帳號:
密碼:
智動化 / 文章 /

斯凱孚百年運轉永續
支援高能效軸承減碳
[作者 陳念舜]   2017年12月29日 星期五 瀏覽人次: [3010]

根據全球碳計畫(Global Carbon Project,GCP)組織在2017年COP 23期間,連續第12年發表了「2017年全球碳預算報告(Global Carbon Budget 2017)」中,格外諷刺的是過去3年來(2014~16)全球排碳量不減反增,到了2017年還恐增2%,達到368億噸的新高紀錄。


其中,中國大陸固然可說是拉高全球排碳曲線的首要推手,大量增加煤炭、石油和天然氣消耗量達3~3.5%,GCP推斷這可能主要與工業生產繁榮成長有關;加上歐、美地區2017年減碳幅度明顯低於以往平均水準,皆使全球未來減碳前景難以樂觀,而化石燃料仍是牽動全球排碳量趨勢的決定性元素。



圖1 : 根據「2017年全球碳預算報告」顯示,2014~2016年來全球排碳量不減反增,到了2017年還恐增2%,達到368億噸的新高紀錄。(source:phys.org)
圖1 : 根據「2017年全球碳預算報告」顯示,2014~2016年來全球排碳量不減反增,到了2017年還恐增2%,達到368億噸的新高紀錄。(source:phys.org)

GCP提醒,儘管近年來各地掀起「告別煤炭」的環保運動,可是當多數團體將訴求目標集中在煤炭上的同時,全球使用石油和天然氣的比例仍在提升,幾乎抵銷掉過去幾年減煤運動好不容易省下的溫室氣體。至於被寄予厚望的再生能源,儘管這幾年平均每年增幅達14%,但要將全球升溫幅度控制在《巴黎協定》設定的2℃之內,未來恐怕得出現更劇烈的成長幅度才有辦法達標。


另依每年推出「各國氣候變遷績效指數指標(The Climate Change Performance Index,CCPI)」的國際非政府組織「德國觀察(German watch)」也指出,若要使全球皆達到脫碳趨勢,實現全球清潔能源的願景,必須參考兩大因素:1.從化石燃料轉向再生能源;2.提高能源效率。


提高能源效率 跟進國際脫碳潮流

於2017年底舉辦的「瑞典日(Sweden Day)」期間,也有多家在台灣的瑞典廠商以永續主題,展示一系列相關產品。斯凱孚公司(SKF)便分享其成立百年以來(1907)所擁有的專業知識,足以兼顧環境永續和業務發展。「即便憑現有技術,仍無法於製造軸承的過程中節能,卻可以透過提高軸承性能與可靠度,滿足客戶減省設備耗能及成本需求。」



圖2 : 斯凱孚公司(SKF)於2017年底舉辦的「瑞典日(Sweden Day)」期間,分享其成立百年以來所擁有的專業知識,足以兼顧環境永續和業務發展。(攝影╱陳念舜)
圖2 : 斯凱孚公司(SKF)於2017年底舉辦的「瑞典日(Sweden Day)」期間,分享其成立百年以來所擁有的專業知識,足以兼顧環境永續和業務發展。(攝影╱陳念舜)

目前該公司產品除了可有效降低機器磨損之外,還能主動偵測軸承、滾珠的壽命將屆,進而即時拆卸、更換,減少再度加工內外圈的成本,提升軸承效益。現已投入冷凍空調系統、電動車、軌道車輛、風力發電等領域所需的相關軸承,估計約有90%產品都能達到預期壽命,以符合客戶對可靠度及成本的嚴格要求。


在智慧化應用上,SKF現以內部的可靠度系統部門為主,且因應現今工業4.0趨勢,有別於過去直接用硬體搭配買斷的單機版軟體模式,而改經由無線科技的藍牙裝置來完全控制系統,再直接套用SKF雲端既有的運轉監測樣版;或透過iOS或Android裝置,來設定、即時監看及檢視馬達等設備的運轉資訊;還能選擇將資料直接回傳到SKF雲端或分析軟體Enlight,取得更深入的分析功能和技術支援,以提高性價比優勢。


提高能源使用效率 找對的人做對的事

SKF應用工程部經理張偉欽進一步表示,該公司在台北辦公室主要服務東元、大同、復盛、漢鐘等馬達、壓縮機OEM設備大廠,而應用工程部則負責全台灣工具機以外的所有產業。他認為:「其實軸承科技發展已有近百年歷史,市場所需的型式、尺寸大小都已很成熟。」雖然SKF系列產品豐富多元,但90%營收還是來自傳統產業居多;並且在結構設計、油封、材質、熱處理持續創新,才能回應客戶新機需求,而他也會「在對的時間,找對的人作對的事。」


如針對工具機的高精密主軸軸承,即可建議採用新一代高氮鋼(VC444)超滲透不繡鋼套圈,因為增加鋼材惰性,大幅提升耐疲勞及抗腐蝕性,還比傳統AISI52100軸承鋼的耐衝擊韌性更高,可用來設計較長壽命的軸承。


近年來SKF還併購全球最大薄型軸承廠Kaydon,特別適用於國防、半導體製程、機器人產業設備外;並針對真空泵、無室機器人等要求低發塵環境,提供氟素PFPE或全陶瓷材質的軸承環+滾珠,因減少磨損而不必潤滑;也會提供並監測周邊供應水、電及壓縮空氣等輔助設備所需的傳統軸承,以減少意外停機損失。


另在大型建物中,傳統空調系統的低壓、水冷式冰水機組的離心式壓縮機,都仰賴油及冷媒混合來潤滑軸承,現在則能透過純冷媒取代軸承的傳統循環潤滑油,減少軸承摩耗且降溫,適合嚴苛的運行環境,還省下購油與建置油液分離系統的成本,使得壓縮機設計非常簡單;同時強化了冷凝器和蒸發器等熱交換、傳熱功能,提高了可靠性和系統能源效率,減少因為使用冷媒而增加排放的溫室氣體,滿足客戶節能永續要求。



圖3 : SKF提供的PRL軸承則利用質輕又堅硬、耐磨的軸承級陶瓷滾珠,與高氮不鏽鋼材質的內外環套圈、強化玻璃纖維PEEK保持架組成。(攝影╱陳念舜)
圖3 : SKF提供的PRL軸承則利用質輕又堅硬、耐磨的軸承級陶瓷滾珠,與高氮不鏽鋼材質的內外環套圈、強化玻璃纖維PEEK保持架組成。(攝影╱陳念舜)

然而,當滾珠軸承利用純冷媒潤滑時,須要承受黏滯性低,致潤滑不足;還可能因為混入潤滑油,導致銅管受到油膜阻隔,而降低散熱效果;或過高/低負荷及溫度的工作條件、生鏽時,必須具有較高可靠性、可用性和安全性。


SKF提供的PRL軸承則利用質輕又堅硬、耐磨的軸承級陶瓷(氮化矽,Si3N4)滾珠,與高氮不鏽鋼材質的內外環套圈、強化玻璃纖維PEEK保持架組成,且經過獨有工藝熱處理,比起傳統軸承鋼的抗疲勞性和防腐性更佳;還能與類似尺寸的全鋼軸承交換使用,而提高軸承效率。


其中,陶瓷滾珠的優點,是其質量僅為鋼製滾珠的40%,可提供更高速度、更少量慣性,得以更快起動或停止。且由於低磨擦係數增強了耐磨性,讓軸承即使在潤滑不佳時,也可低溫運行;具備化學惰性和絕緣性佳,還能作為內外環之間簡單的絕緣措施。


當用於經常遭受液氣體腐蝕、潤滑不足、振動和雜散電流的應用場合,如泵、壓縮機、電力驅動裝置、發電機等,還能維持尺寸穩定性,將大幅提高軸承可靠性。於瑞典日現場展示電氣絕緣軸承,則是提供將軸承功能與電氣絕緣合一的更為經濟解決方案,以消除迷走電流的破壞性影響,可增加設備正常運行時間,並降低保養成本、友善環境。


投入綠能及電動車應用 由內而外整合資源

面對當前景氣回溫導致製造業缺料話題,該公司部份滾珠軸承交期恐長達0.5~9個月,今年起台灣每季營收都達到預期成長目標,又因工具機產業受惠於智慧工廠趨勢,貢獻最多。現在除了可調用其他各地工廠產能支援外,還有已在瑞典哥德堡成立的智慧工廠示範產線,得以自動化組成軸承的陶瓷滾珠、內外環軸承鋼。


同時於印度、美國、中國大陸等地成立全球工程技術中心(Global Technical Center, GTC),得以支援不同產業需求,如軌道運輸模擬測試機器的徑/軸向力、轉速、震動和耐久性等,可將過去台灣軌道車輛的檢修頻率由每60萬km/次延長為165萬km/次,甚至是在歐洲已行之有年的120萬km/次,有效節省客戶開銷及浪費的能耗;還能貢獻航太業Airbus、Boeing減少50%氮氧化合物、5%燃料消耗、10dB噪音,協助客戶節能減碳。


其現今也是電動車大廠Tesla的最大供應商,由於陶瓷滾珠硬度高又堅韌、耐磨而延長壽命,常用於不常替換的車輛上,主要提供輪轂馬達及內部傳動元件所需混合軸承,更為方便安排內部空間,在應市場需求而大量生產下,已逐漸縮短與過去純鋼材軸承的價差。


除了工業應用之外,SKF在風力發電領域也是先驅,包括齒輪箱軸承、發電機等監控與潤滑knowledge,提高其可靠性和安全性。例如在過去10年來風力發電產業快速成長,但對於風力電機業者和營運商而言,必須對於風機維修投注大量心力,也要求設備製造商必須具有越來越高的可靠性和安全性。


但在風機齒輪箱的輕載高速應用場合,常因滾珠滑動而導致軸承提前失效,SKF提供的可分式高荷重滾柱軸承則具有較高性能優勢,既結合了傳統軸承和SKF高荷重滾柱軸承的優點,能改進所有接觸面上的滑動阻力;並促進形成油膜,降低高速軸上的黏著、咬合磨損和軸承失效,使得高速中心軸能承受更高負荷,得以快速且方便完成維護。經由保持架定位滾珠,而消除了安裝和拆卸滾珠過程中掉落的可能性,更方便安裝,尤其在風機塔頂上,能有助於降低每發電1kWh時所需的運行、維護和壽命週期成本。


且為了改進風機性能,通常必須增加機艙重量和提高生產成本。對於風機設計和製造商而言,用於風機的SKF自調心軸承解決了須減輕機艙重量的問題,並且降低生產成本;而對於營運商而言,其可提高負載能力,改進可靠性。其分別在定位端配置球面滾珠軸承,以及在非定位端配置CARB圓環滾珠軸承,在小而輕的軸承座中提供了極高承載能力。


有別於傳統軸承配置必須克服外圈和軸承座之間的摩擦,來實現軸向浮動。其能夠同時承受軸承的對中誤差和軸向浮動,消除了軸向附加負荷的問題,在提高了可靠性同時,也使得軸承的橫截面可以比傳統配置更小。


相關文章
自駕車主要業者發展分析
物聯網的「無人駕駛」安全之道
小型太陽能發電將引起用電新革命
一舉切入國際汽車鋁輪圈供應鏈
「潔」能減碳 全民創造綠生活
comments powered by Disqus
  相關新聞
» 品牌、規模歷屆之最 台北自動化展迎來歷史新猷
» 因應智慧化需求 機器視覺整合度全面提升
» 西門子協助臺北南山廣場打造智慧永續綠建築
» 供需齊步上揚 EtherCAT潛力驚人
» 艾訊登場2018國際自動化工業展 完美演繹AI人工智慧工廠
  相關產品
» 用於免上油軸承設計的新型iglidur K230
» 用於Fanuc機器人第七軸的新igus耐彎曲電纜
» 使用igus的drylin W快拆軸承 耐磨片輕鬆換
» 使用igus xiros滾珠軸承清潔游泳池
» igus推出GLV 可安全安靜地引導拖鏈

AD


刊登廣告 新聞信箱 讀者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2018 遠播資訊股份有限公司版權所有 Powered by O3
地址:台北市中山北路三段29號11樓 / 電話 (02)2585-5526 / E-Mail: webmaster@hope.com.tw