Dziś jest środa, 16 październik 2019 r.
Energoelektronika.pl na stronach Facebook REKLAMA MAPA SERWISU KONTAKT
Strona główna Załóż konto Artykuły branżowe Katalog firm Seminaria FAQ Kalendarium Słownik Oferta
Wyszukaj
1USD 3.8934 -0.05% 1EUR 4.297 +0.05% 1GBP 4.961 +0.67%
Zaloguj się
Login (adres e-mail):
Haslo:
  Rejestracja
  Zapomniałem hasła
Reklama

Reklama

Aktualności
Przed nami 32. edycja targów ENERGETAB 2019
więcej
Nowy cykl szkoleń praktycznych związanych z programowaniem sterowników marki Siemens
więcej
Siemensa buduje fabrykę dla Przemysłu 4.0 w Polsce
więcej
Cykl szkoleń z zakresu programowania sterowników SIMATIC S7-300, S7-1200
więcej

Zobacz archiwum

Kalendarium
17 październik 2019
72 edycja Seminarium dla Służb Utrzymania Ruchu 
więcej
23 październik 2019
LUMENexpo Targi Techniki Świetlnej  
więcej
Newsletter
Jeżeli chcesz otrzymywać aktualne informacje o wydarzeniach w branży.
Podaj e-mail do subskrypcji:


Artykuły branżowe
16 styczeń 2013.

Alternatywa dla przekładni ślimakowej.

Alternatywa dla przekładni ślimakowej.

W budowie maszyn często są stosowane przekładnie ślimakowe. Tak dużą popularność zyskały nie tylko dzięki swoim cechom technicznym, ale także dzięki prostej budowie oraz korzystnemu stosunkowi ceny do przenoszonej mocy z wału czynnego na bierny. Słabą stroną przekładni ślimakowej w porównaniu do innych przekładni jest mniejsza sprawność, która maleje wraz ze wzrostem przełożenia.
W obecnych czasach, kiedy zwraca się uwagę na poprawę efektywności użytkowania energii elektrycznej, nie tylko ze względu na ekonomię, ale także na uwarunkowania prawne w tym zakresie (dyrektywy Unii Europejskiej z  tzw. ekoprojektu),  konieczne jest zastępowanie przekładni ślimakowej o niższej sprawności droższymi przekładniami walcowymi lub walcowo-stożkowymi.

Od 2010 roku pracowaliśmy nad projektem przekładni, która swoimi cechami technicznymi byłaby zbliżona do przekładni ślimakowej przy jednoczesnej poprawie sprawności. Naszym naturalnym wyborem były przekładnie należące do grupy przekładni o osiach nierównoległych, do której należą przekładnie:

  1. stożkowe, przesunięcie a = 0
  2. hipoidalne, przesunięcie a ≤ 0,5R
  3. spiroidalne, przesunięcie a > 0,5R
  4. śrubowe (ślimakowe), przesunięcie a = R

(gdzie R ? średnia długość tworząca stożka podziałowego koła).

Jest to podział przekładni w zależności od przesunięcia osi zębnika do osi koła talerzowego (zdjęcie 1).  Przesunięcie to nazywane jest przesunięciem hipoidalnym.

Szukając kompromisu pomiędzy funkcjonalnością i wysoką sprawnością przekładni stożkowej a prostą budową i korzystnemu stosunkowi ceny do przenoszonej mocy z wału czynnego na bierny, pod uwagę braliśmy dwie konstrukcje - przekładnie spiroidalne i przekładnie hipoidalne. Nasz wybór to przekładnie hipoidalne, nie tylko ze względu na uzyskany kompromis funkcjonalności, sprawności, prostej budowie i ceny, ale także ze względu na dostępne technologie produkcji (amerykańska technologia Gleasona i niemiecka Klingelnberga). Te dwie technologie są z powodzeniem wykorzystywane w przemyśle samochodowym, gdzie przekładnie hipoidalne są obecnie szeroko stosowane w przekładni różnicowej (dyferencjał) (zdjęcie nr 2).

Największym problemem, nad którym najdłużej pracowaliśmy, było pogodzenie cech technicznych z funkcjonalnością, rozumiana jako łatwość zamiany przekładni ślimakowej na naszą przekładnię hipoidalną, bez przeróbek mechanicznych. Po niemal dwóch latach pracy udało się to nam uzyskać, teraz użytkownik przekładni ślimakowej bez zmian konstrukcyjnych może łatwo wymienić przekładnię ślimakową na naszą przekładnię hipoidalną.

Dlaczego warto wymienić przekładnię ślimakową na naszą przekładnię hipoidalną THF?

Odpowiedź na to pytanie można podzielić na trzy kategorie:

  1. Cechy techniczne przekładni hipoidalnych THF
  2. Cechy funkcjonalne przekładni hipoidalnych THF
  3. Znacząca poprawa efektywności energetycznej układu napędowego

Najważniejsze cechy techniczne przekładni hipoidalnych THF:

  • Większa obciążalność niż przekładni stożkowej o takich samych wymiarach, dzięki wydłużeniu czynnej długości zęba (przesunięcie hipoidalne).
  • Większy moment wyjściowy niż w przekładniach ślimakowych o takich samych wymiarach gabarytowych.
  • Wysoka cichobieżność w porównaniu do innych przekładni o tych samych przełożeniach (dzięki zębom łukowo-skośnym).
  • Równomierność przekazywania momentu obrotowego (wydłużenie czynnej długości zębów).
  • Wysoka sprawność w stosunku do innych przekładni o tych samych przełożeniach (sprawność 94% dla przekładni dwustopniowych i 92% dla przekładni trójstopniowych).
  • Szeroki zakres dostępnych przełożeń dla jednej wielkości mechanicznej przekładni (od i=7,5 do i=300).
  • Korzystne warunki smarowania łożysk, zębnika, dzięki przesunięciu hipoidalnemu.
  • Moment wyjściowy do 500Nm.
  • Korzystny stosunek gabarytów przekładni do przenoszonej mocy.

Materiały zastosowane w budowie przekładni hipoidalnych THF

  • Koła zębate wykonane są ze stali konstrukcyjnej stopowej chromowo-manganowej z dodatkiem tytanu - 20CrMnTiH1. Stal ta sprawdza się w częściach maszyn silnie obciążonych i narażonych na siły udarowe. W cyklu produkcyjnym koła zębate zostały poddane precyzyjnemu szlifowaniu, aby uzyskać nie tylko idealną powierzchnię styku zębów, ale także, aby zachować równomierną warstwę nawęgloną o grubości od 0,3mm do 0,5mm. Dzięki temu zwiększono odporność na ścieranie kół zębatych oraz uzyskano twardość w zakresie od 56 do 62HRC (twardość Rockwella).
  • Obudowy przekładni wykonano z wysokiej jakości odlewu aluminiowego, dodatkowo pokryto je powłoką lakierniczą w kolorze RAL9022 (jasnoszara perła).
  • Łożyska renomowanych firm cechujące się bardzo dużą nośnością w stosunku do innych łożysk o podobnych wymiarach wpływają znacząco na żywotność i poprawną pracę przekładni.
  • Uszczelnienia wykonane z materiałów wysokiej jakości, takich jak NBR (kauczuk butadienowo-akrylowy) charakteryzujący się wysoką odpornością termiczną, odpornością na działanie olejów oraz wysoką wytrzymałością na zerwanie.

Cechy funkcjonalne przekładni hipoidalnej THF.

  • Identyczne wymiary montażowe, z przekładniami ślimakowymi dostępnymi na rynku.
  • Pasują takie same akcesoria montażowe (wałki zdawcze, kołnierze wyjściowe, ramiona reakcyjne), jak dla przekładni ślimakowych dostępnych na rynku.
  • Mają wyższą sprawność niż przekładnia ślimakowa o takim samym przełożeniu.
  • Uzyskuje się większy moment wyjściowy na wale biernym, niż w przekładni ślimakowej o takim samym przełożeniu.
  • Dużo większa żywotność kół zębatych zastosowanych w przekładni hipoidalnej, niż ślimak i ślimacznica zastosowana w przekładni ślimakowej.
  • Wyższa cichobieżność przekładni hipoidalnej niż przekładni ślimakowej.
  • Wyższe przełożenie (i>100, max. i=300) bez konieczności łączenia dwóch przekładni lub stosowania dodatkowego stopnia walcowego, tak jak ma to miejsce w przekładni ślimakowej.
  • Przekładnia hipoidalna podczas pracy nie grzeje się w takim stopniu co przekładnia ślimakowa o takim samym przełożeniu dzięki korzystnym warunkom smarowania.

Znacząca poprawa efektywności energetycznej układu napędowego

Na wykresie przedstawiono porównanie sprawności dynamicznych przekładni ślimakowych, walcowo-ślimakowych i przekładni z podwójnym ślimakiem do przekładni hipoidalnych THF.

Sprawność dynamiczna wpływa na roczne koszty eksploatacji układu napędowego. Roczne koszty eksploatacji można w łatwy sposób oszacować już na poziomie podejmowania decyzji o rodzaju zastosowanej przekładni stosując poniższy wzór.

gdzie
Ke - koszt energii elektrycznej [PLN]
Mw - moc wejściowa [kW]
tp - czas pracy napędu [h/rok]
ηp - sprawność dynamiczna przekładni
ηs - sprawność silnika elektrycznego
η - sprawność ze względu na sposób przekazania mocy na maszynę (do wyliczeń można przyjąć: dla sprzęgła 98%, montaż bezpośrednio na wale 99%)
Po - procentowa obciążalność napędu (zwykle jest to wartość 80%).

Korzystając z powyższej zależności porównajmy motoreduktor ślimakowy z motoreduktorem hipoidalnym THF.

 

Motoreduktor ślimakowy

Motoreduktor hipoidalny THF

Koszt energii

0,55 zł

0,55 zł

Moc wejściowa

1,50 kW

1,50 kW

Czas pracy

3.000 h/rok

3.000 h/rok

Sprawność dynamiczna przekładni

67,00%

91,00%

Sprawność silnika elektrycznego (IE2)

82,80%

82,80%

Sposób przekazania mocy ? montaż na wale

99,00%

99,00 %

Obciążalność napędu

80,00%

80,00%

Roczny koszt eksploatacji motoreduktora

1.387,56 zł

998,03 zł

Różnica w rocznych kosztach eksploatacji

389,53 zł

Na jednym motoreduktorze w ciągu roku eksploatacji (stosując już silnik o wyższej sprawności) zaoszczędzono 389,53 zł. Oczywiście wartość ta będzie dużo wyższa, gdy pomnożymy ją przez liczbę stosowanych w zakładzie takich motoreduktorów.
Dodatkowo należy także pamiętać o rocznych kosztach związanych z tzw. obsługą serwisową związaną z wymianą oleju, uszczelniaczy itp.
Stosowane materiały konstrukcyjne i środki smarujące w przekładni hipoidalnej THF znacząco także i te koszty obniżają, zostawiając daleko za sobą przekładnie ślimakowe.
Na naszej stronie internetowej można pobrać kalkulator do wyliczeń kosztów eksploatacji motoreduktora ślimakowego w porównaniu do motoreduktora hipoidalnego.

Podsumowanie
Zamieniając już teraz swoje nieefektywne przekładnie ślimakowe na nasze przekładnie hipoidalne THF otrzymuje się poprawę efektywności energetycznej, lepsze parametry techniczne, co ma wpływ na obniżenie rocznych kosztów eksploatacji i to bez dodatkowej pracy związanej z przeróbkami mechanicznymi.


Fot. 2 Rodzina przekładni hipoidalnych

Optymalizacja procesów przemysłowych na wielu jego płaszczyznach znacząco wpływa na poprawę efektywności wykorzystania energii elektrycznej a tym samym w perspektywie czasu na poprawę wyników ekonomicznych przedsiębiorstwa.
Specjaliści pracujący w firmie HF Inverter Polska dzięki swojemu długoletniemu doświadczeniu są w stanie optymalnie dobrać układ napędowy bezawaryjnie pracujący w warunkach procesu technologicznego w dowolnej branży.

Źródło: HF Inverter Polska Sp.C.
O nas  ::  Regulamin  ::  Polityka prywatności (Cookies)  ::  Reklama  ::  Mapa stron  ::  FAQ  ::  Kontakt
Ciekawe linki: www.klimatyzacja.pl  |  www.strony.energoelektronika.pl  |  promienniki podczerwieni
Copyright © Energoelektronika.pl