Итак, имеем текущий привод вытяжного вентилятора:
Цены, которые будут приведены в данном примере, могут не соответствовать действительности, и взяты достаточно условно. Стоимость изделий компании Gates уточняйте у ближайшего дистрибьютора.
Пример расчета общих затрат
Как мы уже разобрали выше, для того, чтобы обеспечить максимально эффективную работу нашего вентилятора с клиноременной передачей, клиновые ремни нужно регулярно подтягивать (в нашем случае: каждые 3 месяца). В зубчатых ремнях обычно используется корд с высоким модулем упругости, который обладает минимальной растяжимостью. Сравните: для обычного клинового ремня длиной 2.5 метра требуется обеспечить возможность увеличения межосевого расстояния на величину до 40-65 мм для компенсации вытяжки за весь срок службы; для зубчатого ремня эта величина равна всего 1мм. Соответственно зубчатые ремни практически не требуют обслуживания. Их устанавливают один раз и не трогают до окончания их срока службы (зависит от привода, но обычно 3 года при круглосуточной эксплуатации). Это позволяет не только снизить затраты на обслуживание, но и сократить время вынужденных простоев во время повторных натяжений ремней.
Расходы на обслуживание
А КПД ременных передач, которые не обслуживается должным образом и натяжение которых контролируется редко и «на глазок» (самый распространенный случай на предприятиях нашей страны), падает уже на 10% от первоначального значения. В нашем случае с вытяжным вентилятором такие потери влекут за собой не только потери электроэнергии, но и снижение величины воздушного потока. В большинстве случаях такие вентиляторы обеспечивают какой-либо технологический процесс, и снижение величины воздушного потока приведет к росту брака. Согласитесь, это куда более серьезная статья расходов. Как правило, рост брака ведет за собой останов линии и повторную проверку натяжения ремней и их повторное натяжение. Такой простой влечет за собой потери в качестве невыпущенной продукции. Для сравнения зубчатоременная передача имеет постоянный КПД более 98%. Как видно из рис.2 КПД остается постоянным в большом диапазоне нагрузок.
Около 0.5% потерь приходится на так называемое «набегание» ремня – упругую деформацию ремня, возникающую из-за неравномерности натяжения ремня в процессе работы. Каждый участок ремня растягивается по-разному, так как проходит то нагруженную ветвь передачи, то ослабленную. Обычно клиновые ремни, при правильной установке с обязательным контролем натяжения инструментальными средствами показывают КПД в районе 95-98% (в зависимости от исполнения ремней: ремни в тканевой оплетке имеют самый низкий КПД, ремни без тканевой оплетки - наивысший). Однако даже в этом случае за время работы это значение падает обычно на 5% (для ремней Gates Quad-Power® III КПД выше и более стабилен, т.к. используются более современные материалы и корд с высоким модулем упругости).
Потери скорости – это результат проскальзывания ремня. Соответственно чем выше коэффициент трения между клиновым ремнем и шкивом, тем меньше потери мощности. Зубчатые же ремни не могут проскальзывать по определению. При недостаточном начальном натяжении клиновых ремней, а также в случае сильной изношенности шкивов возникает чрезмерное проскальзывание. Часть энергии при работе клиновых ремней уходит на нагрев вследствие проскальзывания, что тоже приводит к снижению крутящего момента на выходе. Проскальзывание ремня выражается разницей между вращением самого ремня и вращением шкивов. Однако некорректным будет не упомянуть передачи, где как раз необходима способность клиновых ремней проскальзывать. В данном случае клиновой ремень предохраняет двигатель и оборудование от резких пиковых нагрузок. Однако для нашего вентилятора, а также в большинстве случаев, ремню не нужно выполнять предохранительную функцию.
Как видно из данной формулы, потери мощности в ременных передачах разделяются на две категории: потери крутящего момента и потери скорости. Потери крутящего момента возникают за счет потерь энергии на изгиб ремня вокруг шкива. Соответственно чем большее требуется усилие для изгиба ремня, тем больше будут потери мощности. На рис. 1 изображены сечения клинового и зубчатого ремней, которые передают одинаковую мощность. Как видно из рисунка,потери на изгиб у клинового ремня будут больше, так как сечение имеет большую высоту.
КПД такой передачи:
В случае с нашим вентилятором крутящий момент передается через клиноременную передачу от вала асинхронного двигателя на вал вентилятора.
Передача мощности от двигателя потребителю сопряжена, как правило, с некоторыми потерями. Потери мощности происходят в самом двигателе, на подшипниках и на ременной передаче. Любая потеря мощности – это потеря денег. Снижая эти потери можно очень серьезно снизить затраты, связанные с работой привода. В Европе и США давно уже умеют считать такие «побочные» затраты. К сожалению в нашей стране энергосберегающие технологии (то есть технологии позволяющие максимально снизить потери при преобразовании одного вида энергии в другой) до сих пор малораспространены. В Европе, к тому же, предприятия работают с оглядкой на Киотский протокол, поэтому там все большее и большее распространение получают электродвигатели с повышенным КПД. Однако все преимущества таких двигателей могут быть сведены на нет неподходящим типом ременной передачи, что уж тут говорить об обычных электродвигателях. В настоящее время, когда стоимость электроэнергии продолжает постоянно расти, повышение КПД ременной передачи позволит сэкономить значительную сумму денег.
Коэффициент полезного действия передачи
Большинство имеющейся в справочниках и учебниках информации трудно применить к действительности. Клиновые и зубчатые ремни были изобретены за рубежом и все это время активно развивались. С момента изобретения первого клинового ремня был запатентован не один десяток разработок в области ременных передач, были найдены оптимальные характеристики привода для обеспечения долговечности работы. Цена импортных ремней, а особенно ремней премиум класса, может показаться слишком высокой на первый взгляд. Но так ли это на самом деле? Дело в том, что рассматривать каждый конкретный компонент оборудования – ошибочно. Здесь необходим комплексный подход и нужно рассматривать всю систему в целом. Возьмем, например, такую распространенную в промышленности область применения ременных передач, как системы вентиляции и кондиционирования. Мощность вентиляционных установок может достигать сотен киловатт. Большинство установок комплектуется изначально клиноременными передачами, что позволило производителю значительно снизить начальную стоимость оборудования. Однако на практике такая изначальная экономия себя не оправдывает. Давайте попробуем разобрать в качестве примера, привод вытяжного промышленного вентилятора.
В настоящий момент в нашей стране до сих пор складывается плачевная ситуация для инженера-машиностроителя, а также для тех, кто так или иначе связан с промышленным оборудованием. Многие справочники и учебники содержат по многим вопросам устаревшую информацию и практически не развиваются. Некоторые разработки и технологии, ставшие стандартом за рубежом, в нашей стране, как правило, мало изучены и не внедряются. В технических ВУЗах ряд дисциплин преподается по учебникам 80-х, а то и 60-х годов, согласно утвержденной программе. Молодой специалист, который идет работать по специальности, обладает уже заведомо устаревшей информацией и ему приходится изучать все с нуля методом проб и ошибок. В результате оборудование, которое произведено по устаревшим рекомендациям, не обладает конкурентными преимуществами на рынке. Не обошла стороной эта проблема и вопросы, касающиеся ременных передач.
Снижайте затраты на ременные передачи
Снижайте затраты на ременные передачи
8(8452) 74-40-018(8452) 53-36-24
Москва8(495) 995-19-308(495) 287-43-64
Статьи - Снижайте затраты на ременные передачи
Комментариев нет:
Отправить комментарий