Motore elettrico e riduttore per la coclea del cemento nella centrale di betonaggio

Nella centrale di betonaggio, la coclea sotto il silo del cemento è una macchina che porta il materiale alla bilancia di pesatura e che nell'arco della giornata si avvia e si ferma forse centinaia di volte. Quando il motore di questa coclea si guasta, molte aziende leggono per prima cosa la potenza in targa e cercano gli stessi kW. Eppure nella coclea del cemento la potenza non è l'unico valore che determina il motore: vanno considerati insieme l'inclinazione della coclea, il lato d'ingresso del riduttore, i frequenti avviamenti imposti dal ciclo di pesatura, l'ambiente polveroso e all'aperto sotto il silo e il primo avviamento con un tubo rimasto pieno tutta la notte. In questo articolo vediamo nell'ordine come abbinare motore e riduttore e quali informazioni raccogliere prima della sostituzione.

La coclea del cemento non è un trasportatore qualsiasi

La coclea sotto il silo preleva il cemento dall'uscita conica del silo e lo porta alla tramoggia di pesatura posta più in alto. Per questo nella maggior parte delle centrali la coclea non è orizzontale, ma installata con una certa inclinazione. All'aumentare dell'inclinazione la vite, oltre a far avanzare il materiale, deve anche sollevarlo; il cemento che scivola indietro nel tubo genera inoltre attrito aggiuntivo. È per questo che, tra due coclee di uguale diametro e lunghezza, quella inclinata richiede più potenza di azionamento. Se nella sostituzione del vecchio motore l'angolo della coclea non è cambiato, di solito non ci sono problemi; ma se la centrale è stata riposizionata, la coclea allungata o l'angolo reso più ripido, il valore della vecchia targa potrebbe non essere più un riferimento corretto.

Anche il cemento stesso cambia il comportamento. Il cemento appena uscito dal silo, aerato, scorre quasi come un liquido; quello rimasto a lungo fermo e compattato forma invece grumi nel tubo. Con aria umida si osservano anche incrostazioni alla bocca del tubo. Nella scelta del motore occorre considerare separatamente questi due casi estremi, cioè lo scorrimento libero e il riempimento compattato.

Flangia d'ingresso del riduttore e carcassa del motore esistente

Nella maggior parte delle coclee per cemento il motore è collegato a flangia direttamente al lato d'ingresso del riduttore. In questa configurazione, prima ancora della potenza, deve corrispondere la superficie di collegamento. La flangia d'ingresso del riduttore è lavorata per una determinata grandezza IEC; diametro dell'albero motore, cava per linguetta e tipo di flangia devono adattarsi a questo ingresso. La flangia piana con fori grandi (B5) e la flangia piccola con fori filettati (B14) non sono intercambiabili.

In pratica la sequenza da seguire è la seguente:

• Annoti la grandezza IEC (ad es. 132S, 132M, 160M) e la forma costruttiva riportate sulla targhetta del vecchio motore.
• Verifichi sulla targhetta o sul catalogo del riduttore per quale grandezza è predisposto il lato d'ingresso.
• Se pensa di cambiare la potenza del motore, controlli che la nuova potenza rientri nella stessa grandezza IEC; se la grandezza aumenta, flangia e albero potrebbero non corrispondere più.
• Non superi il limite di coppia trasmissibile dal riduttore; un motore più potente può sovraccaricare il riduttore.

In HEM Motor le forme costruttive B3, B5, B14, B34, B35 e verticali V1/V3/V5/V6/V15 sono disponibili a seconda della grandezza; la quota della flangia viene verificata in fase d'ordine. La compatibilità non si stabilisce in modo definitivo dalla dicitura B5 o B14 nel nome del modello. Può confrontare le quote nei disegni tecnici e nel catalogo prodotti, mentre per le opzioni di montaggio può consultare la pagina FAQ sulle forme costruttive. Le informazioni generali sui motori da collegare ai riduttori sono nella pagina dei motori elettrici per riduttori.

Il ciclo di pesatura: come influiscono sul motore i frequenti avvii e arresti?

La coclea del cemento non è una macchina a rotazione continua. Quando la bilancia si avvicina al valore impostato la coclea si ferma e riparte all'impasto successivo. In alcuni sistemi di comando, per un dosaggio preciso, nella parte finale la coclea viene accesa e spenta a brevi intervalli. A ogni avviamento il motore assorbe una corrente pari ad alcune volte quella nominale e l'avvolgimento si scalda. Più gli avviamenti sono frequenti, meno tempo ha il motore per raffreddarsi.

Per questo nella richiesta di sostituzione sono importanti le seguenti informazioni:

• Quanti impasti si eseguono all'incirca ogni ora e quante volte la coclea si avvia e si ferma per ogni impasto
• Se nel dosaggio finale si lavora a impulsi brevi
• Se il motore è avviato in diretta, con stella-triangolo, con avviatore statico o con convertitore di frequenza

L'avviamento stella-triangolo riduce la corrente di spunto ma anche la coppia di spunto; in una coclea piena e inclinata ciò può impedire al motore di avviarsi nella posizione a stella. Con il convertitore di frequenza sono possibili avviamento dolce e regolazione della velocità. Le nostre serie trifase sono adatte al controllo di velocità con convertitore di frequenza; per il funzionamento prolungato a bassi giri con coppia piena può servire una ventilazione esterna, se il cavo tra azionamento e motore è lungo si valuta un filtro dv/dt o sinusoidale; queste condizioni vanno comunicate nell'ordine. I dettagli sono nella pagina FAQ sull'inverter. In caso di relè termico che interviene spesso va rivista anche la taratura della protezione; a questo proposito può consultare il nostro articolo sulla protezione del motore.

Polvere, pioggia e sole sotto il silo

La zona sotto il silo è di solito all'aperto e il motore è esposto a pioggia, sole ed escursioni termiche tra giorno e notte. La polvere di cemento penetra fino negli interstizi più sottili. I modelli trifase HEM Motor in vendita sono offerti con grado di protezione IP55 e classe di isolamento F; prestare attenzione ad alcuni punti prolunga comunque la vita del motore:

• Lo strato di cemento che si accumula sulle alette di raffreddamento ostacola la dissipazione del calore; va pulito regolarmente.
• La parte anteriore del copriventola non deve essere ostruita da polvere o residui di sacchi.
• Nella coclea inclinata anche il motore è inclinato; dove si raccoglierà la condensa e l'orientamento della morsettiera vanno discussi in fase d'ordine.
• Nelle installazioni esposte direttamente alla pioggia è utile una semplice tettoia o un coperchio di protezione; questo coperchio non deve impedire il passaggio dell'aria di raffreddamento.

Per il materiale della carcassa, nei cantieri delle centrali in cui vibrazioni e urti sono intensi si preferisce spesso la carcassa in ghisa. Per una valutazione insieme agli altri azionamenti della centrale può consultare la pagina dei motori elettrici per centrali di betonaggio.

Primo avviamento con il tubo pieno di cemento compattato

Dopo il fine settimana o un lungo fermo per guasto, il tubo della coclea può restare pieno di cemento. In questo tempo il cemento perde l'aria e si compatta attorno alla vite. Al primo avviamento del mattino la resistenza che il motore incontra è nettamente superiore al carico del ciclo normale. In questo caso aumentare la potenza del motore non è l'unica soluzione e spesso sollecita eccessivamente riduttore, giunto o vite. Le misure adottate in esercizio sono:

• Arrestare la coclea dopo averla svuotata prima di un fermo prolungato
• Attivare il sistema di aerazione all'uscita del silo prima dell'avviamento
• Se la coclea è rimasta piena, avviare in modo graduale e monitorare la corrente del motore
• Se il problema di avviamento si ripete, rivedere insieme il metodo di avviamento e il rapporto del riduttore

Modelli di esempio

Nelle coclee per cemento all'ingresso del riduttore si collegano per lo più motori a 4 poli. I modelli seguenti sono indicati a titolo di esempio; la potenza corretta dipende da inclinazione, lunghezza e capacità della coclea e dal rapporto del riduttore:

• 132S-4 carcassa in ghisa: 5,5 kW (7,5 HP), 4 poli, 1460 giri/min nominali, IEC 132S, 400/690 V (Δ/Y), 50 Hz, coppia nominale 36 Nm.
• 132M-4 carcassa in ghisa: 7,5 kW (10 HP), 4 poli, 1460 giri/min, IEC 132M, 400/690 V (Δ/Y), 50 Hz, coppia nominale 49,1 Nm.
• 160M-4 carcassa in ghisa: 11 kW (15 HP), 4 poli, 1465 giri/min, IEC 160M, 400/690 V (Δ/Y), 50 Hz, coppia nominale 71,7 Nm.

Come si nota, i modelli da 5,5 kW e 7,5 kW appartengono alla famiglia di grandezza 132, mentre il modello da 11 kW è in grandezza 160M. Se il Suo riduttore è lavorato per la grandezza 132, il passaggio a 11 kW può compromettere la compatibilità di flangia e albero. I prezzi aggiornati sono riportati nelle pagine prodotto.

Esempio ipotetico: richiesta di un motore più potente per un riduttore in grandezza 132

In una centrale ipotetica, su una coclea per cemento inclinata è installato un motore da 5,5 kW a 4 poli e l'ingresso del riduttore è predisposto per la grandezza 132. L'azienda, notando che nei mesi invernali il relè termico interviene agli avviamenti del mattino, vuole passare a un motore da 11 kW. Durante la verifica emerge però che la coclea viene lasciata piena ogni sera, che il motore è avviato con stella-triangolo e che le alette sono ricoperte di cemento. Poiché il motore da 11 kW è in grandezza 160M, non si adatterà direttamente all'ingresso del riduttore. In questo esempio si valutano prima lo svuotamento della coclea, la pulizia delle alette e la revisione del metodo di avviamento; se un aumento di potenza è davvero necessario, si discutono il limite di coppia del riduttore e l'opzione da 7,5 kW nella stessa grandezza. Questo scenario è solo un esempio illustrativo e non si riferisce a un'azienda reale.

Conclusione e informazioni necessarie per l'ordine

Nella coclea del cemento il motore giusto è quello che si adatta al lato d'ingresso del riduttore, sopporta la frequenza di avviamento del ciclo di pesatura e resiste alle condizioni sotto il silo. Non è possibile indicare una potenza esatta in base al solo nome della macchina; per una sostituzione o una nuova installazione ci invii insieme le seguenti informazioni:

• Potenza, giri e foto della targhetta del motore attuale
• Grandezza IEC, forma costruttiva e dati della flangia d'ingresso del riduttore
• Tensione di rete e metodo di avviamento
• Inclinazione e lunghezza della coclea e numero di impasti all'ora
• Ambiente di installazione (all'aperto, polvere, pioggia) ed eventuale avviamento a pieno carico

I modelli adatti e i prezzi aggiornati sono consultabili nella pagina acquista motori elettrici. Per chiedere il modello adatto in base ai dati di targa del Suo motore, ci invii la foto della targhetta oppure ci contatti dalla nostra pagina Contatti.