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In un nastro trasportatore il motore non trasmette potenza direttamente al nastro, ma tramite un riduttore. Per questo, quando si sostituisce il motore di un trasportatore, la vera domanda non è "quanti kW", ma "il nuovo motore, insieme al riduttore, farà girare il nastro alla stessa velocità e con la stessa forza di trazione?". Giri nominali del motore, rapporto del riduttore e diametro del tamburo determinano insieme la velocità del nastro; il modo in cui il motore è collegato al riduttore determina invece quante ore richiederà la sostituzione. In questo articolo spieghiamo come controllare in sequenza questi tre anelli e dove un motore trifase standard è sufficiente o insufficiente su un trasportatore.
Da dove deriva la velocità del nastro?
La velocità del nastro è il risultato di tre valori: i giri nominali del motore, il rapporto di riduzione del riduttore e il diametro del tamburo di comando. Dividendo i giri del motore per il rapporto del riduttore si ottengono i giri del tamburo; moltiplicando i giri del tamburo per la sua circonferenza si ricava lo spazio percorso dal nastro al minuto. In questa catena il motore è il primo anello che determina la velocità.
Il calcolo seguente è eseguito con valori ipotetici e serve solo a illustrare il metodo:
- Siano i giri nominali del motore 1450 giri/min e il rapporto del riduttore 30:1. I giri del tamburo sono circa 48,3 giri/min.
- Se il diametro del tamburo è 0,4 m, la circonferenza è circa 1,26 m. La velocità del nastro è 48,3 × 1,26 ≈ 61 m/min, cioè poco più di un metro al secondo.
- Se sullo stesso riduttore si monta un motore a 4 poli con giri nominali di 1460 giri/min, i giri del tamburo diventano 48,7 giri/min; nella pratica la differenza non si avverte.
- Se sullo stesso riduttore si monta un motore a 6 poli con giri nominali di 955 giri/min, i giri del tamburo scendono a circa 31,8 giri/min e il nastro rallenta di circa un terzo.
La conclusione è semplice: se il numero di poli resta invariato, le piccole differenze tra i giri nominali di costruttori diversi non modificano sensibilmente la velocità del nastro. Se il numero di poli cambia, va ricalcolato anche il rapporto del riduttore.
Coppia all'uscita del riduttore e potenza del motore
Il riduttore, mentre riduce la velocità, aumenta la coppia all'incirca del valore del rapporto; le perdite negli ingranaggi assorbono una parte di questo aumento. Per questo, anche se la coppia nominale del motore sembra piccola, la coppia che traina il nastro all'uscita del riduttore è molto maggiore. La coppia nominale del motore è indicata nella tabella delle coppie o nella pagina del prodotto.
La potenza necessaria per un trasportatore dipende dalla quantità di materiale trasportato, dalla lunghezza del nastro, dall'inclinazione, dall'attrito dei rulli e dalla velocità del nastro. Per questo non esiste una regola fissa del tipo "per un trasportatore di questa lunghezza servono tanti kW". Nella sostituzione, il punto di partenza più affidabile sono potenza e giri riportati sulla targa del vecchio motore. Se il vecchio motore ha funzionato senza problemi, è logico proseguire con la stessa potenza e lo stesso numero di poli. Se il vecchio motore si scaldava continuamente, faceva scattare il termico o non riusciva ad avviarsi a nastro carico, prima di passare a un motore più grande va indagata la causa dell'aumento di carico: rulli bloccati, tensione del nastro alterata, capacità aumentata o modifica dell'inclinazione.
Avviamento a nastro carico
Spesso, quando la linea si ferma, il trasportatore resta con il materiale sopra e ripartirà carico. All'avviamento il motore deve accelerare l'inerzia di nastro, materiale e tamburi e vincere inoltre l'attrito. Nei nastri lunghi, inclinati o molto carichi questo carico di avviamento può essere sensibilmente superiore al carico di servizio continuo.
- Avviamento diretto: il motore fornisce la piena coppia di spunto, ma nastro e riduttore subiscono un urto improvviso; cinghie ed elementi di collegamento vengono sollecitati.
- Stella-triangolo: riduce la corrente di spunto, ma abbassa anche la coppia di spunto a circa un terzo. Su un nastro carico e inclinato il motore potrebbe non raggiungere a stella una velocità sufficiente.
- Inverter: assicura un avviamento dolce e controllato e permette anche di regolare la velocità del nastro. Le nostre serie trifase sono adatte alla regolazione della velocità con inverter; per il funzionamento prolungato a bassi giri con coppia piena può servire una ventilazione esterna, con cavo lungo tra azionamento e motore si valuta un filtro dv/dt o sinusoidale; queste condizioni vanno comunicate nell'ordine.
Mantenere il metodo di avviamento con cui partiva il vecchio motore, se non dava problemi, è la via meno rischiosa. Se desidera cambiare il metodo di avviamento, lo indichi nell'ordine.
