Scelta del motore elettrico e del riduttore per un miscelatore di materie prime plastiche

Nel miscelatore per materie prime plastiche motore e riduttore si scelgono come un unico pacchetto: il riduttore determina i giri e la coppia richiesti dall'albero del miscelatore; il motore deve avere una potenza tale da fornire questa coppia all'ingresso del riduttore anche con il miscelatore pieno. La scelta non parte dal nome della macchina, ma dal tipo di miscelatore, dai giri dell'albero e dalla coppia necessaria a vasca piena. Capire come si genera il carico nei serbatoi in cui si miscelano granuli, masterbatch e additivi in polvere determina la durata sia del motore sia del riduttore.

Il tipo di miscelatore determina il carico fin dall'inizio

Nel settore della plastica il nome "miscelatore" viene usato per macchine molto diverse tra loro. Prima di decidere motore e riduttore, chiarisca con quale tipo sta lavorando.

• Miscelatore verticale a coclea: la coclea al centro di un serbatoio conico o cilindrico preleva il granulo dal basso, lo porta in alto e lo lascia ricadere dalla sommità. I giri della coclea sono relativamente bassi; il motore è collegato in genere tramite riduttore o cinghia. La coppia varia con il grado di riempimento del serbatoio e con la densità apparente del granulo.
• Miscelatore orizzontale a nastro (ribbon): in una vasca orizzontale i nastri rotanti muovono il materiale in due direzioni. L'albero gira lentamente e la coppia è elevata; l'azionamento con riduttore è quasi sempre presente.
• Miscelatore a tamburo o a vasca rotante: ruota la vasca stessa; il carico deriva dal peso sbilanciato di vasca e materiale. In uscita dal riduttore si richiede un movimento lento e costante.
• Turbomiscelatore caldo-freddo ad alta velocità (PVC dryblend): le pale girano a velocità periferica molto elevata e riscaldano la miscela per attrito. In queste macchine si usano spesso motori a due velocità o azionamenti speciali.

Gli azionamenti a due velocità dell'ultimo gruppo richiedono un motore speciale, che potrebbe non rientrare nella serie standard del catalogo 2026 di HEM Motor; ci interpelli con targa e dati dell'applicazione. Questo articolo si concentra sui miscelatori con riduttore dei primi tre gruppi.

Scelta del riduttore: giri in uscita, coppia e fattore di servizio

Sono tre i valori che determinano il riduttore. Parlare di potenza del motore prima di averli chiariti può portare in seguito a guasti di ingranaggi o cuscinetti.

Giri in uscita

I giri dell'albero del miscelatore sono il valore stabilito dal costruttore della macchina in base a qualità e tempo di miscelazione. Il rapporto di riduzione si ottiene dividendo i giri nominali del motore per questi giri in uscita. Nei motori a 4 poli i giri nominali sono intorno a 1450–1460 giri/min; il rapporto si calcola di conseguenza.

Coppia in uscita

La coppia richiesta sull'albero del miscelatore deriva dalla resistenza del materiale nella vasca. Nei cataloghi dei riduttori è indicata, per ogni rapporto, la coppia in uscita ammessa. La coppia necessaria deve restare al di sotto di questo valore.

Fattore di servizio

I costruttori di riduttori raccomandano un fattore di servizio in base al tipo di carico e alla durata di funzionamento giornaliera. I miscelatori sono considerati macchine con carico regolare ma oscillante; un serbatoio che lavora poche ore al giorno e uno che gira per turni interi non hanno lo stesso fattore. Il riduttore si sceglie confrontando il proprio valore di catalogo con questo fattore.

Lato motore conta che la flangia di ingresso del riduttore corrisponda alla carcassa IEC del motore. Le forme costruttive (B3, B5, B14, B34, B35 e le verticali V1/V3/V5/V6/V15) sono disponibili in base alla carcassa; la quota della flangia va confermata nell'ordine. Nel miscelatore verticale a coclea il motore lavora per lo più sulla sommità del serbatoio, con albero rivolto verso il basso; in questo caso la forma costruttiva verticale va indicata nell'ordine.

Calcolare la potenza del motore dalla coppia

La relazione tra potenza, coppia e giri è: potenza (kW) = coppia (Nm) × giri (giri/min) / 9550. Questa formula consente di passare dalla coppia sull'albero del miscelatore alla potenza del motore.

I valori seguenti sono un esempio ipotetico. Supponiamo che sull'albero di un miscelatore orizzontale a nastro, a vasca piena, si misuri una coppia di 1400 Nm e che l'albero giri a 25 giri/min. La potenza all'albero è 1400 × 25 / 9550 ≈ 3,7 kW. Assumendo un rendimento del riduttore di 0,9, all'albero motore servono circa 4,1 kW. In questo caso un motore da 4 kW resta al limite; un maggiore riempimento, un additivo denso o un materiale umido possono superare tale limite. Un calcolo del genere rende più sicuro un motore da 5,5 kW, ma anche il limite di coppia in uscita del riduttore va verificato per questa potenza.

Se il rapporto del Suo riduttore e la potenza necessaria sono noti, consulti i modelli HEM Motor adatti e i prezzi aggiornati; per una panoramica sugli azionamenti con riduttore è utile anche la pagina motori elettrici per riduttori.

Avviamento a vasca piena e tempo di miscelazione

I miscelatori partono spesso pieni. Il serbatoio di granuli viene avviato dopo il riempimento, oppure il materiale rimasto dal lotto precedente si è compattato sul fondo. Al primo giro i nastri o la coclea devono rompere il materiale assestato. Per questo la coppia di spunto può essere sensibilmente più alta della coppia di funzionamento continuo.

• Se possibile, avvii il miscelatore e poi lo riempia; se l'avviamento a pieno carico è inevitabile, scelga il metodo di avviamento di conseguenza.
• Nell'avviamento stella-triangolo la coppia nella configurazione a stella è bassa; un miscelatore a nastro pieno potrebbe non girare in questa configurazione.
• Il convertitore di frequenza si usa anche per regolare i giri di miscelazione. Le nostre serie trifase sono adatte alla regolazione di velocità con convertitore di frequenza; per il funzionamento prolungato a basso regime con coppia piena può servire una ventilazione esterna, se il cavo tra convertitore e motore è lungo si valuta un filtro dv/dt o sinusoidale. Queste condizioni vanno indicate nell'ordine.

Nelle miscele con additivi in polvere l'ingresso aria della ventola del motore può intasarsi. La protezione IP55 protegge dall'ingresso di polvere, ma lo strato di polvere sulla carcassa riduce il raffreddamento; una pulizia regolare è importante per la durata del motore.

Modelli di esempio

Di seguito alcuni modelli nella fascia di potenza frequente nei miscelatori per plastica con riduttore. Tutti sono a 4 poli, con protezione IP55 e classe di isolamento F.

• 100L1-4: 2,2 kW, 1450 giri/min, carcassa in alluminio, IEC 100L, 230/400 V (Δ/Y). Per piccoli serbatoi verticali a coclea.
• 112M-4: 4 kW, 1450 giri/min, carcassa in alluminio, IEC 112M, 400/690 V (Δ/Y), coppia nominale 26,3 Nm.
• 132S-4: 5,5 kW, 1460 giri/min, carcassa in ghisa, IEC 132S, 400/690 V (Δ/Y), coppia nominale 36 Nm. Potenza adatta al calcolo ipotetico del miscelatore a nastro riportato sopra.

Il prezzo aggiornato è riportato su ogni pagina prodotto. Per le altre applicazioni nel settore della plastica può consultare la pagina motori per la lavorazione di plastica e gomma.

Conclusione e dati necessari per l'offerta

Nel miscelatore per materie prime plastiche l'azionamento corretto si ottiene conoscendo il tipo di miscelatore, scegliendo il riduttore in base a giri in uscita, coppia e fattore di servizio e dimensionando il motore sulla coppia a vasca piena. Ci comunichi i seguenti dati:

• Tipo di miscelatore, volume della vasca e materiale lavorato
• Targa del riduttore (rapporto, flangia di ingresso) e giri dell'albero
• Foto della targa del motore esistente e forma di montaggio
• Se l'avviamento avviene a pieno o a vuoto e il metodo di avviamento

Può vedere i modelli adatti e i prezzi aggiornati nella pagina acquista motore elettrico. Ci trasmetta la foto della targa, i giri e i dati di montaggio del motore esistente tramite la pagina di invio della targa e richieda un'offerta per il modello adatto. Per altre domande può contattarci dalla nostra pagina contatti.

Domande frequenti

Come si calcola il rapporto di riduzione per un miscelatore?

Si dividono i giri nominali del motore per i giri desiderati dell'albero del miscelatore. Ad esempio, con un motore da 1460 giri/min e un albero a 25 giri/min il rapporto è circa 58; il rapporto standard più vicino si sceglie dal catalogo del riduttore.

Montare un motore più potente protegge il riduttore?

No. Se la potenza del motore aumenta, aumenta anche la coppia trasmessa al riduttore in caso di bloccaggio. Il limite di coppia in uscita e il fattore di servizio del riduttore vanno verificati per la nuova potenza.

Con quale forma costruttiva si ordina il motore di un miscelatore verticale a coclea?

Se il motore lavora sulla sommità del serbatoio con albero verso il basso, nell'ordine si indica la forma costruttiva verticale. Le forme costruttive sono disponibili in base alla carcassa; la quota della flangia va confermata nell'ordine.

Un motore standard è adatto a un turbomiscelatore caldo per PVC?

In queste macchine si usano spesso motori a due velocità o azionamenti speciali. Ci interpelli con targa e dati dell'applicazione; potrebbe non rientrare nella serie standard.