Pneumatische aandrijvingen: energie- en kostenanalyse en het ontwerpen van rendabele elektrische alternatieven

Abstract

IPTE Factory Automation in Genk ontwikkelt machines voor het produceren, testen en monteren van printplaten. Deze machines zijn deels pneumatisch gestuurd, maar er is stijgende vraag naar elektrische gestuurde alternatieven. Elektrische actuatoren zijn duurder maar behalen een hoger rendement. Deze masterpoef onderzocht of het mogelijk en rendabel is om pneumatische aandrijvingen te vervangen door elektrische alternatieven. Een eerste moeilijkheid was de berekening van het luchtverbruik van elke pneumatische actuator. Dit verbruik is situatieafhankelijk, aangezien elke klant de machine anders gebruikt. Een tweede uitdaging was het luchtverbruik omrekenen naar een energiekost die afhankelijk was van het gebruikte compressorsysteem en de energieprijs van de klant. De derde uitdaging was om mechanisch equivalente elektrische alternatieven te ontwerpen. Ten slotte moesten de jaarlijkse energiekosten en initiële investeringskosten van beide systemen worden afgewogen. Eerst werd het luchtverbruik van een actuator en de bijhorende persluchtleidingen berekend aan de hand van de interne afmetingen, werkdruk en werkingscyclussen. Ten tweede werden de jaarlijkse kosten bepaald via het vermogen van de actuator, de compressorrendementen en de energieprijzen. Deze berekeningen werden verwerkt in Excel. Ten derde werden elektrische alternatieven ontworpen in Creo. Ten slotte werd bepaald of de elektrische variant al dan niet rendabel was door de totale eigendomskosten met elkaar te vergelijken. Voor IPTE zijn er rendabele alternatieven.