Mechaniczne przeniesienie napędu a efektywność energetyczna

Dyrektywa 2009/125/WE zdefiniowała Ekoprojekt jako podstawowy czynnik w strategii Wspólnoty dotyczącej zintegrowanej polityki produktowej. Jest to podejście zapobiegawcze, mające na celu optymalizację ekologiczności produktów przy zachowaniu ich cech funkcjonalnych. Po dziewięciu latach obowiązywania tej dyrektywy oraz szeregu rozporządzeń wykonawczych, polskie przedsiębiorstwa w coraz większej skali wykorzystują produkty efektywne energetycznie mimo tego, że w początkowej fazie inwestycji są rozwiązaniem droższym. Jednak potencjał ekonomiczny w zakresie poprawy efektywności użytkowania energii elektrycznej w gospodarce polskiej jest znaczący i nadal słabo wykorzystany nie tylko ze względu na szereg istniejących barier wynikających z użytych technologii, ale także z braku wiedzy potrzebnej do optymalnego doboru układów napędowych.

Bardzo często w przemyśle spotykamy się z praktyką instalowania silników elektrycznych o wyższych sprawnościach w połączeniu z mało efektywnymi układami przeniesienia napędu, np. przekładniami ślimakowymi, które nadal są szeroko stosowane w różnego rodzaju przenośnikach. 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. W porównaniu z innymi rodzajami przekładni, przekładnie ślimakowe charakteryzują się możliwością uzyskania dużych przełożeń na jednym stopniu (od imin.= 5 do imax.= 100), oraz korzystnymi warunkami przenoszenia dużych obciążeń. Kinematyka pracy wszystkich przekładni ślimakowych charakteryzuje się wysokim udziałem poślizgów w zazębieniu, które w każdej parze elementów współpracujących ciernie, tłumią drgania, co w rezultacie sprzyja cichobieżnej i płynnej pracy tych przekładni, oczywiście pod warunkiem optymalnego doboru do warunków pracy. Należy przypomnieć, że przekładnia ślimakowa należy do rodziny tzw. przekładni śrubowych, czyli przekładni zębatych o wichrowatych osiach kół. Można stwierdzić, że przekładnia ślimakowa stanowi, jak gdyby dalszy etap rozwoju przekładni śrubowych. Słabą stroną przekładni ślimakowej w porównaniu do innych przekładni jest mniejsza sprawność, która maleje wraz ze wzrostem przełożenia.

W obecnych czasach zwraca się uwagę na poprawę efektywności użytkowania energii elektrycznej, nie tylko ze względu na ekonomię, ale także na uwarunkowania prawne w tym zakresie, dlatego konieczne jest zastępowanie przekładni ślimakowej o niższej sprawności przez droższe przekładnie walcowe lub walcowo-stożkowe.

Czy istnieje przekładnia, która będzie w swojej konstrukcji łączyła korzystne cechy techniczne przekładni ślimakowej z innymi cechami przekładni walcowych, bez znaczącej różnicy w cenie?

Takie przekładnie są znane od lat, jednak dopiero współczesne metody wykonywania uzębienia, pozwalają uzyskać korzystny stosunek ceny do przenoszonej mocy z wału czynnego na wał bierny – podobnie jak w przekładniach ślimakowych.

Przekładnie hipoidalne THF – konstrukcja

Przekładnie hipoidalne należą do przekładni zębatych o osiach wichrowatych i łukowym zarysie zęba, należą do rodziny przekładni stożkowych. Przekładnia hipoidalna różni się od przekładni stożkowej poprzecznym przesunięciem osi zębnika (przesunięcie hipoidalne) w stosunku do osi koła talerzowego. Dzięki przesunięciu hipoidalnemu uzyskuje się wydłużenie czynnej długości zębów (podobnie jak w parze kół ślimak-ślimacznica przekładni ślimakowej), co ma wpływ na wytrzymałość i obciążalność przekładni hipoidalnej. Sprawność przekładni hipoidalnej jest odwrotnie proporcjonalna do przesunięcia hipoidalnego i maleje wraz z jego zwiększaniem. Standardowo przekładnie hipoidalne THF mają sprawność 94%.

Cechy techniczne przekładni hipoidalnych THF

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 500 Nm.
• Korzystny stosunek gabarytów przekładni do przenoszonej mocy.

Dlaczego warto zamienić przekładnię ślimakową na hipoidalną THF?

• Identyczne wymiary montażowe, co przekładni ślimakowych dostępnych na rynku.
• Pasują takie same akcesoria montażowe (wałki zdawcze, kołnierze wyjściowe, ramiona reakcyjne), co dla przekładni ślimakowych dostępnych na rynku.
• Gwarantują 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, jak co przekładnia ślimakowa o takim samym przełożeniu dzięki korzystnym warunkom smarowania.
• Wydajna praca z serwonapędami.

Podejmując już dzisiaj decyzję dotyczącą zakupu przekładni ślimakowej warto rozważyć zakup w to miejsce przekładni hipoidalnej. Decyzja ta wpłynie znacząco na żywotność układu napędowego, co najważniejsze na jego sprawność, a tym samym na efektywność energetyczną urządzenia napędzanego.

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.

Na stronie internetowej HF Inverter Polska znajduje się kalkulator efektywności energetycznej, dzięki któremu możliwe jest oszacowanie i porównanie kosztów eksploatacyjnych przekładni ślimakowych z przekładniami hipoidalnymi zainstalowanym w aplikacjach przenośnikowych. 

HF INVERTER POLSKA S.C.
ul. Marii Skłodowskiej-Curie 101E
87-100 Toruń, Polska
tel. 56 623 73 16
fax 56 623 73 17
e-mail: biuro@hfinverter.pl
www.hfinverter.eu

source: Automatyka 9/2018