Er du i det optimale gear?
Transcription
Er du i det optimale gear?
g500-B Keglehjulsgear Gearboxes Er du i det optimale gear? Virkningsgraden i et keglehjulsgear er altid bedre end i et tilsvarende snekkegear. Forskellen bliver større jo større udvekslingsforholdet er. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------I industriapplikationer anvendes som oftest to forskellige vinkelgear – keglehjulsgear eller snekkegear. Ofte anbefales snekkegear særligt til mindre motoreffekter, da snekkegearet er billigere end keglehjulsgearet, selv om keglehjulsgearet er mere effektivt. Keglehjulsgearets højere virkningsgrad betyder, at tilbagebetalingstiden på den højere indkøbspris er kortere end de fleste tror. At både motor og styring også kan reduceres et eller ofte to effekttrin betyder, at investeringen for den totale løsning bliver lavere. Hvorfor er keglehjulsgearet det bedste valg? I keglehjulsgearet overføres kraften mellem to koniske hjul. I et korrekt designet og konstrueret keglehjulsgear overføres kraften i en rullende bevægelse med minimal friktion mellem de forskellige dele og dermed høj samt konstant virkningsgrad. I snekkegearet overføres kraften derimod mellem snekkeakse og snekkehjul og indebærer altid friktion, som slider på delene og reducerer virkningsgraden i hele gearets levetid. Den indre friktion øges jo større udvekslingsforholdet er. Snekkegearets virkningsgrad reduceres jo højere udveksling, der er tale om. Den simpleste måde at påvise keglehjulsgearets fordele er ved at sammenligne de to geartyper på beregnet udgangsmoment og indgangseffekt. En høj virkningsgrad betyder udover en lavere elregning for slutbrugere også andre vigtige fordele. Mulighed for downsizing af motor I modsætning til snekkegearet kan keglehjulsgearet ofte levere det samme moment på udgangsakslen med en mindre motor. I et snekkegear går en stor del af motorens effekt til at overvinde den indre friktion i gearet, mens et keglehjulsgear kun bruger en lille del af motoreffekten til at overvinde den indre friktion. Det betyder overskud til at udføre det egentlige arbejde, nemlig at bevæge lasten. Man kan således downsize sin motor ved brug af et keglehjulsgear. Den nominelle effekt i en mindre motor betyder foruden lavere drift/anskaffelsesomkostninger også besparelser på motorens øvrige komponenter som frekvensomformer og kontaktorer. g500-B Keglehjulsgear Gearboxes Reduktion af energiomkostninger Ser man på gearets virkningsgrad er det et faktum, hvor stor en del af indgangseffekten der tabes og ender som varme. Med et keglehjulsgear fra Lenze går kun 4 % af motoreffekten til spilde, hvorimod tallet stiger helt op til 40 % for et snekkegear. Som eksempel kan brug af snekkegear i kolde produktionsområder skabe problemer, eftersom kølesystemet skal arbejde med en højere effekt. Det fører til nedsat kapacitet og dermed unødigt energiforbrug. Et gunstigt alternativ med længere levetid Et keglehjulsgear har lavere driftsomkostninger og længere levetid. Keglehjulsgearets koniske tandhjul holder betydeligt længere end komponenterne i et snekkegear på grund af den mindre indre friktion. I roterende maskiner er lejerne ofte de mest udsatte dele. Temperaturen i maskinen påvirker lejernes levetid væsentligt. En tommelfingerregel siger, at en temperaturreduktion på 10° C fordobler lejernes levetid. Som resultat af den bedre virkningsgrad i keglehjulsgearet og dets roterende motor er driftstemperaturen mærkbart lavere end i snekkegearet. Hvordan træffes det rigtige valg? Der tales meget om forskellene i virkningsgraden i de trefasede motorer, selv om forskellene mellem de forskellige energiklasser (IE1, IE2, etc.) kun er nogle få procent. Forskellen mellem virkningsgrader i de forskellige typer gear kan være op til 40 %. Ofte nævnes virkningsgraden ikke i katalogerne, og det gør en sammenligning af de forskellige alternativer sværere. Den simpleste måde at sikre at gearet er pålideligt, har en lang levetid og er mest mulig driftsøkonomisk er at sørge for, at alle nødvendige vinkelgear er keglehjulsgear. Lenzes seneste gearserie g500-B forener keglehjulsgearets overlegne egenskaber med konkurrencedygtige priser. Beregning af energibesparelse Som eksempel antager vi, at en maskine er opbygget med 10 gearmotorer. Fra hver gearmotor behøves et afgangsmoment på 70 Nm ved en udgangshastighed på 45 r/min. Maskinen kører treholdsdrift, 8000 timer årligt. Nedenfor har vi beregnet, hvor meget driftsomkostningerne kan reduceres på et år med anvendelse af Lenze g500-B keglehjulsgear. I beregningen er anvendt en elpris på DKK 1,00/kW. Basisdata Udgangsmoment =70 Nm Udgangshastighed = 45 r/min. Motorhastighed = 1.450 r/min. Udveksling = 1.450/45 » 32 Udgangseffekt (sekundær) = 70 * 45/9.550 = 0,33 kW Keglehjulsgear g500-B fra Lenze Snekkegear Gear virkningsgrad 0,96 0,70 Indgangseffekt (primær) 0,33/0,96 = 0,34 0,33/0,70 = 0,47 Motorvalg 0,37 kW 0,55 kW Motor virkningsgrad 0,63 0,65 Optaget effekt 0,34/0,63 = 0,55 kW 0,47/0,65 = 0,72 kW Årsforbrug el 10 * 8.000 * 0,55 = 43.630 kWh 10 * 8.000 * 0,72 = 57.994 kWh Årlige energiomkostninger 1,00 * 43.630 = DKK 43.630 1,00 * 57.994 = DKK 57.994 I eksemplet spares 25 % af de årlige energiomkostninger med et Lenze g500-B gear svarende til DKK 14.364 årligt. Derudover kan både motor og styring (f.eks. frekvensomformer) dimensioneres til mindre størrelse på grund af forbedrede virkningsgrader - sammenlignet med et snekkegear – og dette giver yderligere besparelser allerede i investeringsperioden. ɳ Virkningsgrad HAR betydning! www.Lenze.com Lenze A/S · Roskildevej 22 · DK-2620 Albertslund · Tlf. 4696 6666