حمل الدوّار عند اختيار المحرك الكهربائي للكسارة الصدمية

تكسر الكسارة الصدمية الحجر لا بالضغط بل بالقذف السريع والارتطام. ففي الأنواع ذات العمود الأفقي (HSI) يدور بسرعة عالية دوّار ثقيل بداخله صفائح مطارق؛ ويرتطم الحجر الساقط من فتحة التغذية بهذه الصفائح، فيُقذف نحو ستائر الصدم في هيكل الكسارة ويتفتت. أما في الأنواع ذات العمود العمودي (VSI) فتُصب المادة في مركز دوّار سريع الدوران وتُقذف إلى الخارج نحو حلقة السندان أو فرشة المادة. وفي النوعين يكون المقابل الأساسي للمحرك هو الدوّار: كتلة الدوّار وسرعته وكمية المادة المارة عبره. يشرح هذا المقال من أي الزوايا يُقرأ حمل الدوّار عند اختيار محرك الكسارة الصدمية، وما الذي يجب الانتباه إليه أثناء الاستبدال.

يتكون حمل الدوّار من ثلاثة أجزاء

من المضلل التفكير في الحمل الذي يواجهه المحرك في الكسارة الصدمية كرقم واحد. فالكسارة نفسها قد تسحب تيارات مختلفة جداً بتغذية مختلفة.

• حمل تدوير الدوّار: حتى الدوّار الدائر دون حمل يتطلب قدراً من القدرة بسبب مقاومة الهواء واحتكاك المحامل وفواقد السيور. وهذا الحمل الأساسي موجود طوال عمل الآلة.
• حمل التكسير: كلما ارتطم الحجر بالدوّار يتباطأ الدوّار قليلاً ويعوّض المحرك فقد السرعة هذا. وكلما ازدادت كمية التغذية وصلابة الحجر ترتفع الحاجة المتوسطة إلى القدرة. وتظهر التغذية غير المنتظمة كتذبذب مستمر في تيار المحرك.
• قمم الصدم: عندما تدخل الدوّار كتلة كبيرة أو قطعة غير قابلة للكسر (سن دلو، قطعة فولاذ مكسورة) تنشأ قمة حمل حادة وقصيرة. ويمتص القصور الذاتي للدوّار جزءاً من هذه القمة؛ ويصل الباقي إلى المحرك عبر السيور وعمود المحرك.

يتحول مجموع هذه المكونات الثلاثة إلى قدرة المحرك التي يحددها مصنّع الكسارة. ويجري المصنّع هذا الحساب حسب قطر الدوّار وسرعته وحجم التغذية والسعة المطلوبة. ولا تُقدَّر قدرة المحرك بالنظر إلى اسم الآلة أو مقاس فتحة التغذية؛ ففي كسارة قائمة تكون نقطة البداية لوحة بيانات المحرك القديم ووثائق المصنّع.

سرعة الدوّار ونسبة البكرات وأقطاب المحرك

في الكسارة الصدمية من العوامل الرئيسية التي تحدد حجم حبيبات المنتج السرعةُ المحيطية للدوّار. فكلما ارتفعت سرعة الدوّار تزداد شدة الصدم ويصبح المنتج أنعم؛ وكلما انخفضت السرعة يصبح المنتج أخشن. وهذه السرعة نتيجة لسرعة المحرك ونسبة البكرات معاً.

• في الكسارات الكبيرة ذات العمود الأفقي يكون المحرك غالباً رباعي الأقطاب، ويُدار الدوّار بالسير بسرعة أقل من سرعة المحرك. وفي بعض المنشآت يُستخدم أيضاً محرك سداسي الأقطاب.
• تغيير عدد الأقطاب يغيّر مباشرة سرعة الدوّار ومن ثم تدرج المنتج. وإذا كان عدد أقطاب المحرك الجديد مختلفاً عن القديم تُعاد حسابات البكرات؛ ويُتخذ هذا القرار مع مصنّع الكسارة.
• في المنشآت التي تُغيَّر فيها سرعة الدوّار كثيراً لمتطلبات العملية يمكن استخدام عاكس التردد. والعبارة العامة في الموقع هي: سلاسلنا ثلاثية الطور مناسبة للتحكم في السرعة بعاكس التردد؛ وفي التشغيل الطويل بعزم كامل وسرعة منخفضة قد تلزم مروحة خارجية، وإذا كان الكابل بين المشغّل والمحرك طويلاً يُقيَّم مرشح dv/dt أو المرشح الجيبي؛ وتُبلَّغ هذه الشروط عند الطلب. وللتفاصيل راجعوا سؤال عاكس التردد.

الإقلاع والتوقف بدوّار ثقيل

يدور دوّار الكسارة الصدمية بقصور ذاتي كبير جداً نسبة إلى حجمه. ويسحب المحرك تياراً عالياً لفترة طويلة أثناء رفع هذا الدوّار من السكون إلى سرعة التشغيل. والقاعدة الأساسية للتشغيل هي أن يكون الإقلاع دائماً فارغاً، أي ألا تُفتح التغذية قبل وصول الدوّار إلى السرعة الكاملة.

• طريقة الإقلاع: في الدوّار ذي القصور الذاتي الثقيل قد يطيل الإقلاع نجمة-مثلث التسارع؛ أما الإقلاع المباشر فقد يُحدث هبوطاً واضحاً في جهد الشبكة. ويحدد المهندس في الموقع الطريقة التي ستُستخدم (مباشر، نجمة-مثلث، بادئ ناعم أو عاكس تردد) مع مراعاة القصور الذاتي للدوّار وقدرة تغذية المنشأة.
• تكرار الإقلاع: كل إقلاع لدوّار ثقيل يُسخّن المحرك. والإقلاعات المتكررة على فترات قصيرة تؤدي إلى عدم إتاحة الفرصة للمحرك ليبرد. ويجب ذكر عدد الإقلاعات اليومي في الطلب.
• التوقف: عند انقطاع الطاقة يستمر الدوّار في الدوران لفترة طويلة. ولا تُفتح أغطية الصيانة قبل توقف الدوّار تماماً؛ كما يجب عدم إعادة تغذية المحرك بالطاقة والدوّار يدور.

يجب ألا يفصل عنصر الحماية في الإقلاع الطويل، لكن يجب أن يحمي المحرك عند حمل زائد حقيقي. ولاختيار فئة الحماية يرشدكم مقال اختيار المرحّل الحراري والمصهر.

المواد غير القابلة للكسر وأثر حمل الصدم على المحرك

قطعة فولاذية تدخل الكسارة تفرمل الدوّار فجأة. وفي هذه اللحظة تنزلق السيور أو تنقطع، وقد تتضرر صفائح مطارق الدوّار، ويتلقى المحرك صدمة عزم عالية جداً لفترة قصيرة. ويحدّ مصنّعو الكسارات من هذا الخطر عادة بفاصل المعادن في خط التغذية (فاصل مغناطيسي أو كاشف معادن) وبتجهيزات الأمان في الهيكل.

المهم من جهة المحرك أن هذه الصدمات ليست حالة تشغيل يتحملها محرك قياسي، بل حالة عطل يجب منعها بالمعدات. فالصدمات المتكررة تؤدي إلى إجهاد الكلال في العمود والخابور والمحمل ووصلة البكرة. وأثناء الاستبدال يجب أيضاً فحص بكرة المحرك ومجرى الخابور وشدّ السير.

في التركيب بأرجل B3 يُثبَّت المحرك على مزلقة شدّ ويُضبط شدّ السير بالمزلقة. وتُقدَّم أشكال التركيب حسب الهيكل بالأشكال B3 وB5 وB14 وB34 وB35 والعمودية V1/V3/V5/V6/V15؛ ويُتأكد من مقاس الشفة عند الطلب. وفي الكسارات ذات العمود العمودي يختلف موضع المحرك وترتيب السير حسب المصنّع؛ ويجب حتماً ذكر ما إذا كان المحرك سيقف أفقياً أم عمودياً. ومقاسات العمود والأرجل والشفة موجودة في الرسومات الفنية ثنائية الأبعاد وفي كتالوج 2026.

كيف يُقيَّم معامل الخدمة 1.15؟

في HEM Motor تُقدَّم جميع الطرازات 75 kW فما فوق بمعامل خدمة (SF) 1.15. وهذا يعني أن المحرك يمكنه العمل باستمرار حتى 15 بالمئة فوق قدرته الاسمية عند الجهد الاسمي و50 Hz. والارتفاع وحرارة المحيط العالية والتغذية بالمشغّل مواضيع منفصلة تؤثر في هذا الهامش.

لأن التغذية تتذبذب في الكسارة الصدمية فإن هذا الهامش مفيد: فالتغذية الكثيفة لفترة قصيرة أو دفعة حجر أصلب قد ترفع المحرك قليلاً فوق قيمته الاسمية. لكن الهامش مخصص لهذه الانحرافات، لا لمتوسط الحمل. فإذا طلب المصنّع 110 kW فلا يُنتقل إلى محرك 90 kW اعتماداً على SF. كما يُضبط المرحّل الحراري حسب التيار الاسمي على لوحة البيانات، ولا يُرفع حسب SF. وللمعلومات العامة عن تطبيقات الكسارات يمكنكم مراجعة صفحة محركات منشآت تكسير الحجر.

طرازات نموذجية وتطبيق افتراضي

الطرازات أدناه خيارات رباعية الأقطاب بهيكل من حديد الزهر شائعة في إدارة الكسارات الصدمية؛ وجميعها IP55، وبعزل من الفئة F، وبتغذية 400/690 V (Δ/Y) و50 Hz، وSF 1.15. والقدرات أمثلة فقط.

• 280M-4: 90 kW، اسمي 1486 دورة/دقيقة، IEC 280M؛ التيار الاسمي عند 400 V هو 155 A، وعزم الدوران الاسمي 578.4 Nm.
• 315S-4: 110 kW، اسمي 1488 دورة/دقيقة، IEC 315S؛ التيار الاسمي 187 A، وعزم الدوران الاسمي 706 Nm.
• 315L1-4: 160 kW، اسمي 1488 دورة/دقيقة، IEC 315L؛ التيار الاسمي 271 A، وعزم الدوران الاسمي 1027 Nm.

مثال افتراضي: لنفترض أن محرك 110 kW لكسارة صدمية ذات عمود أفقي في مرحلة التكسير الثانوي سيُستبدل. تُقرأ على اللوحة 1488 دورة/دقيقة وهيكل 315S؛ وتُقارن هذه المعلومات بالطراز 315S-4. ولأن عدد الأقطاب يبقى نفسه لا تتغير نسبة البكرات وسرعة الدوّار. ويُتأكد من المسافة بين ثقوب مزلقة الشدّ وارتفاع العمود بالرسم الفني. وإذا كان في اللوحة القائمة بادئ ناعم تُحدَّث ضبطاته حسب التيار على اللوحة الجديدة. ويُفحص عمل فاصل المعادن في خط التغذية، ويتم الإقلاع الأول والدوّار فارغ.

الأسعار الحالية للطرازات في صفحات منتجاتها. وللمحركات الأخرى في منشأة التكسير والغربلة يمكنكم أيضاً الاطلاع على صفحة محركات قطاع التعدين.

ما يجب إبلاغه عند طلب عرض السعر

• نوع الكسارة (بعمود أفقي أو عمودي) وصورة لوحة بيانات المحرك القديم
• أقطار البكرات، ونوع السير وعدده؛ وهل سرعة الدوّار ثابتة أم قابلة للضبط
• شكل التركيب، والوضع الأفقي أو العمودي للمحرك، وترتيب المزلقة
• طريقة الإقلاع، وعدد الإقلاعات اليومي، وعاكس التردد وطول الكابل إن وُجدا
• مصدر التغذية وجهد الشبكة
• بيئة الموقع: كثافة الغبار، المنطقة المكشوفة، الارتفاع

الخلاصة

يبدأ اختيار المحرك في الكسارة الصدمية بالدوّار: فالقصور الذاتي للدوّار يحدد الإقلاع، وسرعته تحدد حجم المنتج، والتذبذب في التغذية يحدد الحمل الذي يواجهه المحرك. ويجب الحفاظ على عدد الأقطاب ونسبة البكرات معاً، واتخاذ الإجراء ضد المواد غير القابلة للكسر بالمعدات، وتوضيح طريقة الإقلاع في الموقع. ومعامل SF 1.15 في الطرازات 75 kW فما فوق هامش أمان في مواجهة هذا الحمل المتذبذب. يمكنكم رؤية الطرازات المناسبة والأسعار الحالية في صفحة شراء محرك كهربائي. ويمكنكم إرسال لوحة بيانات المحرك الحالي والسؤال عن الطراز المكافئ، ولبقية المواضيع استخدام صفحة الاتصال لدينا.