Selecionando o sistema de acionamento correto - custo e desempenho

Ao fazer uma conversão de unidade ou projetar um novo sistema de transmissão de energia, os engenheiros de projeto e manutenção da planta têm basicamente três opções amplas:

• Transmissões por corrente de roletes
• acionamentos por correia em V
• acionamentos por correia síncronos

Cada um tem suas próprias vantagens e desvantagens, junto com considerações de custo que podem não ser imediatamente aparentes.

Drives de corrente de rolo

Sistema de movimentação de portas



A popularidade dos acionamentos por corrente se origina da capacidade desses acionamentos de transmitir altos níveis de torque em um pacote pequeno, a um custo relativamente baixo, enquanto utiliza componentes de estoque prontamente disponíveis. Embora os custos iniciais das unidades de corrente de rolos padrão possam ser bastante baixos, o custo de manutenção dessas unidades pode ser substancial. A manutenção adequada é essencial para o desempenho ideal do acionamento por corrente de rolos e inclui os seguintes fatores de custo:

• Lubrificação
• Alinhamento
• Tensão
• Substituição de componentes da unidade

De acordo com as estimativas da indústria de correntes, os acionamentos de corrente de rolos operando sem lubrificação desgastam-se aproximadamente 300 vezes mais rápido do que os acionamentos comparáveis ​​devidamente lubrificados. Mesmo assim, os fabricantes de correntes de roletes estimam que 90 a 95% de todos os acionamentos instalados estão lubrificados incorretamente ou não estão lubrificados de forma alguma. Determinar o tipo de método de lubrificação necessário é uma consideração importante de projeto com implicações de custo próprias. Um alojamento de corrente de retenção de óleo, por exemplo, pode representar até 75% do custo total do sistema de acionamento por corrente. Além da lubrificação, o alinhamento adequado da roda dentada e o tensionamento da corrente são essenciais para aumentar a vida útil da corrente dos rolos.

Outro fator de manutenção com implicações de custo é a substituição dos componentes do inversor. Um dos principais pontos fracos de uma transmissão por corrente de rolos é o desgaste da corrente, resultando em esticamento ou alongamento. Os fabricantes recomendam a substituição da corrente de roletes quando ocorrer um alongamento de aproximadamente 3%. A maioria dos fabricantes de correntes de roletes também recomenda a substituição das rodas dentadas a cada nova corrente de roletes, porque o contato de metal com metal gera desgaste severo da roda dentada. As tabelas de classificação de potência publicadas na indústria de rolos cahin baseiam-se em uma vida útil teórica de 15.000 horas, assumindo o projeto de acionamento, alinhamento, lubrificação, manutenção, etc. adequados, mas em um ambiente operacional típico, a vida real do acionamento raramente se aproxima do ideal. Os acionamentos por corrente de rolos não lubrificados operando em condições adversas podem durar apenas 100 horas ou menos.

O custo dos requisitos de manutenção observados acima, adicionado ao custo inicial, aproxima-se do custo real de um acionamento por corrente de roletes padrão. No entanto, além do custo do lubrificante e da substituição do componente de acionamento está a despesa de mão de obra de retensionamento frequente, que requer fechamento para baixo da unidade, resultando em tempo de inatividade da produção. Além disso, os acionamentos de corrente de rolos padrão operam com eficiência de 91% -94%, dependendo da aplicação, portanto, os custos de energia devem ser levados em consideração.

Apesar dos custos de manutenção e energia, os acionamentos por corrente de rolos oferecem aos projetistas e usuários algumas vantagens sobre os sistemas de correia em V ou de correia síncrona:

1. Versatilidade (acessórios funcionais podem ser adicionados para transportar produtos, interruptores de viagem, alavancas de acionamento, etc.)

2. Capacidade de criar qualquer comprimento de corrente com elos de conexão

3. Disponibilidade de grande seleção de correntes e rodas dentadas

Drives de correia em V



Os acionamentos por correia em V transmitem potência por meio do atrito entre a correia e a polia. Com eficiências variando de 95% a 98% na instalação, os acionamentos por correia em V usam energia de maneira mais eficiente do que os acionamentos por corrente de rolos e um pouco menos eficientemente do que os acionamentos por correia síncronos. As unidades de correia em V são um padrão da indústria, oferecendo uma ampla variedade de tamanhos a um custo relativamente baixo, juntamente com facilidade de instalação e operação silenciosa.

As correias em V são fabricadas em uma variedade de materiais, seções transversais e materiais de reforço, e muitas vezes são usadas individualmente, em conjuntos combinados ou em configurações unidas. Eles são bem suturados para aplicações de serviço severo, como milhares envolvendo cargas de choque e altas cargas iniciais. As unidades de correia em V padrão operam melhor em aplicações de 500 RPM ou mais, rações de velocidade de até 6:1 e dentro de uma faixa de temperatura operacional limitada de -40 Fahrenheit a 130 Fahrenheit. Como as correias em V escorregam quando sobrecarregadas, elas ajudam a proteger equipamentos mais caros de picos de carga. Também permitem flexibilidade no posicionamento do motor e da carga.

Em uma aplicação adequada, a vida útil de uma correia em V instalada e mantida adequadamente varia de 20.000 a 25.000 horas. Os componentes de uma correia em V simples são relativamente baratos para comprar, instalar, substituir e manter. Depois de instalados corretamente e tensionados de acordo com os valores recomendados do fabricante da correia, esses acionamentos requerem muito poucos serviços, exceto para retensionamento durante o cronograma de manutenção normal. Devido ao deslizamento da correia, as unidades de correia em V perdem até 5% de sua eficiência após a instalação. As correias em V se esticam à medida que se desgastam, piorando o escorregamento, o que pode diminuir a eficiência em até 10 ° C, a menos que haja um tensionamento periódico. Correias em V dentadas ou dentadas podem aumentar a eficiência em 2% em relação aos projetos padrão.

Drives de correia síncronos



As correias sincronizadas funcionam segundo o princípio da pega dentada. Os dentes redondos, quadrados ou curvilíneos modificados da correia se engrenam com ranhuras nas rodas dentadas para fornecer transmissão de potência positiva em alto torque com velocidades altas e baixas.

Os componentes de um sistema de acionamento por correia síncrona normalmente custam mais inicialmente do que os de um acionamento por corrente de roletes padrão comparável ou acionamento por correia em V. Por outro lado, os acionamentos por correia síncronos não têm o custo de manutenção associado aos acionamentos por corrente de rolos. Eles não requerem lubrificação e, portanto, nenhum sistema de lubrificação, apenas proteções básicas de segurança. Embora a corrente de rolos exija retensionamento frequente e as correias em V exijam retensionamento periódico, uma correia síncrona normalmente não requer retensionamento durante sua vida útil.

Para ilustrar a quantidade de alongamento que pode ocorrer em uma corrente de roletes, as tolerâncias de preenchimento da distância central recomendada para acionamentos por correia podem ser comparadas ao levantamento da distância central necessária para uma corrente de roletes do mesmo comprimento. Assumindo um comprimento de 100 polegadas, uma corrente de rolos, uma correia em V e uma correia síncrona podem ser comparadas da seguinte forma:

Corrente de Rolos - A corrente de roletes se alongará cerca de 3 ″ (ou 3%) ao longo de sua vida, exigindo cerca de 1,5 ″ do centro de distância.

Correia em V - Uma correia em V requer 1,5 ″ a 2,5 ″ de distância de centro ao longo de sua vida, dependendo da seção transversal e do fabricante.

Correia Síncrona - Uma correia síncrona normalmente requer apenas 0,04 pol. De distância central para ocupar sua vida útil, dependendo do tipo e do fabricante da correia.





O desgaste da corrente e da roda dentada são fatores de custo significativos em uma transmissão por corrente de rolos. Correias e rodas dentadas sincronizadas apresentam desgaste drasticamente menor. Em um sistema de acionamento Gates Poly Chain GT2, por exemplo, a correia durará mais que uma corrente de roletes comparável na ordem de 3 para 1, e as rodas dentadas durarão mais que 10 para 1.

Como os acionamentos por corrente de rolos, os acionamentos por correia síncronos são sensíveis ao desalinhamento e não devem ser usados ​​em sistemas onde isso é inerente à operação do acionamento. O desalinhamento leva ao desgaste inconsistente da correia e falha prematura de tração devido ao carregamento desigual do membro de tração. E embora uma correia síncrona como Poly Chain GT2 seja resistente à abrasão, corrosão e soluções cáusticas de lavagem usadas na indústria de manuseio / processamento de alimentos, pode não ser adequada para certos ambientes altamente corrosivos onde a corrente de resistência à corrosão pode ser uma alternativa melhor .

Um equívoco sobre as correias síncronas é que elas são inadequadas para acionamentos em serpentina. Os engenheiros de projeto podem pensar que a corrente de roletes é a única opção quando uma carga deve ser conduzida para os dois lados; entretanto, as correias de borracha síncronas de dupla face, como Gates PowerGrip GT2 Twin Power, oferecem muitas das mesmas vantagens de economia de custos em relação à corrente de roletes que suas primas de uma face. Devido às suas classificações de alta eficiência (até 99% em uma base contínua em um sistema de acionamento Poly Chain GT2), as unidades de correia síncronas também podem reduzir os custos de energia em comparação com as unidades de corrente de rolos, que normalmente operam com 91-94% de eficiência, ou Os acionamentos por correia em V, que quando devidamente tensionados, operam com eficiência de 93-95%.

Conclusão

Quando considerado com base no custo de propriedade, um sistema de acionamento por correia síncrona pode ser mais econômico do que um acionamento por corrente de roletes ou sistema de acionamento por correia em V. Uma correia Gates Poly Chain GT2 (incorporando a correia síncrona mais avançada tecnicamente disponível, feita de um corpo de poliuretano e reforço de fibra de aramida), por exemplo, custa inicialmente em média 30% mais do que uma correia de roletes padrão comparável. No entanto, tem muitas vantagens de economia de custos para gerentes de manutenção de planos e engenheiros de projeto.

No mercado de MRO, os acionamentos síncronos podem reduzir significativamente os custos operacionais do dia a dia e aumentar a produção em comparação com o tempo de inatividade e a perda de produtividade resultante da manutenção e substituição muito frequentes de correntes de rolos e acionamentos de correia em V. Os engenheiros de projeto do sistema de acionamento que selecionam um acionamento síncrono, como o sistema de correia Gates Poly Chain GT2, podem dar a seus produtos uma vantagem competitiva no mercado, fornecendo aos clientes usuários finais um melhor desempenho, maior duração, mais limpo, mais silencioso e sem manutenção produtos que irão operar a um custo geral significativamente mais baixo.

Na J / E, somos distribuidores autorizados da Gates. Transportamos produtos como correias, mangueiras e rodas dentadas. Para perguntas sobre qualquer um dos nossos produtos, dirija-se à nossa página de contato ou envie um e-mail para [email protected]