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En una trituradora (shredder) de plástico el rotor gira apenas unas decenas de vueltas por minuto, pero necesita un par muy alto para desgarrar el material. Este par no lo produce el motor por sí solo, sino el motor junto con el reductor: la velocidad de un motor trifásico estándar de 4 polos se reduce con el reductor y el par aumenta en la misma proporción. Por eso, en el accionamiento de una trituradora la decisión principal es la relación del reductor y su resistencia a las cargas de choque; la potencia del motor es un eslabón de esa cadena.
¿Cómo cambia la elección del motor la diferencia entre trituradora y granuladora?
En el reciclaje de plástico se confunden a menudo dos tipos de máquina. La granuladora (molino) corta el material con un rotor de cuchillas a alta velocidad hasta un tamaño que pasa por la criba; el motor suele unirse al rotor mediante correa y polea, y la inercia del rotor forma parte del trabajo. La trituradora, en cambio, desgarra piezas grandes, bidones, perfiles y balas de film con cuchillas de gancho o dentadas que giran despacio. Sus necesidades de motor son distintas:
| Característica | Trituradora | Granuladora |
|---|---|---|
| Velocidad del rotor | Baja (con reductor) | Alta (con correa o directa) |
| Cadena de accionamiento | Motor + reductor (+ acoplamiento o correa) | Motor + correa y polea |
| Magnitud determinante | Par de salida del reductor | Inercia del rotor y arranque |
| Comportamiento en atasco | El rotor se detiene y se invierte a menudo | La correa patina o salta el térmico |
Este artículo se centra en el accionamiento de la trituradora: par alto a baja velocidad, compatibilidad con el reductor e inversión de giro.
¿Cómo se multiplica el par en el reductor?
El reductor reduce la velocidad según su relación y aumenta el par aproximadamente en la misma proporción; la diferencia es el rendimiento del reductor. La relación sencilla es: par de salida ≈ par del motor × relación del reductor × rendimiento. La velocidad de salida se obtiene dividiendo la velocidad nominal del motor entre la relación.
Ejemplo de cálculo hipotético: un motor de 22 kW y 4 polos tiene un par nominal de 142,9 Nm y una velocidad nominal de 1470 rpm. Si este motor se usa con un reductor de relación 20:1 y un rendimiento supuesto de aproximadamente 0,95, el rotor gira a unas 73 rpm y a la salida del reductor se obtiene un par nominal de unos 2700 Nm. Un motor más pequeño podría dar el mismo par en el rotor con un reductor 40:1, pero la velocidad del rotor se reduciría a la mitad. La velocidad del rotor es un valor de diseño de la máquina; cambiar la relación cambia la capacidad y el comportamiento de corte.
Par de arranque y par máximo
El par de arranque y el par máximo de un motor asíncrono están por encima del par nominal, y estos valores figuran en el catálogo del motor. Cuando una pieza dura frena el rotor de la trituradora, el motor entrega brevemente un par superior al nominal; este pico se transmite tal cual al reductor y a los ejes. Por eso se comprueba no solo el par nominal del reductor, sino también su resistencia a los picos y choques de par. Para los valores de par por modelo, consulte la tabla de pares.
Elección del reductor y acoplamiento: ¿quién absorbe el choque?
En una trituradora la carga no es uniforme; cada golpe de cuchilla crea una onda de par. El reductor que soporta esta carga se elige con el factor de aplicación (de servicio) que su fabricante indica para cargas de choque. Este factor del reductor es un concepto distinto del factor de servicio de la placa del motor y se lee en el catálogo del reductor.
- Tipo de reductor: Para par alto y choques se suelen usar reductores planetarios o cónico-helicoidales. Los reductores de tornillo sinfín pueden quedarse cortos en esta aplicación por rendimiento y resistencia al choque.
- Acoplamiento hidráulico: Colocado entre motor y reductor, suaviza el arranque, permite que el motor arranque sin carga y amortigua parte del choque en un atasco repentino.
- Limitador de par: Protege la cadena de accionamiento frente a un objeto que no se puede romper, como una pieza metálica. La transmisión por correa también ofrece un margen limitado de deslizamiento, pero el patinaje continuo de la correa supone calentamiento y desgaste.
- Unión motor-reductor: En la unión directa con brida, la carcasa IEC y el tamaño de brida deben coincidir con la entrada del reductor. Las formas de montaje se ofrecen según la carcasa; el tamaño de la brida se confirma en el pedido. Para opciones de accionamiento con reductor, consulte la página de motores eléctricos para reductores.
Inversión de giro y gestión de atascos
Las trituradoras suelen detectar el atasco por el aumento de corriente: cuando la corriente del motor supera un valor fijado, el mando detiene el rotor, lo invierte brevemente y luego lo vuelve a poner hacia delante. Este ciclo puede repetirse muchas veces en un turno, y es lo que realmente exige al motor.
- La inversión debe hacerse después de que el rotor se haya detenido por completo; invertir bruscamente un motor en marcha genera un golpe de corriente y de par.
- Las inversiones frecuentes acumulan calor de arranque. Un variador de frecuencia reduce ese calor y el golpe mecánico mediante rampas. Las series trifásicas de HEM Motor son aptas para el control de velocidad con variador; en funcionamiento prolongado a baja velocidad con par completo puede ser necesario un ventilador externo y, si el cable variador-motor es largo, se valora un filtro dv/dt o senoidal. Estas condiciones se indican en el pedido; los detalles están en la pregunta sobre el uso con variador.
- Si una trituradora de doble eje tiene dos motores separados, el reparto de carga y el funcionamiento sincronizado se resuelven en el mando; los motores deben tener la misma potencia y velocidad.
