Prace rozwoje nad łożyskami prowadzone przez NSK pomagają zmaksymalizować wydajność i efektywność energetyczną napędów przemysłowych

42

Uważa się, że silniki stosowane w maszynach odpowiadają za 40-50 % globalnego zużycia energii elektrycznej, co czyni te niezbędne w przemyśle urządzenia kluczowym celem w zakresie redukcji strat energii. Mając to na uwadze, producenci wprowadzają na rynek coraz więcej silników przemysłowych, które mogą zaoferować lepszą wydajność energetyczną. Najnowsze silniki inwerterowe również przyczyniają się do mniejszego zużycia energii, ponieważ dostosowują swoją prędkość obrotową do warunków pracy.

Ponadto rośnie zapotrzebowanie na serwosilniki nowej generacji, które zazwyczaj znajdują zastosowanie w robotach przemysłowych ze względu na fakt, że mogą zmieniać kierunek obrotów w celu dokładnego pozycjonowania. Wszystkie te trzy typy silników (o wysokiej sprawności, inwerterowe i serwonapędy) wykorzystują jeden wspólny element, który pomaga zmaksymalizować wydajność i zminimalizować zużycie energii – są nim łożyska.

Odporne na korozję elektrolityczną łożyska NSK z powłoką ceramiczną przeznaczone do silników inwerterowych

Próby zmniejszenia zużycia energii na całym świecie doprowadziły do wprowadzenia przepisów wymagających zwiększenia sprawności silników. Straty energii silnika są spowodowane główne przez trzy czynniki: straty w stali (wytwarzanie ciepła w rdzeniu); straty w miedzi (wytwarzanie ciepła w uzwojeniu) oraz straty mechaniczne (np. z powodu obrotów łożysk). Chociaż straty mechaniczne odpowiadają za zaledwie ok. 1 % zużycia energii przez silnik, stanowią one 0,4-0,5 % światowego zużycia energii elektrycznej, co oznacza, że ogólnoświatowy wpływ nawet najmniejszej redukcji w tym zakresie byłby znaczący.

Łożyska o niskim momencie obrotowym do silników o wysokiej sprawności

Firma NSK przeprowadziła ocenę strat mechanicznych w łożyskach przy użyciu silników o wysokiej sprawności w rzeczywistych warunkach pracy. Firma starała się zidentyfikować możliwości zmniejszenia zużycia energii, opracowując metodę testową, która pozwala na bezpośrednią ocenę strat mechanicznych w łożyskach. Wyniki tych testów zostaną uwzględnione w programie rozwoju łożysk NSK dla silników o wysokiej sprawności. Na przykład ocena dwubiegunowego silnika o wysokiej sprawności, pracującego z prędkością 3000 obr/min wykazała, że przyczyną ok. 80 % strat mechanicznych była nieodpowiednia odporność na ścinanie i mieszanie smaru pomiędzy częściami łożyska. Z tego powodu firma NSK rozpoczęła prace projektowe w zakresie optymalizacji rodzaju i ilości smaru, a także kształtu koszyka łożyska.

Kolejne testy wykazały, że odpowiedni dobór ilości smaru zmniejszył straty mechaniczne o 60 % w porównaniu z łożyskami standardowymi. Należy również podkreślić, że zmniejszenie zawartości smaru w łożyskach standardowych zwykle prowadzi do przerwania filmu olejowego i przyspiesza proces zatarcia łożysk. W przeciwieństwie do tego, łożyska o niskim momencie obrotowym opracowane przez NSK wykorzystują specjalny smar, który w testach wykazał ponad 2,7-krotny wzrost odporności na zatarcie. Kolejne próby wykazały, że specjalnie opracowany koszyk z tworzywa sztucznego zmniejszył straty mechaniczne o połowę w porównaniu z koszykami stalowymi, głównie dlatego, że wersja z tworzywa sztucznego ogranicza opór mieszania smaru między koszykiem a kulkami.

Łożyska NSK o niskim momencie obrotowym, które zmniejszają straty mechaniczne i zapewniają wyższą odporność na zatarcie w silnikach o wysokiej sprawności, są dostępne w rozmiarach średnicy zewnętrznej od 16 do 170 mm.

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Wprowadź swój komentarz!
Wprowadź swoje imię