Scelta del motore elettrico per trituratori di pneumatici e carichi a urto

Nel trituratore di pneumatici ciò che mette più sotto sforzo il motore non è il carico medio, ma i colpi di coppia brevi e violenti che si producono quando gomma e filo d'acciaio si spezzano tra le lame. Questi colpi si ripercuotono come picchi improvvisi nella corrente del motore, fatica su albero e cuscinetti e allentamento dei fissaggi dei piedi. La scelta corretta consiste nel sapere in quale stadio della linea si lavora, adottare con le grandi potenze un metodo di avviamento adeguato, tarare le protezioni in base al tipo di urto e lavorare con un motore con carcassa in ghisa saldamente fissato.

Perché il pneumatico è un carico diverso dalla plastica?

Il pneumatico è un materiale composito formato da gomma elastica con filo d'acciaio incorporato, tele tessili e un rigido cerchietto in acciaio. Sotto la lama la gomma prima si deforma, accumula energia e poi si rompe di colpo. Il filo d'acciaio, invece, si tende tra le lame prima di essere tagliato. Il risultato non è una curva di carico regolare, ma una serie di picchi di coppia ravvicinati. Quando tra le lame entra un cerchietto o il battistrada spesso di un pneumatico per autocarri, il rotore si ferma quasi per un istante.

Questo tipo di carico influisce sul motore sotto tre aspetti:

• Elettrico: ogni picco di coppia significa un picco di corrente. Picchi frequenti riscaldano l'avvolgimento e possono far intervenire inutilmente i relè di protezione.
• Meccanico: i colpi di coppia ripetuti affaticano albero, cava della linguetta e giunto; i cuscinetti sopportano carichi radiali e assiali a urto.
• Fissaggio: le vibrazioni trasmesse alla carcassa allentano nel tempo i bulloni dei piedi, i collegamenti in morsettiera e i pressacavi.

I motori nella linea di riciclaggio pneumatici: il carico stadio per stadio

Il pneumatico non viene di norma ridotto in una sola macchina, ma in più stadi. Ogni stadio ha un carico diverso e la scelta del motore cambia di conseguenza.

Nel pretrituratore la scelta di riduttore e giunto è determinante; per i dettagli su azionamento con riduttore e calcolo della coppia vale anche qui la logica dell'argomento che abbiamo trattato sul motore per trituratori di plastica. In questo articolo ci concentriamo su come il motore sopporta il carico a urto.

Effetti del carico a urto sul motore e misure da adottare

Carico termico: guardare i picchi, non la media

Anche se la corrente media letta sull'amperometro resta sotto la corrente di targa, picchi frequenti possono riscaldare l'avvolgimento. Per vedere il reale carico termico del motore occorre registrare l'andamento della corrente nel tempo e monitorare la temperatura della carcassa durante il turno. Un termistore (PTC) inserito nell'avvolgimento, con il relativo relè di protezione, controlla direttamente la temperatura dell'avvolgimento con carichi a urto; se necessario lo indichi nell'ordine. Per i valori di corrente può consultare la tabella delle correnti.

Taratura delle protezioni

Il relè termico o l'interruttore salvamotore si tarano sulla corrente di targa; alzare arbitrariamente la taratura a causa dei picchi lascia l'avvolgimento senza protezione. Se i picchi improvvisi di corrente provocano interventi inutili, si riesaminano insieme la classe della curva di protezione (tempo di intervento) e la logica di rilevamento degli inceppamenti del comando.

Fissaggio meccanico

• Il motore va fissato su un basamento rigido, piano e in grado di smorzare le vibrazioni; i bulloni dei piedi vanno controllati periodicamente con una chiave dinamometrica.
• Un giunto elastico o idraulico tra motore e riduttore riduce la parte dell'urto trasmessa ad albero e cuscinetti. L'allineamento del giunto si controlla a ogni manutenzione.
• Il cavo deve entrare nel motore formando un'ansa flessibile; un cavo rigido e in tensione allenta con le vibrazioni il collegamento in morsettiera.

Carcassa e ambiente

Nella triturazione dei pneumatici si producono polvere di gomma, frammenti di filo e fibre tessili. Fibre e polvere si accumulano sul copriventola e bloccano il raffreddamento. La carcassa in ghisa si distingue in questa applicazione per la sua rigidità contro urti e vibrazioni; la protezione IP55 impedisce l'ingresso della polvere, ma il copriventola va pulito regolarmente.

Avviamento e rete con le grandi potenze

Nei pretrituratori le potenze dei motori sono elevate e l'avviamento sollecita la rete. Le opzioni si valutano così:

• Stella-triangolo: riduce la corrente di spunto, ma riduce anche la coppia a circa un terzo. Se nel rotore è rimasto materiale, il motore potrebbe non avviarsi a stella. Questo metodo è adatto per l'avviamento a rotore vuoto; il motore con targa 400/690 V (Δ/Y) lavora a triangolo su rete a 400 V ed è adatto all'avviamento stella-triangolo.
• Softstarter: limita la corrente di spunto e l'urto meccanico; per l'avviamento con rotore pieno va verificata la sufficienza della coppia.
• Inverter: è la soluzione più flessibile per un avviamento controllato a coppia piena e per inversioni frequenti. Le serie trifase HEM Motor sono adatte alla regolazione di velocità con inverter; per il funzionamento prolungato a bassa velocità con coppia piena può servire una ventilazione esterna, se il cavo tra inverter e motore è lungo si valuta un filtro dv/dt o sinusoidale. Queste condizioni vanno indicate nell'ordine; vedi uso con inverter.

Se la capacità della rete è limitata, potenza del trasformatore e sezioni dei cavi dell'impianto vanno verificate rispetto alla caduta di tensione all'avviamento del motore di grande potenza.

Cosa significa un fattore di servizio di 1,15?

In HEM Motor tutti i modelli da 75 kW in su hanno un fattore di servizio di 1,15; ciò indica che il motore dispone di una riserva continua di potenza del 15%. Con carichi a urto questa riserva è un margine di sicurezza. Non è consigliabile scegliere un motore di potenza inferiore contando sulla riserva; la potenza del motore si determina comunque in base al carico reale della macchina e ai dati del costruttore.

Motori di esempio per linee di triturazione pneumatici

I seguenti modelli in ghisa a 4 poli sono esempi della fascia di potenza presente nei diversi stadi della linea pneumatici. La potenza esatta si determina dalla targhetta del vecchio motore o dai dati del costruttore della macchina. Può consultare i modelli HEM Motor adatti e i prezzi aggiornati nella pagina acquista motori elettrici.

• 225S-4: 37 kW, 1485 giri/min, ghisa, IEC 225S, 400/690 V (Δ/Y). Per mulino granulatore e stadi secondari.
• 250M-4: 55 kW, 1485 giri/min, ghisa, IEC 250M, 400/690 V (Δ/Y).
• 280S-4: 75 kW, 1486 giri/min, ghisa, IEC 280S, 400/690 V (Δ/Y), fattore di servizio 1,15. Per azionamenti di pretrituratori.
• 280M-4: 90 kW, 1486 giri/min, ghisa, IEC 280M, 400/690 V (Δ/Y), fattore di servizio 1,15.

Per una panoramica della famiglia in ghisa consulti la pagina motori con carcassa in ghisa, per le opzioni di settore la pagina motori per la lavorazione di plastica e gomma.

Esempio ipotetico: motore del pretrituratore con frequenti sostituzioni dei cuscinetti

Questo scenario è ipotetico. Supponiamo che in un motore da 75 kW di un pretrituratore il cuscinetto lato comando si guasti a brevi intervalli. La registrazione della corrente mostra che la media è inferiore al valore di targa, ma con picchi frequenti ed elevati. All'ispezione si scopre che l'elemento elastico del giunto si è indurito e che un bullone del basamento del motore si è allentato. Si sostituisce l'elemento del giunto, si corregge l'allineamento, si serra il basamento; in seguito la durata del cuscinetto torna normale. In questo esempio il problema non è la potenza del motore, ma il percorso con cui l'urto arriva al motore.

Informazioni necessarie per valutazione e offerta

Nella triturazione dei pneumatici la scelta del motore si fa considerando insieme il tipo di carico dello stadio, lo smorzamento meccanico degli urti, la corretta taratura delle protezioni e, con le grandi potenze, un metodo di avviamento adeguato. La riserva del fattore di servizio deve restare un margine di sicurezza. Per l'offerta ci comunichi:

• Stadio in cui lavora il motore e foto della targhetta
• Collegamento: riduttore, tipo di giunto, cinghia
• Metodo di avviamento, tensione di rete e dati del trasformatore
• Necessità di protezione a termistore e condizioni ambientali

Trova le opzioni di modello e i prezzi aggiornati nel negozio online di HEM Motor. Ci invii foto della targhetta, velocità e dati di montaggio del Suo motore attuale dalla pagina invia targhetta e richieda un'offerta per il modello adatto. Per altre domande può usare la sezione contatti.

Domande frequenti

Nel trituratore di pneumatici occorre scegliere il motore di una potenza superiore?

Non come regola. La potenza deriva dal carico reale della macchina e dai dati del costruttore; lo smorzamento meccanico degli urti e una protezione corretta sono spesso più efficaci di un aumento di potenza.

Posso scegliere più piccolo un motore con fattore di servizio 1,15?

È sconsigliato. La riserva del 15% dei modelli da 75 kW in su è un margine di sicurezza per i carichi a urto; non va usata per ridimensionare il motore.

L'avviamento stella-triangolo è sufficiente per un trituratore di pneumatici?

Con l'avviamento a rotore vuoto di norma è sufficiente. Se nel rotore è rimasto materiale, la bassa coppia a stella potrebbe non bastare; in tal caso si valutano inverter o softstarter.

Con carichi a urto è necessaria la protezione a termistore?

Non è obbligatoria, ma è utile perché controlla direttamente la temperatura dell'avvolgimento. Indichi la Sua esigenza nell'ordine.