Elektromotor für Vertikalprallbrecher (VSI)

Ein Vertikalprallbrecher (VSI) lässt das Gestein in die Mitte eines Rotors fallen, der oben auf einer senkrechten Welle sitzt; der Rotor schleudert das Material gegen ein umlaufendes Gesteinsbett oder gegen Stahlambosse und erzeugt so Sand und kubische Feinzuschläge. Die Zerkleinerung geschieht durch den Aufprall von Stein auf Stein oder auf den Amboss; die gesamte Brechleistung der Maschine stammt daher aus der Drehung des Rotors. Zur Stellung in der Brecherlinie und zum Zusammenspiel mit anderen Maschinen sehen Sie bitte die Seite Elektromotoren für Brecher- und Schotteranlagen; diese Seite beschreibt die Bedingungen für den Drehstrommotor, der den VSI-Rotor antreibt.

VSI mit Gesteinsbett oder mit Amboss: Was ist der Unterschied für den Elektromotor?

Bei der Ausführung mit Gesteinsbett (Rock-on-Rock) bildet sich im Rotor und rund um die Brechkammer ein Bett aus dem Material selbst; das geschleuderte Gestein prallt auf dieses Bett. Der Verschleiß ist gering und die Kornform gut, ein Teil des Gesteins durchläuft jedoch mehrere Runden, und der Brechwirkungsgrad ist vergleichsweise niedrig. Bei der Ausführung mit Amboss (Rock-on-Anvil) trifft das Gestein direkt auf Stahlambosse; pro Energieeinheit wird mehr zerkleinert, die Ambosse verschleißen aber schnell.

Aus Sicht des Elektromotors liegt der Unterschied in der Gleichmäßigkeit der Last. Bei der Ausführung mit Gesteinsbett schwankt der Strom in den ersten Minuten, bis sich das Bett gebildet hat, und stabilisiert sich dann. Bei der Amboss-Ausführung hängt die Last direkter vom Aufgabestrom ab. In beiden Fällen ist die Geschwindigkeit des aus dem Rotor austretenden Materials proportional zur Drehzahl; die Betreiber stellen die Sandfeinheit meist über die Rotordrehzahl ein.

Umfangsgeschwindigkeit und Drehzahleinstellung

Die eigentliche Größe, die das Produkt beim VSI bestimmt, ist die Spitzengeschwindigkeit des Rotors. Da der Rotordurchmesser feststeht, ändert sich diese Geschwindigkeit nur mit der Drehzahl. Bei Einstellung über das Riemenscheibenverhältnis wird der Motor meist 4-polig gewählt, und die Rotordrehzahl ergibt sich aus dem Verhältnis der Scheibendurchmesser; wird eine andere Sandfraktion gewünscht, tauscht man den Riemenscheibensatz.

In Anlagen mit häufig wechselndem Produkt erledigt ein Frequenzumrichter diese Aufgabe, ohne dass Riemenscheiben demontiert werden müssen. Unsere Drehstrombaureihen sind für den Betrieb am Umrichter geeignet. Wird beim VSI die Drehzahl gesenkt, sinkt auch das vom Rotor benötigte Drehmoment, daher ist das Kühlproblem bei niedriger Drehzahl meist begrenzt; soll jedoch lange deutlich unterhalb der Nenndrehzahl mit vollem Drehmoment gefahren werden, kann ein Fremdlüfter nötig sein. Bei langem Motorkabel ist ein dv/dt- oder Sinusfilter zu prüfen. Geben Sie diese Bedingungen bei der Bestellung an; Einzelheiten finden Sie auf der Seite umrichtertaugliche Elektromotoren.

Ein Motor oder zwei Motoren?

Bei kleinen VSI treibt ein einziger Motor die Rotorwelle über Riemen an. Bei großen Modellen werden dagegen zwei Motoren beiderseits der Welle angeordnet, die jeweils über einen eigenen Riemensatz dieselbe Rotorriemenscheibe antreiben. Diese Anordnung erlaubt es, die Last auf zwei mittelgroße Motoren statt auf einen sehr großen Motor zu verteilen.

Bei der Zwei-Motoren-Anordnung ist die Lastaufteilung wichtig. Beide Motoren müssen dasselbe Modell mit derselben Drehzahl sein, die Riemenscheibendurchmesser gleich und die Riemenspannungen ähnlich. Der Motor mit lockeren Riemen übernimmt weniger Last, der andere mehr und erwärmt sich stärker. Jeder Motor erhält einen eigenen Überstromschutz; die Ströme beider Motoren nebeneinander zu beobachten, zeigt eine Unwucht in der Lastverteilung frühzeitig an. Die Motoren drehen in dieselbe Richtung und laufen gemeinsam an. Damit bei einem Tausch beide Motoren vom selben Typ sind, ist es praktisch, den Ersatzmotor vom selben Modell vorzuhalten.

Montage und Lager an einer Maschine mit senkrechter Welle

Bei vielen VSI-Konstruktionen sitzen die Motoren parallel zur senkrechten Rotorwelle in vertikaler Lage mit nach oben gerichteter Welle auf einem Grundrahmen mit Spannschlitten. Das ist eine andere Montage als beim horizontalen Fußmotor und muss bei der Bestellung ausdrücklich angegeben werden. Je nach Baugröße werden die Fußausführung B3, die Flanschausführungen B5 und B14, die kombinierten Bauformen B34 und B35 sowie die vertikalen Bauformen V1, V3, V5, V6 und V15 angeboten; Flansch- und Wellenmaß werden bei der Bestellung bestätigt.

In der vertikalen Anordnung mit Welle nach oben belasten das Gewicht der Riemenscheibe und der Riemenzug die Lager sowohl axial als auch radial. Ein weiteres Risiko ist die Ansammlung von Wasser oder feinem Sand am Wellenaustritt im oberen Gehäuseteil; ein Schutzdach über dem Motor und ein sauber gehaltener Wellenaustritt werden empfohlen. Bei Anordnungen mit langem Riementrieb sollten der feste Sitz der Schlittenschrauben und die Ausrichtung der Riemenscheiben regelmäßig geprüft werden.

Anlauf, Unwucht und Rotorverschleiß

Da der Rotor mit hoher Drehzahl läuft, speichert er viel Energie, und der Anlauf dauert lange. Der Start sollte mit leerem Rotor erfolgen; der Gesteinsfluss darf erst beginnen, wenn der Motor seine Nenndrehzahl erreicht hat. Ob Stern-Dreieck, Sanftanlasser oder Frequenzumrichter geeignet ist, hängt von der Rotorträgheit, der Transformatorleistung und bei der Zwei-Motoren-Anordnung davon ab, ob die beiden Motoren gleichzeitig oder nacheinander anlaufen.

Ein bekanntes Risiko des VSI für den Antrieb ist die Rotorunwucht. Bricht eine der Verschleißspitzen im Rotor ab oder lagert sich das Gesteinsbett einseitig unregelmäßig ab, steigt die Vibration plötzlich an. Diese Vibration überträgt sich über die Riemen auf den Motor und belastet Lager und Fundamentverbindungen. Ein Schwingungssensor am Brecher sowie ein PTC-Thermistor oder PT100 im Motor melden diesen Zustand frühzeitig; beides ist als Bestelloption erhältlich. Für Motoren, die im Winter lange stillstehen, kann auch eine Stillstandsheizung gewünscht werden.

Nasser Sand und staubige Umgebung

Da der VSI ein sehr feines Produkt liefert, verbreitet er viel Staub in seiner Umgebung; manche Anlagen sprühen Wasser, um den Staub zu binden. Unsere Motoren haben ein Gehäuse in Schutzart IP55 und eine Wicklungsisolierung der Klasse F; dieser Schutz gilt für Staub und Regen. Soll der Motor an einer Stelle mit direktem Wasserstrahl oder an einem mit Druckwasser gereinigten Ort stehen, ist ein Standard-IP55-Motor für diese Bedingung nicht ausgelegt; ein Schutzdach oder ein Sondermotor ist nötig – bitte bei der Bestellung angeben. Auch schlammiger Staub zwischen den Kühlrippen verringert die Wärmeabfuhr; seine Reinigung gehört in den Wartungsplan.

Beispielmotoren für VSI

Die aufgeführten Motoren dienen der Orientierung; welcher Motor geeignet ist, wird unter gemeinsamer Betrachtung von Rotorlast, gewünschter Drehzahl, Bauform und Bedingungen vor Ort entschieden. Zur Information: Das Modell 315M-4 liefert bei 1488 U/min ein Nenndrehmoment von 847,2 Nm, das Modell 315L2-4 bei 1490 U/min 1282 Nm; beide haben einen Servicefaktor von 1,15.

Erforderliche Angaben für ein Angebot

Teilen Sie uns bitte Marke und Typ des VSI mit, ob er mit einem oder zwei Motoren arbeitet, die benötigte Leistung (kW) und Drehzahl (U/min) je Motor, die Netzspannung, die Bauform (insbesondere vertikal oder horizontal), das Anlaufverfahren und die Stückzahl. Ein Foto des Typenschilds des vorhandenen Antriebs beschleunigt den Vergleich.

Modelle und aktuelle Preise finden Sie in unserem Shop, für große Leistungen in der Liste der Elektromotoren mit Graugussgehäuse. Die vertikalen Montagemöglichkeiten sind unter der Frage zu den Bauformen zusammengefasst. Für WhatsApp und Telefon nutzen Sie bitte die Kontaktseite.

Häufig gestellte Fragen

Was kann die Ursache sein, wenn bei einem VSI mit zwei Motoren einer wärmer läuft?

Meist ein Unterschied in der Riemenspannung oder im Riemenscheibendurchmesser; der Motor auf der strafferen Seite übernimmt mehr Last. Die Riemen werden gleichmäßig gespannt, die Riemenscheiben vermessen und die Ströme beider Motoren verglichen. Außerdem sollte geprüft werden, ob es sich um dasselbe Modell handelt.

Lässt sich die Sandfeinheit beim VSI ohne Motortausch einstellen?

Ja; die Rotordrehzahl kann über den Riemenscheibensatz oder einen Frequenzumrichter geändert werden. Eine Drehzahlerhöhung darf die Grenze des Rotorherstellers nicht überschreiten, und die Motorleistung ist für den neuen Betriebspunkt zu prüfen.

Worauf ist bei einem vertikal montierten VSI-Motor zusätzlich zu achten?

Die Bauform muss bei der Bestellung klar angegeben werden, da die Lager in vertikaler Anordnung anders belastet werden. Zeigt der Wellenaustritt nach oben, werden ein Schutzdach und Maßnahmen gegen die Ansammlung von Wasser und Sand empfohlen.

Wird der Motor beschädigt, wenn eine Verschleißspitze im Rotor bricht?

Eine plötzliche Unwucht erhöht die Vibration und belastet die Lager; wird der Brecher nicht sofort gestoppt, können Motorlager und Fundamentverbindungen Schaden nehmen. Schwingungsüberwachung mit automatischer Abschaltung verringert dieses Risiko.