Anvendelse af energieffektive lejeløsninger i industrien

CeramicSpeed Bearing
CeramicSpeed udvikler og producerer keramiske kuglelejer, der har et væsentligt lavere energitab end de konventionelle kuglelejer. Energitabet reduceres ved en kombination af præcisionsløbebaner og keramiske kugler med meget glat overflade. Kuglelejer indgår i alle elmotorer og roterende maskiner. I projektet undersøges fordelene ved at anvende keramiske lejer i roterende udstyr og der udvikles et værktøj til beregning af energibesparelsen.
For elektriske motorer er der i projektet dokumenteret en reduktion i lejetabet på 48% ved at udskifte premium standard stål lejer med keramiske lejer. Dette besparelsespotentiale kan være større da kvaliteten blandt standardlejer varierer og det er vist at tabet i udvalgte discount lejer lå væsentligt over tabet i premium standard lejer.
Projektbeskrivelse

I projektet udvikles modeller der overfører resultaterne fra det tidligere projekt (Elforsk 342-032) på lejer og udvalgte elmotorer, til alle gængse typer af roterende udstyr som ventilatorer, kom-pressorer m.v., herunder anvendelse af et langt større udsnit af lejetyper og størrelser end tidligere. Modellerne opbygges på baggrund af tests på såvel nyt udstyr som udstyr, der har været i drift gennem længere tid. Der gennemføres en lang række tests. I det tidligere projekt blev der udviklet enkle og billige testmetoder til at fastslå lejetab, herunder også metoder som kan bruges på eksisterende udstyr i industrien. Med baggrund i udførte tests udvikles et værktøj som kan anvendes bredt af lejeleverandører og producenter af roterende udstyr til beregning af energi-besparelsen ved brug af keramiske lejer Disse data og beregningsmodler er ikke tilgængelige på markedet idag. Test’ene vil blive gennemført i samarbejde med et tysk testinstitut, samt med en række maskinproducenter og servicevirksomheder. Projekt omfatter:

  • Forundersøgelse af de samlede potentialer for motorer og roterende udstyr i industrien
  • Potentialeanalyse så projektet målrettes løsninger og dokumentation på de områder, hvor der er størst potentiale i industrien
  • Udvælgelse af maskin- og lejetyper med baggrund i potentialeanalysen som skal danne grundlag for gennemførelse tests og udvælgelse af virksomheder som skal indgå i pro-jektarbejdet
  • Gennemførelse af test og dokumentation
  • Udvikling af værktøj til dokumentation af energibesparelsen
  • Vidensformidling til maskinproducenter, industrien, rådgivere m.v..
Resultater

På baggrund af at ca. 60% af den elektriske energi i erhvervsvirksomheder og private husholdninger omsættes via elmotorer er energitabet i lejer alene i elmotorer beregnet til 263TJ i Danmark om året. For elektriske motorer er der i projektet dokumenteret en reduktion i lejetabet på 48% ved at udskifte premium standard stål lejer med keramiske lejer. Det teoretiske besparelsespotentiale er herved 126TJ. Dette besparelsespotentiale kan være større da kvaliteten blandt standardlejer varierer og det er vist at tabet i udvalgte discount lejer lå væsentligt over tabet i premium standard lejer. Her sås 58% besparelse, men med en test metode der har vist sig at underestimere forskellen.

Ser man på hvad elmotorerne driver, er ventilation det område hvor der omsættes mest elektrisk energi. Med udgangspunkt i ex situ målinger på lejer er besparelsespotentialet beregnet til 43% for selvbærende ventilatorer.

Det er undervejs i projektet blevet set situationer hvor lejetabet kan reduceres med op til 57% ved at benytte keramiske lejer i stedet for premium stål lejer.

Beregningsværktøjet kan downloades på elforsk.dk
Beregningerne af tabet bygger på SKF’s 2008 formel korrigeret med en faktor for standardlejer og en faktor for de keramiske lejer sådan at teorien passer med de værdier vi har målt i dette projekt.

Belastningen af lejerne (radialt og aksialt) er taget ud fra et estimat af rotorvægten der er lavet på baggrund af faktiske motorstørrelser og kravene til minimums belastning af lejerne. Der er altså ikke regnet nogen yderlig belastning fra evt. remtræk mm. med.

Key figures

Periode:
2014 - 2016
Bevillingsår:
2014
Egen finansiering:
1,04 mio.
Støttebeløb:
1,38 mio.
Støtteprocent:
57 %
Projektbudget:
2,42 mio.

Kategori

Oprindelig title
Anvendelse af energieffektive lejeløsninger i industrien
Program
ELFORSK
Fælles overordnet teknologiområde
Energieffektivitet
Projekttype
Forskning
Journalnummer
ELFORSK 346-011

Deltagere

CeramicSpeed A/S (Main Responsible)
Partner og Økonomi
Partner Tilskud Eget bidrag
CeramicSpeed A/S
Teknologisk Institut
AURA Rådgivning A/S

Energiforskning.dk - en fælles informationsportal for energiteknologiske forsknings- og udviklingsprogrammer.

Logo innovationsfonden
Logo for EUDP
Logo for elforsk