Moteur électrique pour réducteur à roue et vis sans fin

Comme un réducteur à roue et vis sans fin peut ramener la vitesse élevée d'un moteur à une vitesse de sortie très basse en un seul étage, on le rencontre souvent sur les lignes d'emballage, les vis doseuses, les petits convoyeurs et les entraînements de portes et de barrières. Cette page traite uniquement du moteur asynchrone triphasé raccordé à l'entrée d'un tel réducteur ; la comparaison générale des types de réducteurs se trouve sur la page moteurs électriques pour réducteurs.

Que fait tourner le moteur dans un réducteur à vis sans fin ?

Le carter du réducteur contient une vis en acier entraînée par l'arbre moteur et une roue qui engrène avec elle, généralement en bronze (la roue à vis). Le moteur ne fait tourner que la vis. À chaque tour de vis, la roue n'avance que d'une ou de quelques dents ; l'arbre de sortie tourne donc bien en dessous de la vitesse du moteur, sur un axe perpendiculaire à l'arbre moteur.

Distinguer d'emblée ce que le moteur ne fait pas facilite le choix. La vitesse de sortie est fixée par le rapport du réducteur, pas par le moteur. Retenir une charge à l'arrêt n'est pas non plus le rôle du moteur : certains réducteurs à vis sans fin à rapport élevé se laissent difficilement entraîner depuis la sortie, mais ce comportement varie avec les vibrations, la température et l'usure et ne tient pas lieu de frein. Les chocs et efforts axiaux sur l'arbre de sortie sont repris par la roue, les roulements et le carter du réducteur.

Quelles données réunir pour choisir le moteur de ce réducteur ?

Le choix du moteur commence par la plaque du réducteur. La plaque ou le catalogue du réducteur indique le type, le rapport (i), la puissance et la vitesse d'entrée admissibles, la taille IEC de la bride d'entrée et le diamètre de l'alésage à l'entrée de la vis. S'y ajoutent la vitesse et le couple de sortie demandés par la machine, la durée de fonctionnement journalière et le nombre de démarrages par heure.

Les rubriques du tableau constituent une liste de données ; aucune ne vaut à elle seule choix définitif du moteur.

Tenir compte du rendement du réducteur pour la puissance et la vitesse

La vitesse de sortie est à peu près la vitesse nominale du moteur divisée par le rapport du réducteur. La puissance moteur nécessaire est le produit du couple et de la vitesse de sortie, divisé par 9550 et par le rendement du réducteur. Pour la vis sans fin, ce dernier terme est déterminant : à cause du frottement de glissement entre vis et roue, le rendement est plus faible que celui des réducteurs à engrenages, et il diminue encore lorsque le rapport augmente et au moment du démarrage. Prenez la valeur de rendement non pas au jugé, mais dans le tableau fourni par le fabricant du réducteur pour ce rapport et cette vitesse d'entrée.

Si vous disposez d'une machine en service, le point de départ le plus fiable est la plaque du moteur existant. La puissance et la vitesse qui y figurent ont fait leurs preuves face à la charge vue par le réducteur pendant des années. Si la machine doit tourner plus vite ou plus lentement, on modifie en général le rapport du réducteur ; changer le nombre de pôles du moteur perturbe à la fois le couple de sortie et la condition d'entrée du réducteur.

Les valeurs côté moteur se lisent dans le catalogue. Par exemple, le modèle aluminium 0,55 kW 80M1-4 donne un couple nominal de 3,75 Nm à 1 400 tr/min et le modèle aluminium 1,1 kW 90S-4 donne 7,27 Nm à 1 445 tr/min. Ce sont des valeurs à l'arbre moteur ; le couple en sortie du réducteur est cette valeur multipliée par le rapport et le rendement du réducteur. L'écart de couple selon le nombre de pôles figure dans notre article tableau des couples.

Sur les réducteurs à vis sans fin, le moteur quatre pôles de la classe 1500 tr/min environ est courant. Un moteur deux pôles augmente la vitesse de glissement sur la vis ; la vitesse d'entrée admissible du réducteur peut être dépassée et l'échauffement augmente. Un moteur six pôles donne une vitesse de sortie plus basse avec le même rapport ; cette voie n'est à envisager que si les données du réducteur couvrent aussi cette vitesse d'entrée.

Raccordement à l'entrée de la vis : bride, arbre creux et clavette

Sur la plupart des réducteurs à vis sans fin, l'arbre moteur et sa clavette entrent dans l'entrée creuse de la vis et la bride du moteur est boulonnée sur la bride d'entrée du réducteur. Il n'y a pas d'accouplement ; le moteur est suspendu au réducteur. Le premier point à vérifier est donc la taille de carcasse IEC du moteur (63, 71, 80, 90…), car le diamètre d'arbre et les cotes de bride en dépendent. Le tableau des tailles de carcasse donne les correspondances.

Les petits réducteurs utilisent la petite bride B14 à trous taraudés, les plus grands la grande bride B5 à trous lisses. Comme une même carcasse peut exister avec plusieurs tailles de bride B14, il faut mesurer le diamètre extérieur, le diamètre de centrage et l'entraxe des trous de la bride. Les autres valeurs à comparer sont le diamètre et la longueur d'arbre, la largeur de clavette, le nombre de trous et la distance entre la boîte à bornes et le carter du réducteur. Si moteur et réducteur sont reliés séparément par un accouplement, l'entraxe des trous de pattes et la hauteur d'axe du moteur à pattes s'ajoutent à la liste. Sans ces contrôles, on ne peut pas affirmer qu'un moteur se montera directement sur le réducteur. Les options de bride se trouvent sur la page moteurs à bride B5 et B14.

Comme le réducteur à vis sans fin peut être installé vis en haut, en bas ou sur le côté, le moteur n'est pas toujours horizontal. S'il se trouve arbre vers le bas (V1) ou arbre vers le haut (V3) sur la machine, indiquez-le à la commande ; ces positions modifient la charge des roulements et l'endroit où l'eau s'accumule sur le moteur. Les formes de montage disponibles sont listées dans la question formes de montage.

Conditions ambiantes à côté d'un carter de réducteur chaud

Dans un réducteur à vis sans fin, la puissance perdue par frottement de glissement se transforme en chaleur ; le carter fonctionne donc plus chaud qu'un réducteur à engrenages à charge égale. La bride du moteur est boulonnée sur ce carter chaud et le ventilateur du moteur ne refroidit que le moteur, pas le réducteur. Dans un compartiment fermé comme le bâti d'une machine d'emballage, l'air chaud recircule ; laissez derrière le capot de ventilateur un espace où le moteur peut aspirer de l'air.

Les valeurs du catalogue HEM Motor s'appliquent à des températures ambiantes de −15 à +40 degrés Celsius et à une altitude jusqu'à 1000 m. Si le compartiment moteur dépasse cette limite ou si le site est plus élevé, signalez-le à la commande. La série est livrée en protection IP55 avec isolation classe F. La résistance anticondensation pour les locaux lavés ou refroidis la nuit et la sonde PTC ou PT100 de surveillance du bobinage sont des options de commande.

Marche-arrêt, variateur et fonctionnement à basse vitesse

Sur une vis doseuse, une porte ou un poste d'emballage, le moteur démarre de nombreuses fois par heure. Le fort courant de chaque démarrage échauffe le bobinage ; dans ce type de service, une sonde PTC dans le bobinage facilite la protection. Le réducteur à vis sans fin présente un frottement interne plus élevé au décollage, le couple de démarrage du moteur doit donc couvrir cet instant ; on utilise pour ce contrôle le rendement au démarrage donné dans le catalogue du réducteur.

Lorsque la vitesse est réduite par un variateur de fréquence, deux effets se combinent : le ventilateur calé sur l'arbre moteur ralentit et le rendement du réducteur change car la vitesse de glissement de la vis baisse aussi. Un moteur appelé à tourner longtemps à basse fréquence et à couple plein peut nécessiter une ventilation forcée ; si le câble moteur est long, un filtre dv/dt ou sinus est envisagé. Signalez ces conditions à la commande ; les détails figurent sur la page moteurs compatibles variateur. Pour les portes et barrières à inversion de sens, précisez à la commande si un moteur frein est nécessaire ; la sécurité de maintien de la charge relève de la conception de la machine.

Quelles informations envoyer pour remplacer l'ancien moteur ?

Pour un moteur déposé d'un réducteur, le plus rapide est d'envoyer par WhatsApp les photos des plaques du moteur et du réducteur en suivant les étapes de la page moteur équivalent selon la plaque. Si la plaque est illisible, les mesures ci-dessous suffisent.

• Photo de la plaque moteur : puissance (kW), vitesse (tr/min), tension et couplage (Δ/Y)
• Plaque du réducteur : type, rapport et vitesse d'entrée admissible
• Type de bride (B14 ou B5), diamètre extérieur de bride et entraxe des trous
• Diamètre et longueur d'arbre moteur, largeur de clavette
• Position du réducteur sur la machine et orientation du moteur (horizontal, V1, V3)
• Nombre approximatif de démarrages par heure et utilisation éventuelle d'un variateur
• Quantité souhaitée

Le type de machine et la durée de fonctionnement sont évalués avec ces informations ; nos coordonnées WhatsApp et téléphone sont sur la page contact.

Moteurs de la boutique à examiner pour les entraînements à vis sans fin

Les réducteurs à vis sans fin servant surtout en petites et moyennes puissances, les moteurs à carcasse aluminium, légers et suspendus à la bride, sont le premier groupe à consulter ; pour les entraînements soumis à des chocs ou en ambiance sévère, les moteurs à carcasse fonte peuvent aussi être examinés. Tous les modèles figurent dans la boutique de moteurs électriques.

Exemples quatre pôles : 0,37 kW 71M2-4 aluminium (1 340 tr/min), 0,55 kW 80M1-4 aluminium (1 400 tr/min), 1,1 kW 90S-4 aluminium (1 445 tr/min) et 3 kW 100L2-4 aluminium (1 450 tr/min). Ces modèles sont donnés uniquement à titre d'exemple ; leur adéquation à votre réducteur et à votre machine est confirmée séparément avec les données de bride, d'arbre et de charge. Pour le carter de réducteur, voir la catégorie réducteurs à roue et vis sans fin de notre site ; les suggestions de cette page ne concernent que le moteur, le réducteur se choisit à part selon ses propres données.

Questions fréquentes

Le carter du réducteur à vis sans fin est très chaud ; le problème vient-il du moteur ?

Dans ce type de réducteur, la puissance perdue se transforme en chaleur ; il est donc normal que le carter soit plus chaud que celui d'un réducteur à engrenages. Comparez le courant moteur à la valeur de plaque ; si le courant est normal, niveau d'huile, rapport et charge sont à contrôler côté réducteur.

Puis-je monter un moteur deux pôles à la place d'un quatre pôles ?

À rapport inchangé, la vitesse de sortie double à peu près et le couple de sortie baisse ; la vitesse de glissement sur la vis augmente aussi. Restez dans la même classe de vitesse que l'ancien moteur pour ne pas dépasser la vitesse d'entrée admissible du réducteur.

L'irréversibilité du réducteur remplace-t-elle un frein ?

Non. Même si certains réducteurs à vis sans fin à rapport élevé résistent à l'entraînement inverse, ce comportement s'affaiblit avec les vibrations et l'usure. Sur les machines qui doivent retenir une charge, le frein et le dispositif de sécurité sont traités à part dans la conception de la machine ; précisez à la commande si un moteur frein est nécessaire.

Que faut-il mesurer pour commander un moteur à bride B14 ?

Mesurez le diamètre extérieur de la bride, le diamètre de centrage, l'entraxe et le filetage des trous, ainsi que le diamètre et la longueur d'arbre. Plusieurs tailles B14 pouvant exister sur une même carcasse, le numéro de carcasse seul ne suffit pas.

Peut-on utiliser un moteur monophasé sur un petit entraînement à vis sans fin ?

En l'absence de réseau triphasé, notre série de moteurs monophasés de 0,18 à 5,5 kW peut être envisagée. Le couple de démarrage et les cotes de bride du moteur monophasé doivent être vérifiés au regard du besoin de démarrage du réducteur.