Motori elettrici trifase grandezza IEC 132–355: sostituzione, basamento e altezza d’asse nelle grandezze maggiori

Anche nelle grandezze IEC da 132 a 355 il numero della grandezza indica in millimetri l’altezza dal piano d’appoggio dei piedi al centro dell’albero. In questo campo ciò che rende difficile la sostituzione non è leggere il codice, ma il fatto che il motore diventa più pesante, che il basamento è fissato al calcestruzzo o al telaio e che il margine di allineamento si riduce. Poiché la stessa potenza può corrispondere a una grandezza completamente diversa in base alla velocità, nei motori grandi una scelta errata si paga con lo smontaggio e il rifacimento del basamento.

Questo articolo si concentra sulla sostituzione nelle grandezze maggiori: rapporto potenza–velocità–grandezza, basamento, allineamento del giunto, sollevamento e orientamento della morsettiera. L’elenco delle potenze per tutte le grandezze è nella pagina tabella grandezze IEC–potenze; qui non lo ripetiamo.

Stessa potenza, velocità diversa, grandezza diversa

Quando si sceglie un motore di grande potenza, la prima domanda è: quale velocità richiede la macchina? A determinare la grandezza è soprattutto la coppia richiesta. Un motore da 1000 giri/min eroga la stessa potenza con circa il triplo della coppia di un motore da 3000 giri/min; questa coppia richiede un rotore e una carcassa più grandi.

La tabella seguente mostra come cambia la grandezza in base al numero di poli in cinque gradini di potenza selezionati dalle schede prodotto HEM Motor:

Dalla tabella derivano due conseguenze pratiche. Primo: a 37 kW passare da 2 a 6 poli porta la grandezza da 200 a 250; il cambio di velocità modifica quindi anche l’altezza d’asse. Secondo: da 75 kW in su i modelli a 2 e a 4 poli condividono spesso lo stesso numero di grandezza. In questo caso, anche se la carcassa sembra la stessa, estremità d’albero e disposizione dei cuscinetti possono differire in base al numero di poli; prima di montare un motore a 2 poli al posto di uno a 4 poli considerandolo della "stessa grandezza", confronti il disegno tecnico.

Cosa cambia la lettera S, M, L nelle grandezze maggiori?

La grandezza 315 esiste in tre lunghezze diverse, indicate con le lettere S, M e L. Nel listino HEM Motor, a 4 poli, il 315S-4 è da 110 kW, il 315M-4 da 132 kW e il 315L1-4 da 160 kW. L’altezza d’asse è la stessa per tutti e tre; cambiano la lunghezza della carcassa e, di conseguenza, l’interasse longitudinale dei fori dei piedi.

In cantiere capita spesso questa situazione: il vecchio motore è un 315S, la nuova esigenza è un gradino di potenza superiore e arriva un 315M. Il lato giunto resta al suo posto, ma i fori dei piedi posteriori non corrispondono al basamento. Occorre forare il basamento o inserire una piastra intermedia. Se prevede un aumento di potenza, verifichi sul disegno prima dell’ordine se comporta lavori sul basamento. Può consultare i modelli HEM Motor adatti e i prezzi aggiornati nel negozio online.

Basamento: lo stesso numero di grandezza è solo metà del lavoro

Nei motori grandi il basamento è in genere un telaio in acciaio o una piastra ancorata su un basamento in calcestruzzo. Se il numero di grandezza corrisponde, l’asse dell’albero si trova alla stessa altezza; vanno comunque verificati a parte i seguenti punti:

• Planarità delle superfici dei piedi: se uno dei quattro piedi resta sollevato, serrando i bulloni la carcassa si flette. Questo "piede zoppo" (soft foot) si ripresenta poi come vibrazioni e riscaldamento dei cuscinetti; prima del serraggio si controlla ogni piede con spessimetro.
• Pacco di spessori: gli spessori sotto il vecchio motore non vanno trasferiti tali e quali sul nuovo. Ogni motore ha una diversa tolleranza sull’altezza dei piedi; gli spessori si ridefiniscono in base alla misura di allineamento.
• Stato di ancoraggi e bulloni: se il basamento, dopo anni di lavoro, presenta crepe, ancoraggi allentati o filetti danneggiati, anche il nuovo motore subirà le stesse vibrazioni.
• Posizione longitudinale: l’estremità d’albero del nuovo motore può risultare più avanti o più indietro rispetto al vecchio. La distanza tra i mozzi del giunto deve restare nell’intervallo indicato dal produttore del giunto.

Allineamento del giunto: nei motori grandi la tolleranza è più stretta

Alle grandi potenze la coppia trasmessa dall’albero è elevata; anche un piccolo disallineamento usura rapidamente gli elementi del giunto, i cuscinetti e le tenute. L’allineamento si esegue su due componenti: disallineamento parallelo e disallineamento angolare tra gli alberi. Si misura con comparatore o con allineatore laser e si corregge sul lato motore con spessori e viti di regolazione laterale.

Ci sono altri due dettagli da considerare. Su macchine che lavorano a caldo, come pompe o ventilatori, la dilatazione termica può sollevare l’asse dell’albero; se il costruttore della macchina indica un margine per l’allineamento a freddo, va rispettato. Inoltre l’allineamento va verificato un’ultima volta con tubazioni e canali collegati; le tensioni dei collegamenti possono spostare il motore. Per le operazioni del primo avviamento può consultare l’articolo messa in servizio del motore.

Golfare di sollevamento e trasporto

Sulle grandi carcasse in ghisa è in genere presente sopra il motore un golfare di sollevamento (vite ad anello). Questo golfare è progettato solo per sollevare il motore stesso. Sollevare dal golfare il motore con puleggia, giunto o parti di macchina montati impone al golfare e alla carcassa carichi non previsti dal progetto.

Nelle grandi carcasse con due golfari l’angolo delle catene è importante; le catene devono lavorare il più possibile in verticale e, se necessario, si usa un bilancino. Si verifica che il filetto del golfare sia completamente avvitato e che l’anello sia in battuta sulla carcassa. Quando il motore viene calato sul basamento i piedi non vanno trascinati; le bave sulla superficie dei piedi compromettono l’allineamento.

Orientamento della morsettiera e ingresso cavi

Nel montaggio orizzontale standard la morsettiera si trova per lo più sopra la carcassa. Nei motori grandi la sezione dei cavi è elevata e il raggio di curvatura ampio, quindi la direzione di arrivo del cavo è importante. Se nel vecchio motore la scatola era laterale o il canale cavi scende da una direzione precisa, indichi nell’ordine la posizione della morsettiera del nuovo motore.

Esistono esecuzioni in cui la scatola può essere ruotata per cambiare la direzione di ingresso dei cavi; anche questo è un aspetto da chiarire in fase d’ordine. La sezione dei cavi è calcolata dal progettista o dall’ingegnere del quadro in base a corrente del motore, lunghezza del cavo, modalità di posa e temperatura ambiente. La maggior parte dei modelli HEM Motor in ghisa dalla grandezza 132 in su ha avvolgimento 400/690 V (Δ/Y); sulla rete a 400 V si collega a triangolo ed è adatta all’avviamento stella-triangolo.

Esempio ipotetico: aumento di potenza nella grandezza 315

Supponiamo che in un impianto ci sia un motore per ventilatore da 110 kW, 1500 giri/min, grandezza 315S, e che per aumentare la portata del ventilatore si debba passare a 132 kW. Nel listino HEM Motor il corrispondente per 132 kW a 4 poli è il 315M-4: 1488 giri/min nominali, corrente nominale di 224 A a 400 V, coppia nominale di 847,2 Nm.

L’altezza d’asse resta la stessa, ma la carcassa 315M è più lunga della 315S; per i fori dei piedi posteriori serve un adattamento del basamento. Poiché la corrente aumenta, vanno ricalcolati anche cavi, apparecchiature di manovra e tarature delle protezioni. Questa decisione si prende dopo aver verificato con il produttore del ventilatore che il ventilatore richieda davvero la nuova potenza.

Conclusione: prima dell’ordine nelle grandezze maggiori

Nelle grandezze 132–355 la scelta corretta si fa leggendo insieme potenza, velocità, lettera della grandezza e forma costruttiva. Confronti le quote non a stima, ma sui disegni tecnici. Tutti i modelli con carcassa in ghisa sono elencati nella pagina motori elettrici con carcassa in ghisa.

Modelli di esempio: 180L-4 (22 kW, 1470 giri/min), 280M-4 (90 kW, 1486 giri/min), 315M-4 (132 kW, 1488 giri/min) e 355M1-6 (160 kW, 990 giri/min). Consulti i modelli adatti e i prezzi aggiornati nella pagina acquista motori elettrici. Invii la foto della targhetta, la velocità e i dati di montaggio del motore esistente tramite la pagina di invio della targhetta e richieda un’offerta per il modello adatto.

Domande frequenti

Si può montare un motore di grandezza 315 al posto di uno di grandezza 280?

L’asse dell’albero si alza e la disposizione dei piedi cambia; serve quindi un riadattamento sul lato basamento e giunto. Se possibile resti sullo stesso numero di grandezza; se è inevitabile, si prepara un basamento intermedio su disegno.

I motori a 2 e a 4 poli della stessa grandezza sono intercambiabili?

L’altezza d’asse è la stessa, ma poiché la velocità è diversa la macchina potrebbe non sopportarlo. Nelle grandezze maggiori anche l’estremità d’albero può variare in base al numero di poli; verifichi sul disegno tecnico.

Posso usare gli spessori del vecchio motore sul nuovo?

Si possono usare come punto di partenza, ma la disposizione finale degli spessori si stabilisce in base alla misura di allineamento. Su ogni piede va eseguito a parte il controllo del piede zoppo.

Posso cambiare la posizione della morsettiera dopo l’ordine?

Posizione della scatola e direzione di ingresso dei cavi dipendono dalla struttura del motore; modificarle in seguito non è sempre possibile. Indicare nell’ordine la direzione di arrivo del cavo è la soluzione più sicura.