Les réducteurs Varvel et la consommation énergétique

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Au niveau mondial, environ 30% de l'énergie est consommé dans le secteur industriel, principalement en raison des moteurs électriques, qui produisent plus des 2/3 de cette consommation. Parmi les secteurs industriels concernés, se trouvent la chimie et la pétrochimie, la sidérurgie, le ciment et la cellulose et le papier. En utilisant les technologies les plus durables disponibles, 75% des émissions pourraient être réduites et la consommation d'énergie limitée. L'efficience est un facteur essentiel dans le secteur industriel et il est important d'effectuer une comparaison lors de l'achat d'un équipement technique. Découvrez l'avantage de l'utilisation de réducteurs.

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Expert maxon France

Les avantages de l'utilisation des réducteurs sur la consommation

Les réducteurs sont des mécanismes efficaces car ils permettent de gérer la puissance des moteurs sans dispersion. Ils augmentent le couple tout en réduisant la vitesse de rotation du moteur principal. C'est une utilisation avantageuse qui permet une grande économie d'énergie.

D'autres facteurs contribuent à augmenter l’efficience, comme les méthodes de production du réducteur et le lubrifiant utilisé. Il n'est pas rare que les réducteurs incorporent plus d'un jeu d'engrenages (appelés étages) pour obtenir le rapport de réduction global souhaité. Dans ce cas, le rendement global du réducteur est le produit des rendements individuels de chaque étage de réduction.

Relation entre l'entretien des joints et la consommation

L'entretien des joints et une lubrification adéquate réduisent les pertes de rendement et limitent la consommation d'énergie, ce qui rend les réducteurs durables. Les roulements sont des dispositifs qui ont pour but de maintenir le lubrifiant à l'intérieur du roulement et/ou d'empêcher l'entrée de corps étrangers. Dans la plupart des cas ils contribuent à la création de frottement entre deux composants, en acceptant une charge externe et en absorbant les forces internes générées par les réducteurs. Toutefois, si ces dispositifs sont conçus et fabriqués avec précaution, ils peuvent contribuer à réaliser des économies d'énergie.

Entretien des roulements et de l'huile

Les joints se trouvent sur les arbres d'entrée et de sortie ainsi qu'à l'intérieur de l'unité. Leur fonction première est de retenir le lubrifiant dans le réducteur tout en éliminant l'entrée de saleté et d'eau dans celui-ci. Il existe différents types de joints pour une variété d'applications, en fonction de l'utilisation de la machine et du système dans lequel ils sont positionnés. Au cours du fonctionnement, le bord du joint s'use progressivement, de sorte que, dans certains cas, un ressort de jarretière est incorporé dans le joint d'étanchéité à l'huile afin de maintenir une pression adéquate du bord du joint contre l'arbre. De plus, dans certains cas, un joint additionnel peut être utilisé sur le joint pour empêcher l'entrée de contaminants dans le système et les pertes d'huile.

Comme ces joints d'étanchéité sont en contact avec un arbre en rotation, un frottement se développe à cette interface, d'où une perte d'énergie. Cela dépend de la vitesse de l'arbre, de son diamètre et de la finition/rugosité de la surface contre laquelle les bords du joint sont en contact. Des pertes par frottement supérieures à 100 watts peuvent être engendrées.

La lubrification comme méthode pour limiter les pertes d'énergie

L'utilisation du lubrifiant approprié est cruciale pour obtenir une économie d'énergie maximale des réducteurs, en évitant le contact direct métal sur métal et en fournissant une médiane dans laquelle la chaleur, développée par le fonctionnement normal de l'unité, est dissipée. Le type de lubrification utilisé dans un réducteur joue un rôle dans l'efficacité globale de l'unité. En effet, un réducteur lubrifié à la graisse sera moins efficace que s'il est lubrifié à l'huile. Intuitivement, cela est logique puisque la graisse est généralement plus épaisse que l'huile et qu'il faut une plus grande puissance pour faire passer les engrenages. Imaginez un instant ce que serait de nager dans du sirop plutôt que dans l'eau.

Une autre source de perte d'efficacité spécifiquement liée aux réducteurs et au lubrifiant survient lorsqu'une certaine quantité de lubrifiant adhère à la surface de l'engrenage lui-même. Comme ce dernier tourne, les forces centrifuges projettent le lubrifiant qui adhère à l'engrenage dans l'atmosphère fermée du carter du réducteur. Cette action peut servir à créer un "brouillard" de lubrification à travers lequel l'engrenage doit passer. Ce brouillard est un autre obstacle au passage de l'engrenage, ce qui nécessite (ou détourne) une puissance qui, autrement, aurait pu être utilisée comme couple de sortie utilisable.

Plusieurs tests ont été effectués sur les types de lubrifiants, dont un test d'efficacité, qui a été réalisé à deux reprises : une fois avec le réducteur lubrifié avec une graisse modérément molle ayant la consistance approximative du beurre d'arachide, et une autre fois avec une graisse semi-fluide. Les résultats du test ont révélé que les réducteurs lubrifiés avec la graisse semi-fluide avaient une efficacité de 92,1% alors que la même unité lubrifiée avec la graisse au beurre avait une efficacité de 90,9%.

Analyse nécessaire avant de choisir le réducteur idéal

La plus grande perte d'efficacité est généralement associée à l'interaction des engrenages en prise, d'autres facteurs et composants servent également à influencer l'efficacité globale du système. Lorsque vous évaluez le rendement d'un réducteur, vous devez comparer ces caractéristiques :

  • L'utilisation d'engrenages de haute qualité
  • Les recommandations du fabricant sur le type de lubrifiant approprié
  • La fréquence de changement du lubrifiant
  • Comment le réducteur est relié au moteur de l'arbre
  • La surface des dents des engrenages
  • Joints à faible frottement
  • Les roulements
  • La taille de l'unité
  • L'adaptabilité du réducteur au système et à l'alimentation électrique de l'application

Si vous négligez cette dernière caractéristique, deux situations défavorables risquent de survenir : si la capacité de puissance du réducteur dépasse largement la puissance du moteur appliqué, combinée au facteur de service de l'application, une grande partie de la puissance du moteur sera utilisée pour surmonter les pertes constantes dans le réducteur à cet endroit en laissant peu de puissance/couple utilisable supplémentaire pour l'application elle-même. A l'inverse, un réducteur sous-dimensionné pour une application risque d'avoir une faible espérance de vie en raison des conditions de surcharge, malgré un rendement apparemment élevé.

Un choix pertinent du réducteur peut apporter des gains importants tant pour la consommation que pour la productivité. La qualité du réducteur et ses performances énergétiques peuvent augmenter les performances de l'ensemble du système. 

 

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