Vaihteen valinta moottori - taajuusmuuttaja Teollisuuden liikkeelle paneva voima VEM MOTORS FINLAND OY
Vaihteen valinta Mihin vaihdetta tarvitaan? > nopeuden ja momentin muuttaminen > suuri vääntömomentti pieneen tilaan > voidaan käyttää pienempää moottoria energian säästö 6.3.2013 Vaihteen valinta - moottori - taajuusmuuttajat 2
Sovelluskohteita Kuljettimet Pumput Sekoittimet Telat Murskat Kääntökoneet Rummut 6.3.2013 Vaihteen valinta - moottori - taajuusmuuttajat 3
Tarvittavat tiedot vaihteen valintaan >Tarvittava toisiomomentti >Tarvittava toisionopeus >Käyttölaite / käyttö käyttökerroin >Rakennemuoto >Asennusasento >Ympäristön lämpötila >Akseleihin kohdistuvat ulkoiset voimat >Lisävarusteet, esim. momentinrajoitin, takaisinpyörinnän esto tai momenttituki >Erikoisvaatimukset, esim. ATEX 6.3.2013 Vaihteen valinta - moottori - taajuusmuuttajat 4
Vääntömomentti Vääntömomentti: fysikaalinen suure joka kuvaa kiertävän liikkeen vääntövoimaa. Yksikkö SI-järjestelmässä: newtonmetri, lyhenne Nm. Yksi Nm syntyy vääntämällä metrin pituisella varrella yhden newtonin voimalla. Maan painovoimakentässä 1 kg massan tuottama painovoima on 9,81 N. 10 kg ostoskassi 0,7 m käsivarren päässä tuottaa siis: M = d * F = 0,7 m * (10 * 9,81 N) = n. 69 Nm momentin. jos käsi on siis ojennettuna suoraan sivulle! Entä jos se ei ole? 6.3.2013 Vaihteen valinta - moottori - taajuusmuuttajat 5
Vääntömomentti: näppituntumaa Momenttiavain, varsi 50 cm, säädettävä maksimiarvo: 200 Nm Ferrari Testarossa, vm. 1990: 490 Nm (@5500 rpm) KEB G83 DA180L4 B09, 22kW, 33 rpm M1: 6400 Nm 6.3.2013 Vaihteen valinta - moottori - taajuusmuuttajat 6
Vääntömomentin laskeminen > Vaihdemoottorin tuottama vääntömomentti lasketaan seuraavasti: M 2 = M B * i * η M B = ensiömomentti (moottorin momentti) i = vaihteen välityssuhde η = vaihteen hyötysuhde 6.3.2013 Vaihteen valinta - moottori - taajuusmuuttajat 7
Vääntömomentin laskeminen: esimerkki > Kierukkavaihdemoottori: > vaihde: Tramec XC 90-1:50-IEC90B14 > moottori: VEM IE2-WE1R 90 LV4 > M B = 9,91 Nm i = 50 η (Rd) = 0,69 > M 2 = 9,91 Nm * 50 * 0,69 = 342 Nm 6.3.2013 Vaihteen valinta - moottori - taajuusmuuttajat 8
Käyttökerroin > Käyttökerroin kuvaa sitä minkälaiseen käyttöön vaihde soveltuu. Tyypillisesti vaihteen käyttökerroin on välillä 1,0.2,0. > Käytön ja käytettävän laitteen kuormitusluokasta aiheutuva kerroin > Päivittäisestä kuormitusajasta johtuva kerroin > Käynnistyksistä (per tunti) aiheutuva kerroin > Ympäristön lämpötila Suuri käyttökerroin -> suuri kestoikä 6.3.2013 Vaihteen valinta - moottori - taajuusmuuttajat 9
Käyttökertoimen laskeminen > Vaihteen käyttökerroin voidaan laskea ensiötehon tai toisiomomentin kautta. > SF = P 1MAX / P 1 > SF = T 2MAX / T 2 6.3.2013 Vaihteen valinta - moottori - taajuusmuuttajat 10
Käyttökertoimen laskeminen > Aiemman esimerkin XC 90-kierukkavaihde > T2M = 353 Nm > Laskettu toisiomomentti = 342 Nm > SF = 353 Nm / 342 Nm = 1,0 > Linjassa tehon kanssa sallittu ensiöteho 1,5 kw 6.3.2013 Vaihteen valinta - moottori - taajuusmuuttajat 11
Käyttökerroin: kuka määrittelee? > Asiakas tekee valinnan käyttökohteeseensa soveltuvan vaihteen käyttökertoimesta noudatetaan valmistajien antamia ohjeita käyttökertoimien valinnasta, mikäli saatavilla ISO- tai DIN-standardeissa ei ole määritetty käyttökertoimia AGMA eli American Gear Manufacturer Association on tehnyt taulukon käyttökertoimista 6.3.2013 Vaihteen valinta - moottori - taajuusmuuttajat 12
Käyttökerroin: sovelluksia Sementtimylly > Vaihdetyyppi: lieriövaihde 6.3.2013 Vaihteen valinta - moottori - taajuusmuuttajat 13
Käyttökerroin: sovelluksia Kuljetin > Kierukkavaihde > Kevyt käyttö > Tasainen kuorma > Käyttö 8 h/päivä 6.3.2013 Vaihteen valinta - moottori - taajuusmuuttajat 14
Laskentaa M M i n tot 2 1 2 FS = 9550 * P1 = n1 = M * i * η = i1 n = i 1 1 * i M M n 2 2 * i 3... P = P n 1 Lyhenteet: M 1 = moottorin momentti [Nm] M 2 = toisiovääntömomentti [Nm] M n = vaihteen nimellismomentti [Nm] (löytyy luettelosta) n 2 = toisionopeus [ 1 /min] n 1 = ensiönopeus [ 1 /min] i = vaihteen välityssuhde FS = käyttökerroin η = vaihteen hyötysuhde [%] P 1 = moottorin teho [kw] P n = vaihteen nimellisteho [kw] 6.3.2013 Vaihteen valinta - moottori - taajuusmuuttajat 15
Moottori vaihteeseen > Valitaan moottori tarvittavan tehon mukaan > Valitaan tarvittavat lisävarusteet jarru vierastuuletin käämien lämpösuojaus pulssianturi > Isot moottorit tuettava jaloista > Jos kyseessä hihnakäyttö, tarkistetaan laakerit MOOTTORIA EI KANNATA YLIMITOITTAA 6.3.2013 Vaihteen valinta - moottori - taajuusmuuttajat 16
Taajuusmuuttajan valinta >Taajuusmuuttajalla tarkkuutta nopeuden säätöön >Joustavat käynnistykset ja pysäytykset >Moottorin ja vaihteen suojaus esim. virtarajalla >Taajuusmuuttajan valinta: tarkistetaan moottorin nimellisvirta tarkistetaan kotelointiluokitus (IPxx) ja EMC-luokka mitoitus raskaan käytön mukaan jarruvastus valitaan tarvittavat lisäkortit 6.3.2013 Vaihteen valinta - moottori - taajuusmuuttajat 17
Kiitos VEM MOTORS FINLAND OY