Κινητήρες ταχυτήτων έναντι ιμάντων
Τα συστήματα κίνησης αεροσυμπιεστή γενικά εμπίπτουν σε δύο κατηγορίες: άμεση μετάδοση κίνησης και μετάδοση ιμάντα. Τα σχετικά πλεονεκτήματα αυτών των δύο μεθόδων ήταν από καιρό αντικείμενο συζήτησης στον κλάδο. Στο πλαίσιο των αεροσυμπιεστών με κοχλία, η "άμεση μετάδοση" αναφέρεται σε μια διάταξη όπου ο άξονας του κινητήρα κινεί τον ρότορα μέσω ενός συνδέσμου και ενός κιβωτίου ταχυτήτων. Αυστηρά μιλώντας, αυτό δεν είναι άμεση κίνηση με την πιο αληθινή έννοια. Η αληθινή άμεση κίνηση συνεπάγεται μια άμεση σύνδεση (ομοαξονική ευθυγράμμιση) μεταξύ του κινητήρα και του ρότορα, με αμφότερους να λειτουργούν με την ίδια ταχύτητα - μια διαμόρφωση που είναι εξαιρετικά σπάνια. Κατά συνέπεια, η αντίληψη ότι η άμεση κίνηση συνεπάγεται μηδενική απώλεια ενέργειας είναι εσφαλμένη.
Η εναλλακτική είναι το σύστημα κίνησης ιμάντα, το οποίο επιτρέπει τη ρύθμιση της ταχύτητας του ρότορα μέσω της χρήσης τροχαλιών με ποικίλες διαμέτρους. Τα συστήματα κίνησης ιμάντα που συζητούνται εδώ αντιπροσωπεύουν αυτοματοποιημένη τεχνολογία αιχμής που πληροί τα ακόλουθα κριτήρια:
Η τάση του ιμάντα είναι βελτιστοποιημένη για κάθε κατάσταση λειτουργίας.
Η υπερβολική αρχική τάση αποφεύγεται, παρατείνοντας σημαντικά τη διάρκεια ζωής του ιμάντα και μειώνοντας τα φορτία στα ρουλεμάν κινητήρα και ρότορα.
Η σωστή ευθυγράμμιση της τροχαλίας διατηρείται με συνέπεια.
Η αντικατάσταση της ζώνης είναι γρήγορη και εύκολη, χωρίς να απαιτείται αναπροσαρμογή των αρχικών ρυθμίσεων.
Ολόκληρο το σύστημα κίνησης ιμάντα λειτουργεί με ασφάλεια και αξιοπιστία.
Αναλογία κίνησης
Αποδοτικότητα
Οι υψηλής ποιότητας μηχανισμοί μετάδοσης κίνησης μπορούν να επιτύχουν απόδοση 98%-99%, ενώ οι καλά σχεδιασμένοι ιμάντες μετάδοσης κίνησης μπορούν επίσης να φτάσουν το 99% απόδοση υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας. Η διαφορά μεταξύ των δύο δεν εξαρτάται από την ίδια τη μέθοδο κίνησης, αλλά από τον σχεδιασμό και την ποιότητα παραγωγής του κατασκευαστή.
Κατανάλωση ενέργειας χωρίς φορτίο
Στα συστήματα με κιβώτιο ταχυτήτων, η πίεση χωρίς φορτίο πρέπει γενικά να διατηρείται πάνω από 2,5 bar-μερικές φορές έως και 4 bar-για να διασφαλιστεί η επαρκής λίπανση του κιβωτίου ταχυτήτων.
Στα συστήματα που κινούνται με ιμάντα, η πίεση χωρίς φορτίο μπορεί θεωρητικά να είναι μηδενική, καθώς το λάδι που αναρροφάται από τον ρότορα παρέχει επαρκή λίπανση για τον ρότορα και τα έδρανα. Ωστόσο, για λόγους ασφαλείας, η πίεση διατηρείται συνήθως στα 0,5 bar περίπου. Σκεφτείτε έναν αεροσυμπιεστή 160 kW με κινητήρα που λειτουργεί για 8.000 ώρες ετησίως, με το 15% (1.200 ώρες) αυτού του χρόνου να δαπανάται στο ρελαντί. Σε σύγκριση με έναν ιμάντα συμπιεστή της ίδιας ονομαστικής ισχύος, αυτό το μηχάνημα θα καταναλώνει επιπλέον 28.800 kWh ηλεκτρικής ενέργειας ετησίως (υποθέτοντας διαφορά πίεσης 2 bar στο ρελαντί, με αποτέλεσμα διαφορά κατανάλωσης ενέργειας περίπου 15%). Μακροπρόθεσμα, αυτό αντιπροσωπεύει σημαντικό κόστος.
Απώλεια λαδιού
Οι έμπειροι χρήστες γνωρίζουν ότι το κιβώτιο ταχυτήτων είναι το πρώτο εξάρτημα που υφίσταται ζημιά σε περίπτωση απώλειας λαδιού. Τα συστήματα με ιμάντα είναι εντελώς απαλλαγμένα από αυτόν τον συγκεκριμένο κίνδυνο.
Σχεδιασμός Λειτουργικής Πίεσης στις Απαιτήσεις Χρήστη
Η απαιτούμενη πίεση λειτουργίας ενός χρήστη συχνά διαφέρει από τις τυπικές προδιαγραφές που προσφέρουν οι κατασκευαστές. Για παράδειγμα, εάν ένας χρήστης απαιτεί πίεση 10 bar, η πραγματική πίεση λειτουργίας του συμπιεστή μπορεί να χρειαστεί να ρυθμιστεί στα 11 ή 11,5 bar για να ληφθούν υπόψη παράγοντες όπως ο εξοπλισμός επεξεργασίας κατάντη, το μήκος σωληνώσεων και η αεροστεγανότητα του συστήματος. Σε τέτοιες περιπτώσεις, συνήθως εγκαθίσταται ένας τυπικός συμπιεστής με ονομαστική τιμή 13 bar, με την πίεση εξόδου να ρυθμίζεται επί τόπου για να ανταποκρίνεται στη συγκεκριμένη απαίτηση. Ο όγκος παροχής αέρα παραμένει ουσιαστικά αμετάβλητος σε αυτό το σενάριο επειδή, αν και η τελική πίεση λειτουργίας είναι χαμηλότερη, η ταχύτητα του ρότορα δεν αυξάνεται.
Οι κατασκευαστές που χρησιμοποιούν σύγχρονη τεχνολογία κίνησης με ιμάντα μπορούν απλώς να αλλάξουν τη διάμετρο της τροχαλίας για να σχεδιάσουν μια πίεση λειτουργίας που ταιριάζει ακριβώς στις ανάγκες του χρήστη, επιτρέποντας στον χρήστη να αποκτήσει υψηλότερη έξοδο αέρα από έναν κινητήρα της ίδιας ισχύος. Τα συστήματα που κινούνται με γρανάζια δεν προσφέρουν αυτό το επίπεδο ευελιξίας.
Αλλαγή πίεσης στους εγκατεστημένους συμπιεστές
Οι αλλαγές στις διαδικασίες παραγωγής μπορεί μερικές φορές να καταστήσουν την πίεση σχεδιασμού ενός υπάρχοντος συμπιεστή ακατάλληλη - είτε πολύ υψηλή είτε πολύ χαμηλή. Ενώ η ρύθμιση αυτής της παραμέτρου είναι δύσκολη και δαπανηρή για συμπιεστές με γρανάζια, είναι μια απλή εργασία για μοντέλα με ιμάντα, που απαιτεί μόνο αντικατάσταση τροχαλίας.
Τοποθέτηση νέων ρουλεμάν
Όταν τα ρουλεμάν του ρότορα απαιτούν αντικατάσταση, οι συμπιεστές με γρανάζια απαιτούν την ταυτόχρονη επισκευή του κιβωτίου ταχυτήτων και των εδράνων του κύριου άξονα - μια δαπάνη που οι χρήστες θεωρούν συχνά απαγορευτική. Οι συμπιεστές με ιμάντα δεν αντιμετωπίζουν αυτό το πρόβλημα.
Αντικατάσταση στεγανοποιητικού άξονα
Όλοι οι αεροσυμπιεστές τύπου βίδας χρησιμοποιούν στεγανοποιητικό άξονα δακτυλίου που απαιτεί αντικατάσταση μετά από μια ορισμένη διάρκεια ζωής. Στους συμπιεστές με γρανάζια, ο κινητήρας και ο σύνδεσμος πρέπει να αποσυνδεθούν για πρόσβαση στο στεγανοποιητικό άξονα. Αυτή η διαδικασία είναι χρονοβόρα και έντασης εργασίας, αυξάνοντας έτσι το κόστος συντήρησης. Αντίθετα, οι συμπιεστές με ιμάντα απαιτούν μόνο την αφαίρεση της τροχαλίας, καθιστώντας την εργασία πολύ πιο εύκολη.
Βλάβη κινητήρα ή ρουλεμάν ρότορα
Στους συμπιεστές με γρανάζια, η αστοχία του κινητήρα ή των ρουλεμάν του ρότορα επηρεάζει συχνά τα συνδεδεμένα κρίσιμα εξαρτήματα, προκαλώντας τόσο άμεση όσο και έμμεση ζημιά. Αυτό το ζήτημα δεν παρουσιάζεται σε συμπιεστές με ιμάντα.
Δομικός Θόρυβος
Στους συμπιεστές με κιβώτιο ταχυτήτων, η άκαμπτη σύνδεση μεταξύ του κινητήρα και του ρότορα προκαλεί τη μετάδοση κραδασμών από τον ρότορα του θαλάμου συμπίεσης στο κιβώτιο ταχυτήτων και στα ρουλεμάν του κινητήρα. Αυτό όχι μόνο επιταχύνει τη φθορά στα ρουλεμάν του κινητήρα αλλά αυξάνει και το επίπεδο θορύβου του μηχανήματος.
