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antriebstechnik 5/2018

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GETRIEBE UND

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN 03 Konstruktiver Anbau des ContiRoll Ecodrive an die ContiRoll immer mehr intelligente Analysen vor Ort, d. h. dezentral am Überwachungsort, vorgenommen werden. So lassen sich komprimierte Daten mit Vorschlägen zur weiteren Vorgehensweise an das übergeordnete Prozessleitsystem übergeben [3; 5]. Antriebe setzen sich durch Walze Last Walzendrehzahl Leistungseinsparung Jährliche Energie einsparung [kWh] 100 % 13 min -1 54,4 kW → 6,2 % 408.970 50 % 13 min -1 27,6 kW → 6,3 % 207.785 100 % 4,7 min -1 34,2 kW → 10,8 % 257.560 50 % 4,7 min -1 16,6 kW → 10,5 % 125.200 zu 60 % durch Lagerschäden, 30 % durch Wicklungsschäden und 10 % durch Sonstiges verursacht. Deshalb konzentrieren sich die meisten Motorüberwachungen auf Lager und Wicklung. Für die Lager setzt man vorwiegend Fühler zur Messung und Überwachung von Temperatur- und Schwingungen ein. Während die Temperaturüberwachung nur zeitnahe Fehler erkennt, kann man mit einer intelligenten Schwingungsüberwachung Lager diagnosen für die Zukunft vornehmen. Bei sich abzeichnenden Lagerausfällen lassen sich die Wartungsintervalle ohne Prozessunterbrechung steuern [3]. Bisheriges System mit Asynchronmotor Neues System ContiRoll Ecodrive Bemessungsdrehmoment 322 kNm ≈ 2,9 kNm ≈ 10 kNm Bemessungsdrehzahl 13 1/min 1 450 1/min 422 1/min Bemessungsleistung ≈ 440 kW ≈ 440 kW ≈ 440 kW Getriebe übersetzung - 110 32 Tabelle 01: Beispiel-Vergleich der Auslegungsdaten für bisheriges Antriebssystem mit Asynchronmaschine zum neuen System ContiRoll Ecodrive mit PM-Synchronmaschine Tabelle 02: Beispiele der Energieeinsparung durch Verwendung des ContiRoll Ecodrive an einer ContiRoll Für die Wicklung setzt man vorwiegend Temperaturfühler ein, die z. B. unzulässige Erwärmungen durch Überlast oder Kühlungsausfall melden. Aus der Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs lassen sich auch zeitnah auftretende Fehler erkennen. Hier ist eine gezielte Prozessänderung oder Unterbrechung möglich. Getriebe: Ebenso wie beim Motor sind auch beim Getriebe seit einigen Jahren Überwachungen mit Condition Monitoring möglich, wobei je nach Getriebegröße und Zugänglichkeit das Nutzen-/Aufwandverhältnis zu überprüfen ist [4]. Grundsätzlich gilt, dass bei modernen Überwachungssystemen gegenüber früheren Konzepten Die wichtigsten Gesichtspunkte der Kundennutzen, erschlossen durch ContiRoll Ecodrive: n Der optimale Gesamtwirkungsgrad bewirkt Energiekosten-Einsparungen und verkürzt die Amortisationszeit n Das Antriebssystem erfüllt schon heute die Anforderungen neuer europäischer Gesetzesvorhaben zur CO 2 -Reduktion n Durch Verbesserung der Regeldynamik steigt die Produktgenauigkeit (Qualität) des Endproduktes n Die Standardisierung ermöglicht geringe Lagerhaltung und kurzfristig durchführbare Service-Maßnahmen n Der konstruktive Aufbau des ContiRoll Ecodrive lässt auch eine Nachrüstung und/oder Modernisierung bestehender Anlagen zu n Aufgrund der langsam drehenden Maschinenteile ergibt sich eine lange Lebensdauer mit minimalen Stillstandszeiten n Verschiedene, intelligente Condition Monitoring Systeme erhöhen die Verfügbarkeit durch vorausschauende Wartung und gezielte Prozesseingriffe Sowohl langfristige Prüfungen mit Ausmessen der Eigenschaften bis in den Grenzbereich als auch die sich bereits im Betrieb befindlichen Antriebe bestätigen die Zuverlässigkeit und die Vorteile des neuen Systems ContiRoll Ecodrive. Daher kann man davon ausgehen, dass sich bei drehzahlgeregelten Antrieben zukünftig vergleichbare Systeme mit Synchronreluktanz- oder PM- Synchronmaschinen durchsetzen. Dies wird auch durch deren Einsatz bei anderen Anwendungen, wie z. B. Windenergieanlagen oder Automobile bestätigt. Literaturverzeichnis: [1] N.N.: „Systematische Antriebsbetrachtung“ etz 8/2015, S. 70-73 [2] N.N.: „Energieeffiziente Antriebstechnik systematisch betrachtet“ etz 81/2015, S. 101-105 [3] Elender, G.; Herrmann, T.; Marschner, U.; Jossa, I.; Fischer, W.-J.: „Zustandsüberwachung und Zustandsdiagnose von Wälzlagern durch ein intelligentes Mikrosystem“ Proceedings der VDI-Tagung “Schwingungen in Antrieben 2001”, Würzburg, 18.-19. September 2001 [4] N.N.: „Flender Condition Monitoring“ Prospekt der Fa. Siemens [5] Schörner, J.: „Zum Stand der Antriebstechnik“ Konstruktion & Engineering April 1997 www.siempelkamp.com 30 antriebstechnik 5/2018

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN Premium-Getriebeöl verlängert die Lebensdauer von Verschleißteilen SEW-Eurodrive bietet zukünftig für viele Getriebetypen spezielle Premium-Getriebeöle an. Die Schmierstoffe wurden auf Basis von Erfahrungen und unzähligen Testläufen nach einer speziellen Rezeptur entwickelt. Sie reduzieren die Reibung zwischen den Zahnrädern und verlängern die Lebensdauer von Verschleißteilen wie Dichtringen und dem Schmierstoff selbst. Darüber hinaus erhöht das SEW-Gearoil die Effizienz des Getriebes und schützt gleichzeitig vor schädlichem Aufschäumen des Öls. Das Gearoil kann als Erstbefüllung des Getriebes sowie optional im Rahmen von Serviceund Wartungszwecken als Ersatzteil im Kanister (20 oder 5 l) oder als Fass (205 l) bestellt werden. Anwender vermeiden so die aufwändige Suche nach dem passenden Getriebeöl sowie mögliche Leckagen des Getriebes durch die Verwendung von falschen oder nicht zugelassenen Ölsorten. www.sew-eurodrive.de Predictive-Maintenance-Lösung für maximale Anlagenverfügbarkeit Industriegetriebe sind die Schwergewichte in der Antriebstechnik und müssen hohe Drehmomente übertragen. Kleine unbemerkte Defekte können da aufgrund der großen einwirkenden Kräfte schnell zum Totalschaden führen. Nord Drivesystems setzt deshalb auf Condition Monitoring und Predictive Maintenance. Voraussetzung sind intelligente Frequenzumrichter mit integrierter PLC, die autarke Entscheidungen treffen und die Motor- und Getriebezustandsdaten mithilfe virtueller und physischer Sensorik auswerten können. Mittels virtueller Sensorik, die auf mathematischen Algorithmen basiert, und der in die Umrichter integrierten PLC kann mit der aus den gemessenen elektrischen Daten berechneten Antriebsleistung und in Kombination mit den bekannten physikalischen Eigenschaften des Getriebeöls hinreichend genau die Öllebensdauer ermittelt werden. So werden der Ausnutzungsgrad des Getriebeöls und damit der voraussichtliche Ölwechseltermin zugänglich. www.nord.com Große Hohlwelle und geringes Gewicht Die Antriebe der Reihe SHG von Harmonic Drive eignen sich für hochdynamische Anwendungen wie Roboterachsen. Sie bieten eine sehr hohe Drehmomentdichte, dauerhafte Präzision und Spielfreiheit bei einer gesteigerten Gebrauchsdauer. Dazu haben sie kippsteife Abtriebslager zur direkten Abstützung der Lagerlasten und eine große Hohlwelle, die als Durchführung genutzt werden kann. Die Antriebe sind in drei Varianten verfügbar: Die SHG-2UH besitzt eine gelagerte und vollständig gedichtete Hohlwelle zur Durchführung von Versorgungsleitungen, Wellen oder Kabel für weiterführende Antriebssysteme. Der Antrieb erfolgt meist über einen parallel gesetzten Servomotor per Riemenoder Zahnradstufe. Die Simplicity Units SHG-2SH und 2SO bestehen nur aus dem Einbausatz und dem Abtriebslager. Durch Nutzung der vorhandenen Gehäusestruktur zur Abstützung der Lager der Eingangswelle kann auf einen separaten An- und Abtriebsflansch verzichtet und das Gesamtgewicht reduziert werden. www.harmonicdrive.de PRECISION GEARS Seit 50 Jahren führend in hochpräzisen Verzahnungen Zahnräder und verzahnte Wellen 100 – 2.000 mm Alle Fertigungsschritte im Haus 28.000 m² Produktionsfläche Eigene Härterei ZWP Zahnradwerk Pritzwalk GmbH Freyensteiner Chaussee 15 www.zahnradwerk.com D-16928 Pritzwalk

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