Reducera strömkostnaderna med 80 %

Kostnaderna för energi är på allas läppar och möjligheterna att dra ner på förbrukningen är begränsade. BRECOroll, en innovation från BRECO Antriebstechnik i Porta Westfalica, erbjuder industrin en möjlighet att markant reducera energiförbrukningen och tillämpa mindre och effektivare drivmotorer i anläggningar med långa transportremstransmissioner.

Kuggremmar som används till materialtransport är ofta mycket långa. Nästan alltid ligger remmens dragande part i en bärskena som för remmen i sidled och tar upp viktkrafterna från arbetsstycken som ligger på remmen samt från själva remmen. Mellan remmen och upplagsskenan uppstår därmed friktion.

Den största delen av den tillförda effekten används till att övervinna denna självhämmande verkan i systemet. Driften belastas med stora krafter, genererar värme och löper med dålig verkningsgrad.

Av denna anledning är kuggremmar för materialtransport standardmässigt belagda med en väv på kuggsidan. Detta reducerar friktionskoefficienten mellan kuggrem och bärskena med μ=±1,0 auf μ=0,5-0,6. Med halverad friktion kan kuggremmarna uppnå en hög driftprestanda vid lågt slitage.

Men fortfarande föreligger en avsevärd energiförbrukning som orsakas av friktionen mellan kuggremmen och bärskenan. På grund av den låga tillförda effekten i motorerna, med 0,38 till 2 kW, har energiförbrukningen hittills inte beaktats i någon större mån vid den praktiska användningen. En felbedömning som beskrivs i detta korta räkneexempel:

För ett transportband som ska transportera 20 st arbetsstycken à 10 kg, dvs. en last på sammanlagt 200 kg, med v=1 m/, uppgår förlust- resp. friktionseffekten Pᵥ till:

Pᵥ=μ ∙ m ∙ g ∙ v

    =0,5 ∙ 200 kg ∙ 10 m/s² ∙ 1 m/s

    =1 kW

Snäckdrevsmotorerna som ofta kommer till användning uppvisar en total verkningsgrad av ca 0,75. Remtransmissionens verkningsgrad (utan bärskena) är i detta sammanhang försumbar. Motorn måste då uppbringa en friktionseffekt mellan rem och bärskena som i vårt exempel uppgår till 1,0 kW/0,75 = 1,33 kW. I enkelskiftsdrift uppgår maskinens årliga drifttid, med hänsyn till genomsnittliga värden för helger, semester, sjukdomsbortfall, tillsyn osv till gott och väl 1.600 timmar. Den årliga strömförbrukningen av friktionen summerar sig i enkelskiftsdrift till 2.133 kWh per remtransmission. Detta motsvarar ungefär årsförbrukningen av ström för ett hushåll med 2 personer. Med flera remtransmissioner och 2-/3-skiftsdrift stiger förlusteffekten till en omfattning som man med tanke på driftkostnader och CO₂-fotavtrycket bör ta hänsyn till. Men hur ser en lösning ut?

Idén att leda in viktkrafter till bärskenan via rullar i stället för via ett glidande kugghuvud ligger nära tillhands, men kan ändå inte lösas på ett enkelt sätt. Olika koncept med rullar i bärskenan visade sig vara för dyra och försämrade dessutom kuggremmens funktion. Lösningen: Integrera rullarna i remkuggen.

Ett grundläggande villkor för rullarnas position är att de måste skjuta ut över kugghuvudet. Detta krävs för att rullarna, och inte kugghuvuden, ska ligga mot bärskenan. För att förhindra att rullarna lyfter kuggremmen när den löper in i remskivan och därmed orsaker tvångskrafter har särskilt T20 valts ut. Kuggremmen av typ T är ett så kallat luckelement. Kugghuvuden på remmen rör inte vid kuggbotten på remskivan. Vid T20 uppgår denna lucka till 0,8 mm. Rullen kan skjuta ut från ett par tiondelar ur kugghuvudet och överta dess funktion för att leda krafterna till bärskenan. I remskivan ”svävar” rullen så att säga fritt i kuggluckan. Rullens diameter är dimensionerad så att den inte skjuter ut vid remmens kuggflank. Därmed fungerar BRECOroll T20 perfekt i varje standardremskiva. Förresten: Armeringarna bryts inte av rullen.

BRECOroll uppvisar en friktionskoefficient på +-0,1 och orsakar jämfört med en PAZ-belagd kuggrem därmed endast 20 % av den ursprungliga förlusteffekten (0,2 kW). I vårt räkneexempel med BRECOroll kan hela 1.706 kWh av de ursprungliga 2.133 kWh sparas in per rem i enkelskiftsdrift varje år. Dessutom: Drivmotorns dimensionering kan sänkas med 0,93 kW (0,8 kW/0,75).

BRECOroll kan användas upp till en hastighet av 1 m/s och för ytlaster upp till 3 kg per rulle (3 kg/ 40 cm²). Dessa gränser är fullt tillräckliga för de flesta materialtransporter i automatiserade tillverkningsprocesser. Eftersom BRECOroll är baserad på en standard-T20-kuggrem, rör det sig om en produkt som har utprovats hundratusentals gånger. Med sin reducerade förlusteffekt bidrar den till att användare kan sänka driftkostnaderna och CO₂-fotavtrycken från sina anläggningar.

Garbsen, 2023-05-11
Mulco-Europe EWIV