De verbinding tussen de elektromotor en de machine

• Direct op motoras • Met flexibele koppeling • Met flexibele koppeling

+ vloeistofkoppeling

Motor-Machine verbinding • Vaste of geïntegreerde Verbinding • Losse motor met uitgaande as • (Speciale bouwvormen motor bv

“binnenste – buiten” motor voor lift, ventilator of wiel-aandrijving)

Verbinding Elektromotor naar Machine

Aandachtspunten voor storingvrij gebruik met lange standtijd:

• Uitgaande as

• Toleranties

• Slingering

• Balans

• Asbelastingen

• Trillingen

• Motoras draagt machine direct

• Motoras met koppeling naar machine (pomp of ventilator) of naar ingaande as transmissie

• Motoras met V-snaar naar machine of transmissie

Verbinding Elektromotor naar Machine

Motoras: maten, tolerantie

Asmaten IEC motoren • Ø 11 - Ø 48 = 0,25 - 22 kW • Ø 55 - Ø120 = 30 - 1000 kW • Tolerantieveld van +2 naar +35 mu

Motoras: maten, tolerantie, balans

USA inch aseinden van pompen of NEMA Motoren: • Elektromotoren hebben

ongeveer dezelfde diameter als vergelijkbare IEC motoren in inch

• Tolerantie echter niet van

+ tot + maar van 0 naar -/-

Motoras: maten, tolerantie

“Angsttoeslag” bij as- en boring diameter productie:

men is bang teveel materiaal weg te nemen = afkeur

Resultaat:

• Asmaat neigt naar “dik”: bovenkant tolerantie-veld: m6 bv tot +35

• Boring neigt naar “klein”: onderkant tolerantie-veld: H6 bv bij 0

Gevolg:

• Montage is meestal klemmend, dwz verwarmen of persen

• Demontage met trekker kan beschadiging veroorzaken

Motoras - Koppeling naaf: balans

Max onbalans per kg koppeling naaf in gmm U max = 9549 * G * m / n Umax gmm (oftwel kg * mu excentricteit) G balans klasse M massa in kg N toerental in rpm

Motoras - Koppeling naaf: excentriciteit onbalans

Residual unbalance in gmm per 10 kg kopp. Naaf

G 6,3 2,5 1

rpm U per

3000 201 80 32

1500 401 159 64

1000 602 239 95

750 802 318 127

Motoras - Koppeling naaf: balanceren

Balanceermachine as: • Mag niet klemmen in koppeling naaf

boring dus geen as k6 of m6 • Asmaat h6 = 0 tot minus 22 mu Of ook meegemaakt: • Balanceer bedrijf meldt: “assen met -50”

Resultaat balanceren, met certificaat: Rest onbalans U per(missable) “slechts 5 gmm”

Koppeling naaf onbalans: spiebaan

• Motoras wordt vaak gebalanceerd met halve spie:

bv met tape in spiebaan vastzetten

• Koppeling naaf zou ook met halve spie gebalanceerd moeten worden:

wordt soms weggelaten

• Balanceer as zonder spiebaan:

zou een halfhoge spie in de naafboring benodigen

• Spiebaan te lang, spie te kort of te lang

• Tot 1500 rpm kan soms met een stuk lege spiebaan

• 3000 rpm neigt naar trillen bij spie(baan) onbalans

Flexibele koppelingen tussen motor en machine of transmissie

Flexibele koppelingen tussen motor en machine of transmissie

Vloeistofkoppeling

Altijd in combinatie met een ander flexibel transmissie element: • V-snaar • Flexibele koppeling Altijd minimum slip Mogelijkheid van load sharing

Uitlijning instellen

Uitlijning limiet Uitlijnfout Oorzaken • Thermische vervorming constructie

• Zakking fundament

• Terugplaatsing installatie op zelfde shims

• Teveel shims

• Installatiefout

• Uitzetting Elektromotor of Transmissie

• Pompverplaatsing door Leidingspanning

• Vervorming stalen frame door gewicht of koppelbelasting

Benodigde Uitlijn-nauwkeurigheid • Voorgeschreven: 0,02 tot 0,05 • Gewenst: Max 0,05 mm • Praktisch: Max 0,1 mm

Uitzetting ashoogte IEC 200 Elektromotor bij bereiken bedrijfstemperatuur: • 0,05 tot 0,1 mm

Flexibele koppelingen tussen motor en machine of transmissie

Elastisch-Flexibele Koppeling: techn. gegevens

Wel: Torsie stijfheid Max radiaal verzet Maar niet: Radiale stijfheid

Elastisch flexibele koppeling: uitlijnfout

Elastisch-Flexibele Koppeling: asbelasting uitlijnfout Eupex IEC selection shaft loads Radial

Misalignment

no element

0,4 on top

mm angle pos permiss

4-pole T nom IECEupex nr of load

E-motor selection F misalign permiss with spacer

P nom OD direction side shaft 100 50 100 150 200

compr decompr force load mm mm mm mm mm

kW Nm mm kN kN kN % kN % % % %

132 S4 5,5 37 95 1,4 0,6 0,8 52% 0,8 78% 105% 131% 157%

132 M4 7,5 50 95 1,9 0,8 1,1 71% 0,8 107% 143% 179% 215%

160 M4 11 73 95 2,8 1,1 1,7 88% 1,1 121% 155% 188% 222%

160 L4 15 100 110 3,0 1,5 1,5 78% 1,1 108% 137% 167% 197%180 M4 18,5 123 110 3,7 1,8 1,8 68% 1,5 93% 118% 143% 169%

180 L4 22,5 150 125 4,2 2,2 2,0 74% 1,5 101% 129% 157% 184%

200 L4 30 200 125 5,5 2,9 2,7 83% 1,9 113% 144% 174% 204%

225 S4 37 247 140 5,7 3,3 2,4 56% 2,7 72% 88% 105% 121%

225 M4 45 300 140 6,9 4,0 2,9 68% 2,7 88% 107% 127% 147%

250 M4 55 367 160 7,7 4,1 3,6 94% 2,4 122% 149% 176% 203%

280 S4 75 500 180 8,9 4,9 4,0 81% 3,1 104% 127% 150% 173%

280 M4 90 600 180 10,7 5,9 4,8 97% 3,1 125% 152% 180% 207%

315 SMA4 110 733 200 11,3 6,5 4,8 98% 3,2 126% 153% 181% 208%

315SMB4 132 880 200 13,6 7,8 5,8 118% 3,2 151% 184% 217% 249%

Flexibele Koppeling: met Spacer

Flexibel Element Koppeling Asbelasting

Drinkwater pomp 132 kW – 1500 rpm = 847 Nm A 1000 Nm coupling shows shaft static reaction force loads over 2 kN or 200 kg. In rotation this will have frequency of 8 blocks x 25 rev/sec (=1500 rpm)

Asbelasting tgv Flexibele Koppelingen

Coupling manufacturer Siemens Flender http://www.swe.siemens.com/spain/web/es/industry/drive_tech/Documents/Catalogo%20general%20de%20acoplamientos.pdf Page 2/2 Restorative forces Shaft misalignment causes restorative forces to act on the coupled shafts which are determined by the displacement stiffness of the coupling. These restorative forces are frequently comparatively weak and can usually be disregarded. Where bearings or shafts are under heavy loads, the restorative forces should be taken into account.

According coupling

manufacturer Siemens

Flender

Radiale stijfheid flexibele koppeling

Hoog flexibele koppeling voor Marine Diesel Vliegwielaanbouw

GE Industrial Generator Mounting Procedure: http://www.geindustrial.com/publibrary/checkout/GEI-M1001?TNR=Installation%20and%20Instruction|GEI-M1001|generic page 12 G. Alignment Procedure NOTE: Alignment specifications supplied with couplings are for suitable coupling life. These numbers usually greatly exceed alignment criteria for good bearing life and minimal vibration.

According installation owner

and user

Asbelasting tgv Flexibele Koppelingen

Asbelasting tgv Flexibele Koppelingen

http://www.joliet-equipment.com/pdf/TechTips.pdf Page 6 Alignment Accurate shaft alignment between machine and driven equipment is essential. Improper alignment may result in vibration, bearing overloads and excessive shaft stresses. Flexible couplings will not compensate for excessive misalignment.

according maintenance company

Hoog Flexibele Koppeling

Levensduur beperking Schade betekent: • CE Risisco analyse • Niet ATEX

Tand- en Grid Koppelingen

Reactiekrachten flexibele koppelingen http://www.ulb.ac.be/polytech/laborulb/gear1.htm

ATEX omgeving

Flexibele Koppeling ATEX Certificering: • Vervalt bij “excessive misalignment” • Deze wordt niet gekwantificeerd

Magnetische krachtoverdracht

Gebruik in Elektromotoren is bekend en geaccepteerd

Gebruik als koppeling minder bekend

De PM koppeling in pomp-aandrijvingen zonder asafdichting is sinds 20 jaar normaal

De PM synchrone, maar vooral asynchrone koppeling is grotendeels onbekend

Elektromotor Principe als Asynchrone Koppeling

• Van 5 kW tot 1000 kW

• Contactloos: air gap 3 tot 20 mm

• Uitlijning radiaal en hoek enkele mm

• Uitlijning op het oog en met schuifmaat

• Geen laser-equipment benodigd

• Geen slijtage

• Geen asbelasting

• Minimum slip enkele %

• Maximum slip 90%

• ATEX Zone 1 – T3 en T4

Permanent Magnetische Asynchrone Koppeling

Uitlijnfout kostenbesparingen Slip energiebesparing

• Installatie zonder uitlijn-equipment

• Geen trillingen

• Geen asbelasting

• Minder onderhoud

• Minder preventief onderhoud

• Mechanisch alternatief voor vloeistofkoppeling

• Centrifugaalpompen met choke valve vormen > 50% van totaal

• Alternatief voor toerental reductie pomp indien geen frequentie regelaar geïnstalleerd

• Slijtage en onderhoudsvrij

• Geen wijziging elektrisch systeem

• ATEX omgeving mogelijk

PM Asynchrone Slipkoppeling: energie besparing

Centrifugaal pomp (of ventilator): • Ipv choke valve of bypass een slip koppeling • Vervangt een bestaande flexibele koppeling • Bij 70% flow levert de motor 54% ipv 90 % P nom • Koppeling slip zonder onderhoud of slijtage • Motor op 50 Hz direct op het 400 V net • Gereduceerd pomptoerental en druk • Contactloze koppeling : uitlijning op het oog • Geen asbelasting : geen trillingen • Minder onderhoud seal en lagers • Shim gefixeerde of verstelbare toerenaanpassing

PM slip-koppeling voor energiebesparing bij centrifugaal pompen en ventilatoren

Both systems reduce pump shaft speed, so hydraulic efficiency is not included in comparisonEnergy Consumption

100% = P nominal mechanical motor shaft output power AND P nom mechanical pump shaft input power

Choke http://www.engineeringtoolbox.com/pumps-discharge-regulation-d_310.html

Pump Pump Pump Control Motor Advantage

Flow Speed Torque Valve + Over A slipping

Power Asynch Control asynch

Coupling Valve coupling

linear linear square Energy Use offers

m3/sec rpm Nm kW kW a simple

100% 100% 100% 111% 110% NA alternative

90% 90% 81% 100% 89% 11% delivering

80% 80% 64% 95% 70% 25% 70% to 90%

70% 70% 49% 90% 54% 36% of VFD energy

60% 60% 36% 80% 40% 40% savings

50% 50% 25% 70% 31% 39% with low

40% 40% 16% 65% 23% 42% complexity

30% 30% 9% 60% 15% 45%

20% 20% 4% 55% 8% 47%

Onderwerp verder vandaag: Elektromotor ipv koppeling

Gebruikt wikkelingen ipv permanent magneten, maar werkt verder volgens zelfde principes

Bedankt voor uw aandacht. Zijn er vragen?