrazení klínového řemenu synchronním ozubeným řemenem není vždy nejvhodnějším řešením. Výše zmíněné přínosy se netýkají výhradně pohonů ventilátorů. Lze jich dosáhnout také v širokém spektru jiných průmyslových aplikací.

Další informace na www.engineerlive.com/ede.

Firma: Gates

Autor: Sasha Kolouch

www.Gates.eu
www.gates.com/europe

Reklama
Související články
Modulární lisovací systémy

Od univerzálních standardních lisů až po jednoúčelové speciální lisy - firma TOX Pressotechnik je díky svému modulárnímu systému lisů a pohonů schopna realizovat speciální a úsporná řešení v krátkém čase. Lisy ecoLine je možné sestavit v online konfigurátoru.

Servis průmyslových ventilátorů

Spolehlivý chod průmyslových ventilátorů má zásadní význam pro funkci mnoha technologických zařízení. Studie ukazují, že až 22 % energie spotřebované průmyslovými elektromotory připadá na ventilátory, a proto má jejich efektivní provoz také významný finanční přínos. Co však především ovlivňuje účinnost průmyslových ventilátorů a jak mohou konstruktéři optimalizovat jejich výkonnost?

Nové komponenty pro stavbu strojů

Tým fluidní techniky divize Lin-Tech společnosti Hennlich i v letošním roce představí na Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně řadu novinek.

Související články
Obráběcí stroje pro produkční výrobu

Po sérii článků v minulém vydání se v posledním poohlédnutí po letošním hannoverském veletrhu EMO věnujeme důležité oblasti, a to jednoúčelovým strojům. I v letošním ročníku byla část expozic věnována této komoditě pro produkční výrobu a my se podíváme, co trh zákazníkům nabídl. Proč? Menším dílem proto, že se jim dlouhá léta autor (nejen) profesně věnuje, dílem podstatným proto, že jsou na nich „bytostně“ závislé veškeré obory nejen strojírenské či technické, ale i stavebnictví, telekomunikace, zdravotnictví a další.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Postup pro volbu vhodné ložiskové jednotky

Potřebujete ložiskovou jednotku s ložiskem. Jak těžké je však najít vhodnou jednotku? Nemusí to být tak obtížné, pokud víte, jak na to.

Patent jako impuls rozvoje

Nejsevernějším městem Bavorska je Coburg, krásné historické město s 42 tisíci obyvatel. Pochází odtud hned několik evropských panovnických rodů a k návštěvě zvou čtyři zachovalé zámky. Nás sem však nepřilákaly turistické zajímavosti, ale společnost Kaeser Kompressoren, jeden z předních světových výrobců technologií stlačeného vzduchu. Spolu se třemi desítkami distributorů a zákazníků v České republice jsme měli možnost podrobně si prohlédnout výrobní závody a v rozhovoru s manažery nahlédnout do budoucího vývoje světa kompresorů.

Místo převodovky řemenové pohony

Synchronní řemeny se v mnoha průmyslových odvětvích prosazují jako nejlepší volba.

Lineární vedení NSK s vylepšeným těsněním

Společnost NSK představila na veletrhu EMO 2019 optimalizovanou řadu válečkového vedení RA s vylepšeným těsněním. Lineární vedení RA jsou vybavena novými těsněními V1 a vylepšeným krytem, které pomáhají prodloužit životnost a spolehlivost obráběcích strojů.

Řemenové převody přinášejí dynamiku do intralogistiky

Na hannoverském veletrhu se mohli návštěvníci seznámit s inovativními řešeními pro skladovou logistiku, jež vyvinula společnost Continental. Jedná se například o ozubené řemeny Conti Synchrodrive, které nacházejí uplatnění u sloupových zakladačů vysokoregálových skladů, ploché pásy Conti Polyflat pro zdvihací a závěsné systémy či drážkové řemeny Conti Multirib, které se používají v pohonu válečkových tratí.

Kompaktní pohony s dutou hřídelí

Kompaktní, robustní, cenově výhodné… Jsou-li stanoveny požadavky na stroje, musí zareagovat i poskytovatelé řídicí a pohonné techniky. Jejich inovace jsou důležité pro vývoj konstrukcí strojů.

Nová koncepce dvoupotrubních centrálních mazacích systémů

Oproti jiným typům ztrátových centrálních mazacích systémů, dále jen CMS, mají dvoupotrubní mazací systémy zásadní přednost v tom, že dávkovače jsou plněny novým mazivem přetlakově. To je předpoklad pro spolehlivé mazání strojů a strojních zařízení.

Ready made lineární osy s ozubeným řemenem

Pomocí lineární osy je realizován pohyb v přímém směru a jedná se tak o výborný výchozí konstrukční prvek pro stavbu strojů, automatizačních linek a polohovacích zařízení s potřebou přesného lineárního pohybu ve více osách (typicky například CNC stroje). V posledních letech došlo navíc k výraznému snížení cen a lineární osy se tak stávají dostupné i pro dosud zapovězené oblasti. V neposlední řadě je podstatnou výhodou u tzv. ready made produktů dodávka již smontovaného dílu připraveného k okamžitému použití v zákaznické aplikaci.

Inteligentní motor střižený na míru

Mechatronická pohonná jednotka g350 představuje nový kompaktní mechatronický pohonný balíček, který firma Lenze uvádí na trh ve třech výkonnostních provedeních. Zařízení je koncipováno speciálně pro horizontální přepravní techniku.

Výpočet zbývající doby běhu valivých ložisek

Na veletrhu Hannover Messe 2016 představila společnost Schaeffler novou digitální službu – výpočet nominální zbývající doby běhu valivých ložisek v provozu na základě reálného souboru zatížení.

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