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DER KONSTRUKTEUR 5/2015

DER KONSTRUKTEUR 5/2015

KONSTRUKTIONSELEMENTE

KONSTRUKTIONSELEMENTE Weniger Energie – bessere Bilanzen Wälzlager tragen zur Energie- und Kosteneffizienz von Motoren bei Angesichts steigender Energiekosten und schärferer Umweltschutzrichtlinien geraten viele Industriezweige unter den Zugzwang, Effizienzpotenziale zu erschließen. Unter anderem sind Elektromotoren im Fokus. Innovative Lagertechnik kann hier dazu beitragen, Geldbeutel und Umwelt gleichermaßen zu schonen. In Wälzlagern steckt umfassendes Experten-Wissen über Werkstoffe, Lagerdesign, Schmiermittel und Dichtungen. Alle diese Faktoren beeinflussen die Reibung und damit auch den Energieverbrauch der Anwendung, in der die Lager zum Einsatz kommen. Bei der Jagd nach höheren Wirkungsgraden ist dem Wälzlager-Hersteller SKF auf einem guten Weg: Mit Lagern der 200 000 Spindeln und mehr als 4000 Rotorspinnen produziert der Konzern etwa 73 000 t Garn pro Jahr. „Dabei kommen zu Veredelungszwecken unter anderem Doppeldraht-Zwirnmaschinen zum Einsatz, die zwei Zwirne aus unterschiedlichen Materialien zusammendrehen“, erläutert Anoop Kumar von Sangam in Bhilwara. In diesen Zwirnmaschinen arbeiten 30-kW-Motoren, Die Investition in effiziente Rillenkugellager hat sich bei Pumpenmotoren schon nach 17 Tagen amortisiert E2-Leistungsklasse können zahlreiche Industriezweige ihren Energieverbrauch spürbar senken. E2 steht in der Nomenklatur von SKF als Kürzel für energieeffizient: Dieses Kürzel erhalten nur solche Wälzlager, die 30 bis 50 % weniger Reibung verursachen als die Standardlager des Herstellers. Motoren in der Textilherstellung Von den Vorzügen der E2-Leistungsklasse hat sich der indische Textilhersteller Sangam Group of Companies überzeugt: In seiner Branche gehört das Unternehmen zu den größten Playern weltweit. Mit über die in der Regel 22 Stunden am Tag und 363 Tage im Jahr mit 1740 min -1 laufen. „Das verbraucht natürlich eine Menge Energie“, so Kumar, „und deshalb haben wir an einem dieser Motoren einen Test mit abgedichteten E2-Rillenkugellagern von SKF gefahren.“ Erste Effekte zeigten sich schon unmittelbar nach der Umrüstung. Der Motor lief spürbar vibrationsärmer und kühler. Kaum zwei Monate später war klar, dass sich die Investition durch einen deutlich reduzierten Stromverbrauch bereits amortisiert hatte. „Im Schnitt stellten wir eine um 0,33 kW geringere Leistungsaufnahme fest“, 20 Der Konstrukteur 5/2015

KONSTRUKTIONSELEMENTE STATEMENT 01 An einer durchschnittlichen Textilmaschine lassen sich durch den Einsatz von 200 energieeffizienten Lagern rund 11 310 kW pro Jahr einsparen so Kumar, „und damit war absehbar, dass der Motor nach der Umrüstung auf SKF E2- Rillenkugellager rund 2635 kW weniger Strom pro Jahr verbrauchen würde.“ Zum Vergleich: Das entspricht etwa der Energie, die ein deutscher Zwei-Personen-Haushalt im Jahr benötigt. „Inzwischen wissen wir, dass die tatsächlichen Einsparungen sogar noch höher ausfallen“, betont Kumar, „weil die E2-Lager gegenüber unserer vorherigen Lösung auch noch bedeutend länger halten. Das wiederum reduziert unsere Instandhaltungskosten.“ Motoren für Pumpenantriebe Die E2-Rillenkugellager eignen sich grundsätzlich für Anwendungen aller Art, in denen leichte bis mittlere Belastungen und hohe Drehzahlen vorherrschen, z. B. auch in Pumpenmotoren. Das hat das Pharma- Unternehmen GlaxoSmithKline Consumer Dr. Michael Döppert, Chefredakteur Wenn wir von energieeffizienten Motoren sprechen, dann ist IE3 aktuell der Standard, IE4 die bereits vordefinierte Zukunft und von IE5 spricht der eine oder andere auch schon. Diese Effizienzklassen verbinden wir mit weiterentwickelten und neuen Motorentechnologien, mit neuen Wickeltechnologien oder Permanentmagneten. Optimierungspotenzial gibt es aber auch bei den Mechanikkomponenten im Motor, wie den Lagern und Dichtungen. Auf dem Weg zu Wirkungsgradverbesserungen sollten wir hier an allen Rädern drehen. Healthcare in der Praxis überprüft: „In unseren Werken betreiben wir Kühlwasserpumpen, die im Grunde ständig in Betrieb sind. Für diese Pumpen benutzen wir Elektromotoren mit einer Leistung von 22 kW. Die Motoren wiederum laufen mit 2990 min -1 “, berichtet Chefingenieur Pardeep S. Bhamra. Der hohe Stromverbrauch der Pumpenanlage war Bhamra angesichts steigender Energiepreise ein Dorn im Auge. Also entschloss auch er sich dazu, einen Pumpenmotor testweise mit SKF E2-Rillenkugel- Ein beeindruckendes Rechenbeispiel In den E2-Lagern sieht SKF ein enormes Potenzial, um den globalen Energieverbrauch zu senken. Für die USA und Europa hat das Unternehmen beispielsweise folgende Hochrechnung aufgestellt: Wenn man von einer mindestens 30-prozentigen Reibungsminimierung durch E2-Rillenkugellager ausgeht, könnten die in USA und der EU betriebenen Industrie-Elektromotoren jedes Jahr rund 2,46 Milliarden Kilowattstunden weniger Energie verbrauchen. Das entspräche einer Umweltentlastung von über 141 Millionen Tonnen CO 2 pro Jahr – eine gigantische Menge. Der Konstrukteur 5/2015 21 Rotor-Clip.indd 1 20.02.2015 09:37:08

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