Motore elettrico per trasportatori a rulli: velocità della linea, carico e scelta del riduttore

Nel trasportatore a rulli la scelta del motore si basa su tre domande: a quale velocità deve scorrere la linea, quale carico devono sostenere i rulli e con quale attrito, e per quale via l'azionamento viene trasmesso ai rulli. La velocità della linea si calcola dai giri del motore, dal rapporto di riduzione, dal rapporto dei pignoni e dal diametro dei rulli; la potenza necessaria dipende invece, più che dal peso del carico, dalla resistenza al rotolamento dei rulli e dall'inerzia all'avviamento. Questo articolo spiega come impostare il calcolo nei trasportatori a rulli motorizzati e come scegliere il riduttore.

Come si distribuisce la potenza ai rulli in un trasportatore a rulli motorizzato?

Nel nastro trasportatore un unico tamburo traina tutto il nastro. Nel trasportatore a rulli, invece, ogni rullo sostiene il carico che ha sopra e l'azionamento viene ripartito tra i rulli tramite un sistema a catena o a cinghia. Le configurazioni più comuni sul campo sono:

• Catena da rullo a rullo: all'estremità di ogni rullo c'è un doppio pignone e i rulli adiacenti sono collegati con catene corte. È diffusa per carichi pesanti, linee per pallet e casse. Le perdite delle catene si sommano con l'aumentare del numero di rulli.
• Catena continua: un'unica catena lunga passa sotto i pignoni dei rulli. Le parti sono meno numerose, ma la tensione della catena richiede attenzione lungo tutta la linea.
• Albero di linea (line shaft) e cinghie O-ring: da un albero che ruota lungo la linea il moto è trasmesso a ogni rullo tramite cinghie elastiche. Si trova nelle linee leggere per scatole e cassette; le cinghie lasciano un certo margine di slittamento.

Qualunque sia la configurazione, il motore si trova spesso a un'estremità o al centro della linea e aziona il pignone principale tramite riduttore. Le linee lunghe sono suddivise in più sezioni, ciascuna con il proprio motore.

I rulli motorizzati con motore integrato all'interno del rullo (motore a tamburo o rullo motorizzato a bassa tensione) sono un gruppo di prodotti a sé. Per questo compito serve un motore speciale, che può non rientrare nella serie standard del catalogo 2026 di HEM Motor. Il motore trifase standard è destinato alle configurazioni che trasmettono potenza ai rulli dall'esterno tramite catena o cinghia.

Calcolare la velocità della linea

Nella linea a rulli la velocità del prodotto è pari alla velocità periferica del rullo; nelle trasmissioni a cinghia un leggero slittamento la riduce un poco. La catena di calcolo è la seguente: giri nominali del motore ÷ rapporto di riduzione = giri in uscita dal riduttore; questi giri si convertono in giri del rullo con il rapporto dei pignoni; giri del rullo × circonferenza del rullo (π × diametro) = velocità della linea.

I valori che seguono sono un esempio ipotetico. Supponiamo una velocità di linea obiettivo di 20 m/min e un diametro del rullo di 60 mm. Poiché la circonferenza del rullo è circa 0,188 m, i giri del rullo devono essere 20 / 0,188 ≈ 106 giri/min. Se uscita del riduttore e pignone del rullo hanno lo stesso numero di denti (1:1), con un motore a 4 poli da 1400 giri/min nominali il rapporto di riduzione necessario è 1400 / 106 ≈ 13,2. Si sceglie il rapporto standard più vicino disponibile sul mercato e si ricalcola la velocità reale della linea in base a questo rapporto.

Carico, attrito e coppia di spunto

Quando il trasportatore a rulli porta il carico in orizzontale, la forza che il motore deve vincere è una piccola parte del peso dei prodotti: attrito dei cuscinetti dei rulli, resistenza al rotolamento del prodotto sui rulli e perdite delle catene. Questa quota varia molto in base alla base d'appoggio del prodotto. Una cassetta in plastica con fondo rigido rotola facilmente; una scatola di cartone con fondo morbido o un pallet in legno oppongono più resistenza. Per questo due linee con lo stesso peso possono richiedere potenze diverse.

Prenda il coefficiente di attrito da usare nel calcolo della potenza dai dati del costruttore di rulli e catene; non inventi un valore a stima. Per impostare il calcolo servono queste informazioni:

• Carico totale nella condizione peggiore sulla linea (linea completamente piena)
• Numero, peso e diametro dei rulli
• Configurazione e numero delle catene (ogni maglia aggiunge perdite)
• Velocità della linea e tempo di accelerazione desiderato all'avviamento

All'avviamento il motore vince non solo l'attrito, ma anche l'inerzia di tutti i rulli e i prodotti presenti sulla linea. In una linea a rulli lunga e piena la massa dei rulli può avvicinarsi a quella dei prodotti. Per questo l'adeguatezza della coppia di spunto si verifica separatamente dalla potenza in servizio continuo. La coppia nominale del motore è indicata nella pagina del prodotto o nella tabella delle coppie.

Cosa considerare nella scelta del riduttore

Il riduttore abbassa i giri del motore fino a quelli del rullo e aumenta la coppia. Nelle linee a rulli sono diffusi i riduttori a vite senza fine e quelli a ingranaggi elicoidali. Nella scelta tra i due si valutano:

• Rapporto e rendimento: i riduttori a vite senza fine sono compatti con rapporti elevati, ma il loro rendimento è inferiore a quello degli ingranaggi elicoidali. Questa perdita va aggiunta al calcolo della potenza del motore.
• Coppia in uscita e fattore di servizio: la coppia nominale in uscita del riduttore deve coprire la coppia di spunto della linea e le ore di lavoro giornaliere. Per linee con avviamenti frequenti il costruttore del riduttore consiglia un fattore di servizio più alto.
• Collegamento in ingresso: il motore si collega al riduttore per lo più con flangia B5 o B14. La forma costruttiva dipende dalla grandezza e la dimensione della flangia si conferma in fase d'ordine; confronti la flangia d'ingresso del riduttore con i disegni tecnici 2D.
• Lato uscita: il riduttore ad albero cavo può calzare direttamente sull'albero del pignone principale; nel riduttore ad albero pieno il pignone si monta sull'albero del riduttore.

Modelli di esempio per linee a rulli

Esempi a 4 poli con carcassa in alluminio, tra le potenze più frequenti nelle linee a rulli per carichi leggeri e medi:

• 80M1-4: 0,55 kW, 4 poli, 1400 giri/min, 230/400 V, IEC 80M, coppia nominale 3,75 Nm.
• 80M2-4: 0,75 kW, 4 poli, 1420 giri/min, 230/400 V, IEC 80M, coppia nominale 5,04 Nm.
• 90L-4: 1,5 kW, 4 poli, 1445 giri/min, 230/400 V, IEC 90L, coppia nominale 9,91 Nm.

La potenza necessaria è determinata dal calcolo di carico e attrito della linea; l'elenco è un punto di partenza. Consulti i modelli HEM Motor adatti e i prezzi aggiornati nella pagina acquista motore elettrico. Informazioni generali sugli azionamenti dei trasportatori sono nelle pagine motori elettrici per nastri trasportatori e motori elettrici per riduttori.

Se si vuole regolare la velocità della linea in base al turno, si può usare un inverter. Le nostre serie trifase sono adatte alla regolazione di velocità con inverter; per il funzionamento prolungato a bassi giri con coppia piena può servire una ventilazione ausiliaria e, se il cavo tra inverter e motore è lungo, si valuta un filtro dv/dt o sinusoidale; queste condizioni vanno indicate nell'ordine.

Conclusione e dati necessari per l'offerta

Nel trasportatore a rulli fissi prima la velocità di linea obiettivo e il diametro dei rulli, poi calcoli il rapporto di riduzione in base ai giri nominali del motore. Determini la potenza in base all'attrito della linea piena e all'inerzia di avviamento; verifichi a parte coppia in uscita e flangia d'ingresso del riduttore. Per l'offerta servono lunghezza della linea, diametro e numero dei rulli, configurazione delle catene, peso e base d'appoggio del prodotto più pesante, velocità obiettivo, dati del riduttore e targa del motore attuale.

Può vedere i modelli adatti e i prezzi aggiornati nella nostra sezione di vendita online. Ci invii foto della targa, giri e dati di montaggio del motore attuale tramite la pagina di invio della targa e richieda un'offerta per il modello adatto. Se desidera una consulenza con i dati della linea, ci scriva dalla pagina contatti.

Domande frequenti

Per cambiare la velocità di un trasportatore a rulli bisogna sostituire il motore?

Di solito no. La velocità si può regolare cambiando il rapporto di riduzione o dei pignoni, oppure con un inverter; la sostituzione del motore entra in gioco se cambia il numero di poli.

In una linea a rulli lunga conviene un solo motore o più motori?

Nelle linee con catena da rullo a rullo le perdite e il carico sulla catena crescono con la lunghezza, quindi la linea viene spesso suddivisa in sezioni. La lunghezza di ogni sezione è definita dai limiti del costruttore di catene e rulli.

Perché prodotti dello stesso peso richiedono potenze diverse?

La resistenza al rotolamento dipende dalla base del prodotto. Una cassetta con fondo rigido e piano avanza facilmente, mentre cartone morbido o pallet in legno oppongono più resistenza.

Si può usare un motore standard al posto di un rullo motorizzato?

Il rullo motorizzato è di per sé un prodotto speciale. Il motore trifase standard è adatto alle configurazioni a rulli azionate dall'esterno della linea tramite catena o cinghia.