Moteurs électriques pour réducteurs

Un réducteur ramène la vitesse élevée du moteur à la vitesse lente dont la machine a besoin et, ce faisant, augmente le couple sur l'arbre de sortie dans le même rapport. Le couple disponible en sortie dépend de la puissance et de la vitesse du moteur raccordé à l'entrée. Cette page explique comment choisir les moteurs asynchrones triphasés standard associés aux réducteurs à vis sans fin, hélicoïdaux, à couple conique et à arbres parallèles ; nos autres pages d'application figurent dans la liste moteurs électriques par secteur d'activité.

Partage des rôles entre moteur et réducteur

Le moteur asynchrone travaille à l'aise à sa propre vitesse : un moteur deux pôles tourne à une vitesse de synchronisme d'environ 3000 tr/min, un quatre pôles à 1500 et un six pôles à 1000 tr/min. Un tambour de convoyeur, une pale de malaxeur ou un tambour de treuil tournent pourtant à quelques dizaines de tours par minute. Le réducteur comble l'écart. Le rapport de réduction divise la vitesse du moteur pour donner la vitesse de sortie ; pertes mises à part, le couple de sortie est multiplié à peu près par le même rapport.

Cette relation a deux conséquences pour le choix du moteur. D'abord, la puissance du moteur découle du couple et de la vitesse de sortie requis par la machine ; on ne choisit pas un moteur d'après la seule taille du carter du réducteur. Ensuite, si l'on change le nombre de pôles du moteur sans modifier le rapport du réducteur, la vitesse de la machine change aussi. Le moteur de remplacement doit donc appartenir à la même classe de vitesse que l'ancien.

Types de réducteurs et effet sur le moteur

Réducteur à vis sans fin

La vis portée par l'arbre moteur entraîne la roue en bronze de l'arbre de sortie ; entrée et sortie sont à angle droit. Il offre un grand rapport dans un faible volume, il est silencieux et courant sur les entraînements d'emballage, petits convoyeurs, portes et dosage. En raison d'un frottement de glissement élevé, son rendement est inférieur à celui des réducteurs à engrenages ; cette perte doit s'ajouter à la puissance du moteur. Sur certains modèles à grand rapport, l'entraînement inverse depuis l'arbre de sortie devient difficile, mais cette propriété ne doit pas remplacer un frein.

Réducteur hélicoïdal et à arbres parallèles

Les engrenages hélicoïdaux réduisent la vitesse par étages. Leur rendement est élevé, ils transmettent de forts couples et sont préférés sur les entraînements en service continu de bandes, élévateurs, malaxeurs et extrudeuses. Les modèles plats à arbres parallèles peuvent être emmanchés directement sur le tambour du convoyeur en version pendulaire.

Réducteur à couple conique

L'engrenage conique du premier étage renvoie le mouvement à 90°, les étages hélicoïdaux suivants complètent le rapport. On l'emploie à la place de la vis sans fin lorsqu'on veut à la fois un renvoi d'angle et un bon rendement ; il est fréquent sur les convoyeurs lourds et la translation des ponts roulants.

La bonne vitesse d'entrée du réducteur

Les catalogues des fabricants de réducteurs donnent généralement rapports et couples de sortie pour une entrée quatre pôles d'environ 1500 tr/min. C'est pourquoi la plupart des entraînements à réducteur utilisent un moteur quatre pôles. Le moteur deux pôles est plus petit et plus léger à puissance égale, mais une vitesse d'entrée élevée ne convient pas à tous les réducteurs du point de vue de la durée de vie des engrenages et roulements ; vérifiez la vitesse d'entrée maximale admise. Le moteur six pôles fournit plus de couple à puissance égale et peut réduire le nombre d'étages sur les entraînements lents demandant un très grand rapport.

Par exemple, le modèle 4 kW 112M-4 aluminium de HEM Motor fournit un couple nominal de 26,3 Nm à 1 450 tr/min nominaux. Le modèle 4 kW 112M-2 en fonte, deux pôles de même puissance, fournit 13,1 Nm à 2 905 tr/min. Le couple d'entrée à multiplier par le rapport du réducteur varie donc presque du simple au double selon le nombre de pôles ; les valeurs détaillées figurent dans notre article tableau des couples.

Bride, arbre et compatibilité de montage

Sur les entraînements à réducteur, la première chose à contrôler est la liaison mécanique. Si le moteur se monte directement sur la bride d'entrée du réducteur, le diamètre de centrage de la bride, les trous de fixation, le diamètre d'arbre et la clavette doivent être identiques à l'entrée du réducteur. La petite bride B14 est courante sur les petits et moyens réducteurs, la grande bride B5 sur les gros. Dans les montages où moteur à pattes et réducteur sont reliés séparément par un accouplement, on choisit B3 ou B34, B35 qui associent pattes et bride.

HEM Motor propose toutes ces liaisons ainsi que les positions V1, V3, V5, V6, V15 pour les entraînements verticaux, selon la taille de carcasse ; les cotes de bride et d'arbre sont vérifiées avec vous à la commande. Pour le contrôle dimensionnel, voir les plans techniques et la page moteurs à bride B5 et B14, et pour le montage pattes-bride la page moteurs B34 et B35.

Si le moteur est monté arbre en bas ou arbre en haut, la charge des roulements et les conditions d'étanchéité changent ; indiquez clairement la position à la commande.

Carcasse aluminium ou fonte ?

La série à carcasse aluminium de HEM Motor couvre 0,25 à 11 kW et la série en fonte 0,55 à 355 kW. Sur les petits et moyens moteurs suspendus au réducteur par leur bride, la légèreté de l'aluminium réduit la charge sur la bride du réducteur ; les entraînements d'emballage, de remplissage et de bandes légères relèvent de ce groupe. Sur les réducteurs des alimentateurs de concasseurs, bandes lourdes, malaxeurs et machines vibrantes soumis à des chocs, la robustesse de la fonte prend le dessus. Le détail de ce choix est expliqué dans la question aluminium ou fonte.

Démarrage, variateur et échauffement

Le réducteur multiplie aussi le couple de démarrage du moteur par le même rapport. Lorsqu'une vis transporteuse pleine ou une bande chargée démarre en direct, les engrenages du réducteur reçoivent un choc brutal. Un variateur de fréquence ou un démarreur progressif atténue ce choc ; le variateur permet en outre de régler la vitesse de sortie sans changer de rapport. Si le moteur doit tourner longtemps à couple plein et basse fréquence sur variateur, le ventilateur calé sur l'arbre ralentit et une ventilation complémentaire peut être nécessaire ; si le câble entre moteur et variateur est long, un filtre dv/dt ou sinus est envisagé. Signalez-nous ces situations à la commande ; les détails figurent sur la page moteurs compatibles variateur.

Sur les entraînements à réducteur souvent arrêtés et redémarrés, la sonde PTC ou PT100 de surveillance du bobinage et, pour les moteurs installés en milieu humide, la résistance anticondensation sont des options de commande. Sur les entraînements de levage ou de manutention inclinée nécessitant un frein, indiquez le besoin d'un moteur frein à la commande.

Modèles HEM d'exemple pour entraînements à réducteur

Le tableau n'a qu'une valeur indicative. Le bon moteur se détermine en évaluant ensemble le couple et la vitesse de sortie demandés par la machine, le rapport et le rendement du réducteur, le type de liaison et l'environnement d'exploitation.

Applications à réducteur selon la machine

Les plus grands utilisateurs de moteurs à réducteur sont les lignes de manutention ; ce sujet est traité à part sur les pages moteurs électriques pour convoyeurs à bande et moteurs électriques pour systèmes de manutention. Les malaxeurs de centrales à béton, les mélangeuses d'aliments du bétail et les vis transporteuses des minoteries fonctionnent aussi avec des motoréducteurs.

Informations nécessaires pour un devis

Indiquez la machine à laquelle le réducteur est relié, la puissance (kW) et la vitesse (tr/min) du moteur, la tension du réseau, la forme de montage (B14, B5, B3, B34, B35 ou position verticale), la cote de la bride d'entrée du réducteur et le diamètre d'arbre, ainsi que le nombre de moteurs souhaité. Les photos des plaques de l'ancien moteur et du réducteur règlent souvent le choix de l'équivalent en une seule étape. Les prix des modèles figurent sur les pages de la boutique ; nos coordonnées WhatsApp et téléphone se trouvent sur la page contact.

Questions fréquentes

Puis-je monter un moteur 3000 tr/min à la place d'un 1500 tr/min sur un entraînement à réducteur ?

Si le rapport du réducteur ne change pas, la machine tourne deux fois plus vite et le couple de sortie est divisé par deux. La vitesse d'entrée admise par le réducteur peut aussi être dépassée. Conservez la même classe de vitesse que l'ancien moteur.

La bride du moteur ne s'adapte pas au réducteur : que faire ?

Transmettez-nous le diamètre de centrage, le cercle de perçage et les cotes d'arbre et de clavette de la bride d'entrée du réducteur. Nous déterminerons ensemble, à partir de ces cotes, le moteur à bride B5 ou B14 adapté à la taille de carcasse.

Pourquoi choisit-on un moteur plus puissant pour un réducteur à vis sans fin ?

Le frottement de glissement entre vis et roue, surtout à grand rapport, fait perdre plus de puissance que les réducteurs à engrenages. Cette perte doit être prise en compte avec le rendement indiqué par le fabricant du réducteur.

Puis-je faire fonctionner un motoréducteur sur variateur de fréquence ?

Oui, nos séries triphasées conviennent au réglage de vitesse par variateur. En cas de fonctionnement prolongé à pleine charge et basse vitesse ou de câble moteur long, précisez à la commande les besoins de ventilation et de filtrage.