Rotore e carico di avviamento nella sostituzione del motore elettrico di un mulino per plastica

Il mulino per plastica, cioè il granulatore, riduce di dimensione pezzi come bottiglie, cassette, tubi o scarti di produzione tagliandoli tra lame rotanti e lame fisse. Dal punto di vista del motore questa macchina riunisce due situazioni difficili: accelerare da fermo un rotore pesante e assorbire, durante il funzionamento, gli improvvisi urti di taglio. Quando si sostituisce il motore di un mulino spesso si guarda solo ai kilowatt riportati sulla targa del vecchio motore; in realtà l'inerzia del rotore all'avviamento, i picchi di coppia durante l'alimentazione e la trasmissione a cinghia sono determinanti almeno quanto la potenza. In questo articolo esaminiamo questi punti nell'ordine e forniamo esempi tra i modelli in ghisa in vendita presso HEM Motor.

Cosa chiede al motore il rotore del mulino?

Il rotore del granulatore è un cilindro massiccio che porta le lame. In molte macchine il lato puleggia è progettato come un pesante volano per aumentare l'inerzia del rotore. Lo scopo è assorbire con l'energia della massa rotante il carico improvviso che si genera quando la lama entra nel materiale, senza sollecitare il motore a ogni urto.

L'effetto volano facilita il lavoro del motore durante il funzionamento, ma all'avviamento fa esattamente il contrario. Per portare una massa pesante da ferma alla velocità di lavoro il motore deve produrre a lungo una coppia elevata. Per tutto questo tempo assorbe una corrente pari a diverse volte quella nominale e l'avvolgimento si scalda rapidamente. Più lungo è l'avviamento, più diventa importante che motore e dispositivi di protezione tollerino questa condizione.

Fattori che aumentano il carico del rotore

• Grande diametro e grande lunghezza del rotore: Massa e inerzia aumentano, il tempo di avviamento si allunga.
• Puleggia-volano pesante: Addolcisce il funzionamento, appesantisce l'avviamento.
• Materiale rimasto nella camera: Se la macchina si è fermata con la camera piena, alla ripartenza il rotore deve vincere non solo la propria massa, ma anche il materiale compattato.
• Lame consumate: Al posto del taglio subentra lo schiacciamento; per lo stesso materiale si hanno coppia più elevata e picchi di corrente più lunghi.

Carico di avviamento: perché la potenza di targa da sola non basta?

Due granulatori diversi possono montare un motore della stessa potenza ma avere comportamenti all'avviamento molto diversi. I kilowatt di targa indicano la potenza che il motore può erogare in servizio continuo; non dicono nulla sul tempo di avviamento, sull'inerzia del rotore o sull'intensità degli urti di alimentazione. Per questo, quando si sostituisce il motore di un mulino, occorre rispondere a tre domande:

• La macchina parte con la camera vuota o con il materiale all'interno?
• Quanti secondi durava l'avviamento con il vecchio motore e in quel frangente il dispositivo di protezione interveniva?
• Quante volte al giorno la macchina si ferma e riparte?

Gli avviamenti frequenti impongono ogni volta un carico termico all'avvolgimento del motore. In una macchina con molti avviamenti al giorno il motore è più sollecitato che in una macchina che eroga la stessa potenza in servizio continuo. Comunicare questa informazione nell'ordine è necessario per una scelta corretta.

Anche il metodo di avviamento incide direttamente. L'avviamento stella-triangolo riduce la corrente di spunto, ma riduce anche la coppia di spunto; in un mulino con rotore pesante, se si passa a triangolo prima che il motore abbia accelerato a sufficienza in stella, il picco di corrente resta comunque alto. Se si utilizza un avviatore statico o un inverter, le impostazioni vanno fatte in base all'inerzia del rotore. Le nostre serie trifase sono adatte al controllo della velocità con inverter; per un funzionamento prolungato a bassa velocità con coppia piena può servire una ventilazione esterna, e se il cavo tra inverter e motore è lungo si valuta un filtro dv/dt o sinusoidale; queste condizioni vanno indicate nell'ordine.

Trasmissione a cinghia e velocità

Nella maggior parte dei granulatori il motore aziona il rotore tramite cinghie trapezoidali e pulegge. Questa soluzione riduce la velocità e, in caso di bloccaggio improvviso, consente alla cinghia di slittare un poco, proteggendo motore e rotore. Nella sostituzione del motore, sul lato cinghia vanno considerati i seguenti punti:

• Mantenga il numero di poli: Se il vecchio motore era a 4 poli (1500 giri/min sincroni), anche il nuovo deve esserlo. Un numero di poli diverso, se non si cambiano le pulegge, modifica la velocità del rotore e compromette le prestazioni di taglio.
• Tenga conto del carico radiale: Avviamento gravoso e funzionamento a urti aumentano la tensione della cinghia. La puleggia motore deve essere montata vicino alla battuta dell'albero e la cinghia non deve essere tesa eccessivamente.
• Controlli il mozzo della puleggia: Diametro dell'albero e misura della chiavetta dipendono dalla grandezza; la vecchia puleggia potrebbe non adattarsi al nuovo albero. Confronti le misure sul catalogo e sul disegno tecnico.
• Sostituisca il set di cinghie completo: Lavorare con cinghie in parte usurate porta a una ripartizione disuguale del carico tra le cinghie e a vibrazioni.

Modelli in ghisa di esempio nei mulini

La tabella seguente mostra tre modelli in ghisa a 4 poli corrispondenti alla fascia di potenza frequente nei granulatori di media e grande taglia. La potenza adatta alla Sua macchina dipende dalle dimensioni del rotore, dal materiale macinato e dalla capacità oraria; la tabella non è una raccomandazione, ma un riepilogo dei valori registrati.

Tutti e tre i modelli sono IP55, classe di isolamento F, con alimentazione 400/690 V (Δ/Y), 50 Hz; sulla rete a 400 V si collegano a triangolo e sono adatti all'avviamento stella-triangolo. Anche se 225S e 225M hanno la stessa altezza d'asse, l'interasse dei fori dei piedi è diverso. La carcassa in ghisa è preferita nei mulini per la sua rigidità in caso di vibrazioni e funzionamento a urti. Per le altre applicazioni dei motori nel settore può consultare la pagina motori per il settore della lavorazione di plastica e gomma.

Esempio ipotetico: sostituzione del motore da 37 kW di un granulatore

Questo esempio è costruito per illustrare il processo decisionale e non descrive un'applicazione reale. Supponiamo che in un impianto di riciclaggio il motore di un granulatore con targa da 37 kW e 1480 giri/min abbia i cuscinetti distrutti e anche l'avvolgimento danneggiato.

• Poli e velocità: La targa indica un motore a 4 poli. Il modello 225S-4 ha una velocità nominale di 1485 giri/min; con le stesse pulegge la differenza di velocità del rotore resta sotto lo 0,5 per cento.
• Causa del guasto: Se il danno ai cuscinetti si accompagna a quello all'avvolgimento, occorre indagare la causa principale. Tensione eccessiva della cinghia, puleggia montata all'estremità dell'albero o avviamenti frequenti e lunghi possono portare a questo quadro. Un nuovo motore montato senza eliminare la causa farà la stessa fine.
• Avviamento: Se la macchina viene fermata con la camera piena, abituare gli operatori a svuotare la camera prima dell'arresto riduce sensibilmente il carico di avviamento.
• Grandezza: Se anche il vecchio motore è in grandezza 225S, ci si aspetta la compatibilità con il basamento. Se la grandezza è diversa o non è leggibile in targa, interasse dei piedi e altezza d'asse si confrontano con i disegni tecnici.
• Controllo: Dopo la messa in servizio si monitorano tempo di avviamento e corrente durante l'alimentazione. Se la corrente resta costantemente sopra il valore nominale di 66,1 A, vanno rivisti velocità di alimentazione e stato delle lame.

Informazioni richieste per l'ordine del motore del mulino

• Foto della targa del vecchio motore (potenza, velocità nominale, tensione, grandezza)
• Tipo di trasmissione: cinghia e puleggia, giunto; diametri delle pulegge
• Condizione di avviamento: camera vuota o piena, numero di avviamenti al giorno, tempo di avviamento con il vecchio motore
• Metodo di avviamento e tensione di rete
• Forma di montaggio e condizioni ambientali (polvere, umidità, vicinanza all'acqua di lavaggio)

I modelli adatti e i prezzi aggiornati sono consultabili nella pagina acquista motore elettrico. Per chiedere il modello adatto in base ai dati di targa del Suo attuale motore del mulino utilizzi la pagina di invio della targa; per altre domande ci contatti dalla nostra pagina contatti.