المحرك الكهربائي للغربال الأسطواني الدوّار: نسبة مخفض السرعة وحمل الإقلاع

يبدأ اختيار المحرك في الغربال الأسطواني الدوّار بالسرعة التي يجب أن تدور بها الأسطوانة؛ وتُحسب نسبة مخفض السرعة انطلاقاً من هذه السرعة. وتُبقى سرعة الأسطوانة عند نسبة معينة من السرعة الحرجة المرتبطة بقطر الأسطوانة، ويصل المحرك إلى هذه السرعة المنخفضة عبر مخفض سرعة، وغالباً عبر سلسلة أو بكرات إدارة. والعامل الحاسم الثاني هو عزم الإقلاع اللازم لتدوير أسطوانة ثقيلة فيها مادة من وضع السكون.

كيف يختلف الغربال الأسطواني عن الغربال الاهتزازي؟

الغربال الأسطواني الدوّار (trommel) أسطوانة مصنوعة من صفيحة مثقّبة أو شبكة سلكية، موضوعة بميل خفيف. تدور الأسطوانة ببطء حول محورها؛ وبينما تتدحرج المادة بداخلها تسقط الحبيبات الناعمة من الثقوب، وتخرج الحبيبات الخشنة من نهاية الأسطوانة. وهو شائع في منشآت السماد العضوي والرمل والحصى والحفريات وإعادة التدوير وفرز النفايات.

الفرق عن الغربال الاهتزازي هو: لا يوجد اهتزاز هنا، والمحرك يدير الأسطوانة فقط بسرعة ثابتة ومنخفضة. ولذلك يمكن أن يكون المحرك محركاً غير متزامن قياسياً ثلاثي الطور مثبتاً على قاعدة ثابتة. والموضوع الهندسي الأساسي هو الضبط الصحيح للسرعة وإقلاع الأسطوانة الممتلئة.

سرعة الأسطوانة: السرعة الحرجة ونسبة التشغيل

إذا دارت الأسطوانة بسرعة كبيرة جداً فإن أثر القوة الطاردة المركزية يلصق المادة بجدار الأسطوانة، فلا تتدحرج المادة ويتوقف الغربلة. ويُسمى هذا الحد السرعة الحرجة. وتُوجد السرعة الحرجة تقريباً بالعلاقة: السرعة الحرجة (دورة/دقيقة) ≈ 42.3 ÷ √D؛ حيث D القطر الداخلي للأسطوانة بالمتر. وتُشغَّل الغرابيل الأسطوانية عادة عند نسبة مئوية معينة من السرعة الحرجة؛ ويُرى عملياً في الغالب نحو الثلث. وتُحدد القيمة الفعلية حسب المادة وتصميم مصنّع الغربال.

الحساب أدناه مثال افتراضي. في أسطوانة قطرها الداخلي 2 m تكون السرعة الحرجة 42.3 ÷ 1.41 ≈ 30 دورة/دقيقة. وإذا كانت الأسطوانة ستُشغَّل عند 35 بالمئة من السرعة الحرجة فإن السرعة المستهدفة نحو 10.5 دورة/دقيقة. وللنزول إلى سرعة منخفضة كهذه يُستخدم عادة مخفض سرعة مع مرحلة ثانية (ترس سلسلة أو بكرة إدارة) بدلاً من مخفض سرعة واحد.

حساب نسبة مخفض السرعة

نسبة التحويل الإجمالية = السرعة الاسمية للمحرك ÷ سرعة الأسطوانة المستهدفة. وتُقسَّم هذه النسبة بين مخفض السرعة والمرحلة الثانية. ففي الأسطوانة المثال، إذا استُخدم محرك رباعي الأقطاب بسرعة اسمية 1460 دورة/دقيقة تكون النسبة الإجمالية 1460 ÷ 10.5 ≈ 139. وإذا اختير مخفض سرعة 1:35 ورُكّبت تروس السلسلة 1:4 تكون النسبة الإجمالية 140، وسرعة الأسطوانة نحو 10.4 دورة/دقيقة.

إذا أُديرت الأسطوانة نفسها بمحرك سداسي الأقطاب بسرعة اسمية 970 دورة/دقيقة تنخفض النسبة الإجمالية إلى نحو 92. وفي هذه الحالة قد يكفي مخفض سرعة بنسبة أصغر. ويختلف اختيار عدد الأقطاب حسب أمور مثل حجم مخفض السرعة وتوصيل المحرك الحالي وسهولة توفر قطع الغيار.

ترتيبات الإدارة الشائعة في الأسطوانة

• السلسلة المحيطية والطوق المسنّن: يُلف حول خارج الأسطوانة طوق مسنّن أو ترس سلسلة، ويديره البنيون على خرج مخفض السرعة. وهي إدارة إيجابية بلا انزلاق.
• بكرات الاحتكاك: تستند الأسطوانة على أربع بكرات حاملة بعضها مُدار؛ وتتم الإدارة بالاحتكاك. وعلى السطح الرطب أو الزيتي قد يُلاحظ انزلاق عند الإقلاع.
• العمود المركزي: في الأسطوانات الصغيرة تستقر الأسطوانة على عمود، ويديره مخفض السرعة مباشرة.

حمل الإقلاع: تحريك الأسطوانة الممتلئة

عندما تتوقف الأسطوانة تهبط المادة بداخلها إلى القاع. وعند الإقلاع من جديد يجب على المحرك التغلب معاً على القصور الذاتي الكبير للأسطوانة، واحتكاك البكرات الحاملة، والحمل غير المتزن الناتج عن رفع المادة داخل الأسطوانة. ولذلك قد يكون عزم الإقلاع أعلى بوضوح من العزم في التشغيل المستمر. وإذا كوّنت المادة الرطبة واللزجة كتلة متماسكة في الجزء السفلي من الأسطوانة يزداد هذا الحمل أكثر.

• الإقلاع المباشر: يعطي المحرك عزم الإقلاع الكامل؛ لكن السلسلة والبنيون ومخفض السرعة تتلقى صدمة مفاجئة.
• نجمة-مثلث: ينخفض عزم الإقلاع إلى نحو الثلث. وفي أسطوانة ممتلئة قد لا يصل المحرك في وضع النجمة إلى السرعة اللازمة؛ وهذا الترتيب أنسب إذا كان الحمل فارغاً عند الإقلاع.
• عاكس التردد: يوفر إقلاعاً بمنحدر متحكم به، ويتيح أيضاً ضبط سرعة الأسطوانة بدقة حسب المادة. 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.

الإجراء الأكثر فعالية في جانب التشغيل هو تدوير الأسطوانة فارغة لبعض الوقت بعد قطع التغذية لتفريغها ثم إيقافها. وبذلك يبدأ الإقلاع التالي خفيفاً. وقبل التفكير في تكبير المحرك يجب أيضاً فحص ما إذا كان مخفض السرعة والسلسلة يتحملان صدمة الإقلاع؛ وتُعتمد قيم الشركة المصنّعة لمخفض السرعة لعزم الخرج ومعامل الخدمة.

طرازات نموذجية للغرابيل الأسطوانية

أمثلة بهيكل من حديد الزهر لأنظمة الإدارة التي تعمل على قاعدة ثابتة وتدير الأسطوانة عبر مخفض السرعة. ويُتخذ قرار القدرة مع حجم الأسطوانة وكثافة المادة والسعة وظروف الإقلاع:

• 132M-4 هيكل من حديد الزهر: 7.5 kW، 4 أقطاب، 1460 دورة/دقيقة، 400/690 V، IEC 132M، عزم الدوران الاسمي 49.1 Nm.
• 160M-4 هيكل من حديد الزهر: 11 kW، 4 أقطاب، 1465 دورة/دقيقة، 400/690 V، IEC 160M، عزم الدوران الاسمي 71.7 Nm.
• 160L-6 هيكل من حديد الزهر: 11 kW، 6 أقطاب، 970 دورة/دقيقة، 400/690 V، IEC 160L، عزم الدوران الاسمي 108.3 Nm.

يُفضَّل الهيكل من حديد الزهر في مواقع الغربلة التي يكثر فيها الغبار والصدمات؛ والمحركات IP55 وبعزل من الفئة F. وللمحركات التي ستعمل في موقع مكشوف يجب التفكير بشكل منفصل في الحماية من المطر والشمس. تصفّحوا طرازات HEM Motor المناسبة والأسعار الحالية في صفحة شراء محرك كهربائي؛ والمعلومات العامة عن أنظمة الإدارة بمخفضات السرعة في صفحة المحركات الكهربائية لمخفضات السرعة، والخيارات الموجهة للمواقع في صفحة محركات قطاع التعدين.

الخلاصة والمطلوب للطلب

في الغربال الأسطواني حددوا أولاً سرعة الأسطوانة المستهدفة بقطر الأسطوانة وقيم المصنّع، ثم قسّموا النسبة الإجمالية بين مخفض السرعة والمرحلة الثانية. واختاروا القدرة وطريقة الإقلاع حسب ظروف الإقلاع الممتلئ؛ وخذوا بالحسبان أيضاً صدمة الإقلاع على مخفض السرعة والسلسلة. ويلزم في الطلب قطر الأسطوانة وسرعتها، وترتيب الإدارة، ولوحة بيانات مخفض السرعة، ونوع المادة ورطوبتها، وهل الإقلاع ممتلئ أم لا، ولوحة بيانات المحرك الحالي، وطريقة الإقلاع، وظروف الموقع.

يمكنكم إيجاد جميع الطرازات المناسبة وأسعارها الحالية في قسم البيع الإلكتروني لدينا. أرسلوا صورة لوحة بيانات محرككم الحالي وسرعته ومعلومات التركيب عبر صفحة إرسال لوحة البيانات؛ واطلبوا عرض سعر للطراز المناسب. وللاستشارة بمعلومات الأسطوانة يمكنكم استخدام صفحة اتصل بنا.

الأسئلة الشائعة

هل يزيد تسريع محرك الغربال الأسطواني السعة؟

قد يزيدها حتى نقطة معينة؛ لكن كلما اقتربت السرعة من السرعة الحرجة تلتصق المادة بالجدار ويختل الغربلة. وقبل تغيير السرعة راجعوا قيم مصنّع الغربال.

هل يجب استخدام محرك رباعي أم سداسي الأقطاب في الغربال الأسطواني؟

يمكن استخدام كليهما؛ والفرق في نسبة التحويل الإجمالية. وإذا كان مخفض السرعة الحالي مختاراً لمحرك رباعي الأقطاب فالأسهل الحفاظ على عدد الأقطاب نفسه.

لماذا لا تقلع الأسطوانة الممتلئة صباحاً؟

قد تكون المادة الرطبة كوّنت كتلة متماسكة في القاع وبقي الحمل غير متزن؛ كما أن الإقلاع نجمة-مثلث يخفض عزم الإقلاع. والخطوة الأولى هي تفريغ الأسطوانة قبل إيقافها ومراجعة طريقة الإقلاع.

هل محرك الغربال الاهتزازي ومحرك الغربال الأسطواني واحد؟

لا. في الغربال الأسطواني يدير المحرك الأسطوانة على قاعدة ثابتة ويمكن أن يكون محركاً غير متزامن قياسياً؛ أما محركات الاهتزاز المثبتة على الصندوق فهي مجموعة منتجات مستقلة.