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

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
Vysoce kvalitní ozubené pohony a transportní technika

Prvky pohonové, transportní a systémové techniky nechybějí téměř v žádném výrobním stroji nebo procesu. Jihočeský dodavatel pohonové techniky společnost TAT na následujících řádcích představuje své portfolio ozubených pohonů a transportní techniky.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Názorové fórum odborníků

V tomto vydání MM Průmyslového spektra se věnujeme mimo jiné tématu automatizace obslužných procesů. Proto jsme s anketní otázkou oslovili zástupce výrobců a dovozců v této komoditě.

Tlak na zvyšování produktivity a další faktory související s cenou práce či nedostatkem pracovní síly přiměly mnoho výrobců automatizovat své výrobní procesy. Většina obslužných procesů, jako je upínání, paletizace, kontrola kvality a další úkony (třídění, odvoz, balení), probíhá ve vedlejších časech.


I tyto procesy lze optimalizovat, zefektivnit anebo částečně automatizovat. Jaké produkty, systémy či služby zvyšující efektivitu obslužných výrobních procesů nabízí vaše společnost?

Názorové fórum odborníků

V tomto vydání MM Průmyslového spektra se mimo jiné věnujeme tématu prediktivní údržba. Proto jsme s anketní otázkou oslovili zástupce výrobců a dovozců v této komoditě.
S digitalizací a možnostmi prediktivní údržby přibývají ve výrobních zařízení tzv. chytré součásti. Jak se v této souvislosti mění či přizpůsobují komponenty pro stavbu strojů?

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.

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.

Stavebnicový systém pro rozvod stlačeného vzduchu

Hliníkový potrubní systém Transair je řešení modulárního rozvodu plynů. Na trh byl uveden již v roce 1996 a od té doby bylo postupně provedeno mnoho úprav a vylepšení tak, aby byly splněny všechny nároky na sítě stlačeného vzduchu, inertních plynů a vakua.

Odsávání a filtrace v průmyslu

Při procesech obrábění je často téměř nezbytné používání chladicí emulze či oleje. Chladicí kapalina je obvykle přiváděna pod velkým tlakem a to vede ke vzniku emulzní nebo olejové mlhoviny, jejíž vliv je negativní. Negativně se podepisuje na životnosti elektronických přístrojů, ale také výrazně ohrožuje zdraví pracovníků. Proto je potřeba při instalaci obráběcího centra zvolit i vhodné odsávání.

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.

Tradice s novým jménem

Historie společnosti Glentor se pod tímto obchodním jménem datuje od roku 1995, ale tradice výrobního programu v oboru hydraulických a pneumatických systémů, na kterou aktivity Glentoru přímo navazují, sahá až do padesátých let minulého století.

Chytré ventilátory s filtrem šetří energii

Více než 30 % ventilátorů nebude od roku 2013 splňovat zpřísněné požadavky Evropské směrnice na ekodesign ventilátorů (2009/125/EC). Dalších 20 procent nebude splňovat ještě tvrdší normy, které budou platit od roku 2015. Nicméně, nové ventilátory s filtrem, které využívají elektronicky komutované (EC) stejnosměrné motory, nabízejí ideální řešení pro chlazení rozváděčových skříní. Tyto vysoce energeticky účinné výrobky již nyní snadno splní blížící se přísné požadavky: ventilátory s filtrem řady Rittal TopTherm využívající EC technologii nabízí úsporu energie až 60 %.

Místo převodovky řemenové pohony

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

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