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Al elegir el motor de un molino de bolas, la verdadera dificultad no es el funcionamiento, sino el arranque: la carga de bolas y material dentro del tambor forma una gran masa desequilibrada que el motor debe levantar desde el primer instante. El motor tiene que poder soportar esta carga durante todo el arranque, estar bien unido al sistema de engranajes o correas que hace girar el tambor y arrancar con un método adecuado al arranque en carga. Este artículo se centra en los accionamientos de los molinos de bolas pequeños y medianos de plantas de cemento, minería, cerámica y cal.
¿Cómo se genera la carga en un molino de bolas?
El molino de bolas es un tambor horizontal con bolas de acero y el material que se va a moler. Al girar el tambor, las bolas suben con la pared hasta cierta altura y después ruedan y caen, moliendo el material. El trabajo principal del motor es mantener esa masa de bolas y material permanentemente levantada hacia un lado. Cuanto más lleno esté el molino y mayor sea el tambor, mayor es el par necesario.
El carácter de esta carga es estable: una vez que el molino alcanza su velocidad, la demanda de potencia apenas fluctúa. Sin embargo, en el momento del arranque, el motor tiene que mover la masa inmóvil y obligarla a subir con el tambor. Por eso, en el motor de un molino, el par y el tiempo de arranque son tan importantes como la potencia nominal.
La velocidad del tambor también es determinante. El efecto de molienda de las bolas depende de que el tambor gire a cierta fracción por debajo de la velocidad crítica. Esta velocidad la fija el fabricante del molino; el motor se elige junto con la relación de transmisión que permite alcanzarla.
Disposiciones de accionamiento: corona, correa y accionamiento central
Según el tamaño del molino se usan distintas disposiciones. La forma de elegir el motor depende de cada una:
- Corona y piñón: Una gran corona dentada rodea el exterior del tambor. El motor hace girar el piñón a través de un reductor y un acoplamiento, y el piñón mueve la corona. Es habitual en molinos medianos y grandes.
- Molinos pequeños con correa: En molinos de laboratorio y de pequeña producción, el motor puede accionar el tambor o un contraeje mediante correa.
- Accionamiento central (por un extremo): Motor y reductor se unen al eje del tambor por un extremo.
- Molinos sobre rodillos: En molinos pequeños de cerámica y pintura, el tambor gira sobre dos rodillos motrices; el motor que hace girar los rodillos transmite la carga por rozamiento.
En la disposición de corona, la relación del reductor entre el motor y el piñón reduce la velocidad del motor a la del tambor. En esta disposición, la conexión de entrada del reductor, la alineación del acoplamiento y la posición del motor respecto al reductor son los puntos principales que se comprueban al elegir un motor de repuesto.
Arranque en carga: ¿por qué es crítico?
El molino de bolas siempre arranca cargado; las bolas permanecen dentro. Esto significa que el motor acelera contra una resistencia inicial elevada. Durante el arranque la corriente se mantiene alta y el calor se acumula en el bobinado. Cuanto más dura el arranque, más aumenta ese calor.
El problema de la carga apelmazada
Si el molino permanece parado mucho tiempo, sobre todo en molienda húmeda, el material y las bolas pueden compactarse en el fondo del tambor formando una sola masa. Al arrancar, esa masa sube con el tambor y en cierto punto se desprende de golpe y cae. Esta caída produce un fuerte impacto en el tambor, los blindajes, la corona y los cojinetes. En molinos grandes, para reducir este riesgo se utiliza un accionamiento de giro lento (inching) independiente del principal; el molino se gira primero lentamente con este dispositivo para soltar la carga.
El accionamiento de inching suele constar de un motor pequeño independiente, un reductor y un embrague o unión bloqueable. Este motor pequeño también se evalúa por separado según su propia placa; en algunas disposiciones se usa un motor freno, que no forma parte de la serie estándar.
Método de arranque
- Arranque directo: Proporciona el par de arranque más alto, pero aplica un fuerte golpe a la red y a la mecánica. Se ve en molinos pequeños cuando la red lo permite.
- Estrella-triángulo: Reduce el par de arranque; puede resultar insuficiente para arrancar un molino cargado y en general no se prefiere.
- Arrancador suave: Reduce la corriente y el golpe; pero como el par también baja con la tensión reducida, su ajuste debe hacerse con cuidado en un molino cargado.
- Variador de frecuencia: Puede dar un par de arranque elevado con baja corriente y permite además ajustar la velocidad del tambor.
Históricamente, en los molinos grandes se han usado motores de anillos (rotor bobinado) con resistencias de arranque. Este tipo de motor es distinto del motor estándar de jaula de ardilla; si el molino existente tiene esta disposición, esta tarea requiere un motor especial y puede quedar fuera del alcance de la serie estándar del catálogo 2026 de HEM Motor. Consúltenos con los datos de la placa y del cuadro.
Variador, refrigeración y protección
Si el molino funciona con variador, se aplica esta indicación general: nuestras series trifásicas son aptas para el control de velocidad con variador de frecuencia; en funcionamiento prolongado a baja velocidad con par pleno puede ser necesario un ventilador externo y, si el cable entre el variador y el motor es largo, se valora un filtro dv/dt o senoidal; estas condiciones se indican en el pedido. En una carga como un molino, que exige un par alto y constante, debe indicarse expresamente si la velocidad va a bajarse claramente por debajo del valor nominal. El marco general figura en la pregunta sobre el uso con variador.
En cuanto a la protección, el ajuste térmico debe elegirse para soportar el largo tiempo de arranque. Los sensores de temperatura PTC o PT100 integrados en el bobinado pueden solicitarse como opción en el pedido; estos sensores vigilan directamente el calentamiento que una protección basada en la corriente podría pasar por alto. Los detalles sobre los elementos de protección se explican en nuestro artículo sobre la elección de relé térmico y fusibles.
En las plantas de molienda hay mucho polvo; la rejilla de la tapa del ventilador y las aletas de la carcasa deben limpiarse con regularidad. Si la temperatura ambiente es alta, se indica en el pedido.
