اختيار المحرك الكهربائي المناسب للحركة بمخفض سرعة في آلة خلط الأعلاف

تحوّل آلات خلط الأعلاف الحبوب المجروشة والكسب والإضافات المعدنية والمكونات السائلة إلى خليط متجانس. وفي الخلاطات ذات العمود الأفقي أو ذات المجاديف أو من نوع الشريط (ribbon)، يدور عمود الخلط بسرعة منخفضة تبلغ بضع عشرات من الدورات في الدقيقة. أما المحرك الكهربائي فيدور بنحو 1000 أو 1500 أو 3000 دورة/دقيقة، ولذلك يوجد بينهما حتمًا مخفّض للسرعة: غالبًا مخفض سرعة، وأحيانًا مرحلة سير وبكرة أو سلسلة مضافة أمام مخفض السرعة. يتناول هذا المقال ما يجب التحقق منه في جانب المحرك عند اختيار المحرك المناسب للحركة بمخفض سرعة في آلة خلط الأعلاف، وما يتطلبه مخفض السرعة، وما المعلومات اللازمة عند الطلب.

توزيع العمل بين المحرك ومخفض السرعة في آلة الخلط

في الحركة المزودة بمخفض سرعة، يولّد المحرك القدرة، ويخفض مخفض السرعة السرعة ويزيد العزم. ويُحسب العزم عند مخرج مخفض السرعة تقريبًا بضرب عزم المحرك في نسبة التخفيض مع طرح فواقد مخفض السرعة. ولذلك فإن كون آلة الخلط "قوية" لا يعتمد وحده على محرك كبير؛ فمخفض السرعة بالنسبة الصحيحة يتيح الحصول على عزم عالٍ على عمود الخلط بمحرك ذي قدرة معقولة.

أكثر خطأ شائع في اختيار المحرك هو الخلط بين سرعة عمود الخلط وسرعة المحرك. فسرعة الخلاط تحددها نسبة مخفض السرعة التي اختارها صانع الآلة. وتركيب محرك 1000 دورة/دقيقة بدلًا من محرك 1500 دورة/دقيقة مع بقاء مخفض السرعة نفسه يُبطئ الخلاط بمقدار الثلث، ويزيد العزم على عمود المحرك عند القدرة نفسها. فتطول مدة الخلط وقد تتغير جودة الخليط. وعلى العكس، فإن المحرك ذا السرعة الأعلى يسرّع الخلاط؛ فيزيد تآكل المجاديف والهيكل وقد يسحق المنتج. ولهذا تُختار سرعة المحرك وفقًا لسرعة المدخل المدونة على لوحة بيانات مخفض السرعة.

ما يُقرأ من لوحة بيانات مخفض السرعة

• نسبة التخفيض (i): نسبة سرعة المدخل إلى سرعة المخرج. وعند قسمة سرعة المحرك على هذه النسبة نحصل على سرعة الخلاط.
• سرعة المدخل وقدرة المدخل: تُظهران سرعة المحرك وقدرته التي اختير لها مخفض السرعة. ويجب ألا تتجاوز قدرة المحرك قدرة المدخل التي يسمح بها مخفض السرعة.
• معامل الخدمة: الهامش الذي يحدده صانع مخفض السرعة للأحمال المتقطعة مثل الخلاط. وهذا الهامش يحمي مخفض السرعة؛ وليس القيمة التي تحدد قدرة المحرك.
• نوع التوصيل: هل يُوصل المحرك بالشفة (بمهايئ IEC)، أم بقاعدة منفصلة ووصلة.

طرق توصيل المحرك بمخفض السرعة

تُرى في آلات خلط الأعلاف ثلاثة توصيلات نموذجية. والنوع المستخدم يحدد مباشرة شكل تركيب المحرك المراد طلبه.

• التوصيل المباشر بالشفة: يستقر المحرك بشفته B5 أو B14 على مهايئ مدخل مخفض السرعة؛ ويدخل عمود المحرك في عمود مدخل مخفض السرعة بالخابور. وفي هذا الترتيب يجب أن يتطابق حجم هيكل IEC للمحرك ومقاس الشفة وقطر العمود تمامًا مع مهايئ مخفض السرعة. ولرمز الهيكل نفسه تختلف مقاسات الشفة B5 وB14؛ فتشابه الاسم لا يعني التوافق.
• قاعدة منفصلة بوصلة: يُثبَّت المحرك على الأرجل B3 بجانب مخفض السرعة على قاعدة مشتركة؛ وتُوضع بينهما وصلة مرنة. وفي هذا الترتيب تهم ارتفاع العمود والمسافة بين ثقوب الأرجل ومحاذاة الوصلة.
• سير وبكرة + مخفض سرعة: يدير المحرك عمود مدخل مخفض السرعة بالسير. وتشكّل البكرات مرحلة سرعة إضافية وتتيح الضبط الدقيق. وهنا يُحمّل شد السير المحمل الأمامي للمحرك حملًا جانبيًا؛ وتركيب البكرة أقرب ما يمكن إلى كتف العمود يريح المحمل.

تُقدَّم أشكال التركيب حسب الهيكل ويتم تأكيد مقاس الشفة عند الطلب؛ وقد لُخصت الخيارات في سؤال أشكال التركيب. وتُعطى مقاسات العمود والشفة التي ستتطابق مع مخفض السرعة حسب الهيكل في الرسومات الفنية ثنائية الأبعاد. ولنظرة عامة على التطبيقات المزودة بمخفض سرعة، صفحة المحركات الكهربائية لمخفضات السرعة جاهزة.

طبيعة الحمل الخاصة بآلة الخلط

آلة خلط الأعلاف ليست حملًا منتظمًا مثل المضخة أو المروحة. ويجب مناقشة الخصائص التالية حتمًا عند اختيار المحرك.

• الإقلاع تحت الحمل الكامل: في كثير من المنشآت يعمل الخلاط بالدفعات: يُملأ، ويُخلط، ويُفرَّغ. وبعد انقطاع الكهرباء أو التوقف الطارئ قد تضطر الآلة إلى إعادة التشغيل وهي ممتلئة. وفي هذه الحالة يتعين على المحرك تحريك كتلة ثقيلة ساكنة؛ وتكون الحاجة إلى عزم الإقلاع في أعلى مستوياتها في هذه اللحظة.
• تغير الكثافة والرطوبة: عند إضافة الدبس أو الزيت أو الماء يثقل الخليط وتزداد المقاومة على المجاديف. ومع تغير الوصفة يتغير تيار المحرك أيضًا.
• الحمل المتقطع: أثناء تقدم المجاديف داخل الخليط يزداد الحمل وينقص دوريًا. ويُحدث هذا التذبذب إجهاد كلال في المحرك والوصلة وتروس مخفض السرعة.
• الغبار: أثناء تعبئة المكونات الجافة يتكون غبار كثيف؛ ويجب تنظيف زعانف تبريد المحرك وغطاء المروحة بانتظام.

في الآلات التي يحتمل فيها الإقلاع تحت الحمل الكامل، يُفضَّل كثيرًا بدء التشغيل المباشر أو عاكس التردد. ففي بدء التشغيل نجمة-دلتا ينخفض العزم في وضع النجمة، وقد لا يبلغ الخلاط الممتلئ سرعة كافية في النجمة. ويتيح عاكس التردد تنعيم الإقلاع مع إمكانية ضبط سرعة الخلط حسب الوصفة؛ لكن التشغيل الطويل بعزم كامل عند سرعة منخفضة يقلل تبريد مروحة المحرك الذاتية. والقاعدة العامة مشروحة في سؤال استخدام الإنفرتر؛ وإذا كان مثل هذا التشغيل مخططًا له فتُناقش الحاجة إلى مروحة خارجية عند الطلب.

القدرة والسرعة: من يحددهما؟

قدرة محرك آلة الخلط هي القيمة التي يحددها صانع الآلة وفقًا لحجم الحوض وهندسة المجاديف ومدة الخلط ونسبة مخفض السرعة. وإذا كان المحرك يُستبدل في آلة قائمة، فيُعتمد على القدرة والسرعة ورمز الهيكل المدونة على لوحة بيانات المحرك القديم. ولا يمكن الانتقال إلى محرك أكبر دون تجاوز قدرة المدخل وعزم المخرج اللذين يسمح بهما مخفض السرعة؛ ولا تُزاد القدرة دون التحقق من القيم المدونة على لوحة بيانات مخفض السرعة.

إذا كانت الحماية الحرارية للمحرك تفصل كثيرًا، فيجب أولًا فحص ما يلي: هل يُملأ الحوض فوق سعته التصميمية؟ هل زيدت نسبة السوائل في الوصفة؟ هل زيت مخفض السرعة قديم أو ناقص؟ هل يوجد احتكاك في المجاديف أو المحامل؟ هذه المشكلات لا تُحل بتكبير المحرك، بل بإصلاح الآلة. ومقارنة التيار المقاس بمقياس التيار الكلّابي أثناء التشغيل العادي مع التيار الاسمي المدون على لوحة البيانات تجعل القرار مستندًا إلى معطى ملموس.

طرازات نموذجية

الطرازات رباعية الأقطاب التالية (1500 دورة/دقيقة تزامنية) أمثلة على القدرات الشائعة في حركات الخلط المزودة بمخفض سرعة. وتُحدَّد القدرة الصحيحة بقيمة صانع الآلة ولوحة بيانات المحرك الحالي. وجميع الطرازات بحماية IP55 وعزل من الفئة F وتغذية 400/690 V (Δ/Y) و50 Hz؛ وتُوصل دلتا على شبكة 400 V.

• 132S-4 بهيكل من الألمنيوم: 5.5 kW (7.5 HP)، 4 أقطاب، 1460 دورة/دقيقة، IEC 132S، 10.7 A عند 400 V، عزم اسمي 36 Nm. وفي الخلاطات صغيرة الدفعات المعلقة على مخفض السرعة بالشفة يسهّل التركيب بفضل خفته.
• 160M-4 بهيكل من حديد الزهر: 11 kW (15 HP)، 4 أقطاب، 1465 دورة/دقيقة، IEC 160M، 20.4 A عند 400 V، عزم اسمي 71.7 Nm. للخلاطات الأفقية متوسطة السعة.
• 200L-4 بهيكل من حديد الزهر: 30 kW (40 HP)، 4 أقطاب، 1475 دورة/دقيقة، IEC 200L، 53.8 A عند 400 V، عزم اسمي 194.2 Nm. لخلاطات المنشآت كبيرة الحجم.

توجد معلومات عامة عن آلات الجرش والنقل والتحبيب في منشآت الأعلاف في صفحة محركات آلات الأعلاف.

مثال افتراضي: مطابقة المحرك مع شفة مدخل مخفض السرعة

الحالة التالية ليست سجل عميل حقيقي؛ بل صيغت لتوضيح تسلسل الاختيار. لنفترض أن محرك خلاط أفقي ذي مجاديف في منشأة أعلاف قد احترق. وعلى لوحة بيانات مخفض السرعة مكتوب: سرعة المدخل 1450 دورة/دقيقة، ونسبة التخفيض 40، وقدرة المدخل 11 kW؛ وتُظهر لوحة بيانات المحرك القديم 11 kW، ونحو 1460 دورة/دقيقة، والهيكل 160M. والمحرك موصول بمخفض السرعة بشفة B5. في هذه الحالة يكون الطراز المرشح هو 160M-4 رباعي الأقطاب؛ وتصبح سرعة الخلاط نحو 1465 / 40 ≈ 37 دورة/دقيقة. وقبل الطلب يُقارَن مقاس شفة مهايئ مخفض السرعة وقطر العمود بالرسم الفني. وإذا كانت الآلة تُقلع ممتلئة بعد انقطاعات الكهرباء، فيجب أيضًا ذكر طريقة بدء التشغيل عند الطلب.

المعلومات اللازمة عند الطلب

لكي نحدد المحرك المناسب لمخفض السرعة في آلة خلط الأعلاف لديكم، أرسلوا المعلومات التالية:

• صورة لوحة بيانات المحرك القديم أو قيمة القدرة والسرعة لدى صانع الآلة
• لوحة بيانات مخفض السرعة: نسبة التخفيض، وسرعة المدخل، وقدرة المدخل، ونوع المهايئ
• شكل التوصيل: بالشفة (B5/B14)، أو على الأرجل بوصلة (B3)، أو بالسير والبكرة
• جهد الشبكة وطريقة بدء التشغيل؛ وهل يوجد إقلاع تحت الحمل الكامل
• مدة الدفعة، ومدة التشغيل اليومية، وحالة الغبار في البيئة

يمكنكم الاطلاع على الطرازات المناسبة والأسعار المحدّثة في صفحة شراء محرك كهربائي. ومع لوحة بيانات محرككم القديم اسألوا عن الطراز المناسب؛ وإذا أضفتم معلومات مخفض السرعة نجري المطابقة معًا. ولأسئلتكم الأخرى صفحة التواصل متاحة.