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Il motore elettrico del frantoio a cono aziona l'albero di rinvio (albero pignone) del frantoio per lo più tramite cinghie trapezoidali; anche la compatibilità del motore di ricambio si verifica partendo da questa trasmissione a cinghia, dal senso di rotazione e dall'interblocco della lubrificazione. Potenza e velocità sono stabilite in base ai dati del costruttore del frantoio; se il motore di ricambio ha la stessa potenza, lo stesso numero di poli e la stessa grandezza del vecchio, puleggia, slitta e quadro restano invariati. In questo articolo descriviamo la trasmissione del frantoio a cono e i punti da verificare nella scelta del motore di ricambio.
Come viene trasmessa la potenza nel frantoio a cono?
Nel frantoio a cono la frantumazione avviene tra il mantello (cono interno), che oscilla con un moto eccentrico, e il rivestimento esterno fisso (concavo). Il motore non genera direttamente questo moto eccentrico; la potenza viene trasmessa nel seguente ordine:
- Motore e puleggia motore: il motore si trova accanto al frantoio, su una slitta o su un basamento regolabile.
- Set di cinghie trapezoidali: più cinghie a gola portano la potenza alla puleggia dell'albero di rinvio del frantoio.
- Albero di rinvio e coppia conica: l'albero di rinvio fa ruotare la boccola eccentrica tramite una coppia di ingranaggi conici.
- Eccentrico e albero principale: l'eccentrico mette il mantello in oscillazione; con questo moto il materiale viene frantumato.
In alcuni impianti il motore è collegato all'albero di rinvio anche con un giunto elastico. La configurazione più frequente sul campo è però quella a cinghia: la cinghia smorza in parte gli urti del frantoio senza trasmetterli al motore e il rapporto delle pulegge permette di regolare la velocità del frantoio.
Velocità del frantoio e rapporto delle pulegge
Nel frantoio a cono la velocità dell'albero di rinvio influisce direttamente sulla granulometria del prodotto e sulla capacità; per questo il costruttore del frantoio indica un intervallo di velocità preciso. La velocità dell'albero di rinvio deriva dalla velocità del motore e dal rapporto dei diametri delle pulegge: velocità albero di rinvio = velocità motore × diametro puleggia motore ÷ diametro puleggia frantoio.
Per questo il numero di poli del motore di ricambio deve essere uguale a quello del vecchio motore. Nei frantoi si usano più spesso motori a 4 poli (classe 1500 giri/min); in alcuni impianti si preferisce il 6 poli. Se cambia il numero di poli, con le stesse pulegge cambia anche la velocità del frantoio; la granulometria si sposta, ingranaggi e supporti lavorano a una velocità fuori progetto. Se serve un cambio di velocità, va fatto con l'approvazione del costruttore del frantoio e sostituendo le pulegge.
Una verifica ipotetica
I valori servono solo a illustrare il metodo. Con un motore a 4 poli (1486 giri/min nominali), puleggia motore da 315 mm e puleggia frantoio da 900 mm, l'albero di rinvio gira a circa 1486 × 315 ÷ 900 ≈ 520 giri/min. Se la velocità nominale del motore di ricambio differisce di pochi giri, la velocità dell'albero di rinvio in pratica non cambia. Se invece sulla stessa trasmissione si monta un motore a 6 poli (circa 985 giri/min), l'albero di rinvio scende a circa 345 giri/min; ciò può uscire dall'intervallo di funzionamento del frantoio.
Senso di rotazione e interblocco della lubrificazione
Nella maggior parte dei frantoi a cono il senso di rotazione dell'albero di rinvio è stabilito dal costruttore ed è indicato da una freccia sul corpo del frantoio. Il funzionamento nel senso errato può causare problemi meccanici come l'allentamento del dado che trattiene il mantello. Dopo il collegamento del motore di ricambio occorre eseguire una breve prova senza cinghie montate e confrontare il senso con la freccia. Se il senso è errato, si scambiano due fasi.
Nei frantoi a cono è presente di solito una centralina di lubrificazione separata. Il quadro non consente l'avviamento del motore principale se pressione e temperatura dell'olio non sono adeguate. Questo interblocco lavora insieme al collegamento del motore principale nel quadro; nella sostituzione del motore il circuito di interblocco non va toccato e, alla messa in servizio, va verificato che la centralina di lubrificazione parta per prima. Il motore della pompa di lubrificazione è un motore separato e piccolo; anche questo va valutato a parte in base alla sua targhetta.
Avviamento e carico: partire con il frantoio pieno
Nel normale esercizio il frantoio a cono parte vuoto e l'alimentazione viene aperta dopo. Dopo un'interruzione di corrente o un arresto di emergenza, però, la camera di frantumazione può restare piena di materiale. In questo caso il motore deve far ruotare insieme il frantoio pieno e il pesante volano; l'avviamento si allunga e la corrente resta a lungo elevata.
- Stella-triangolo: diffuso per l'avviamento a vuoto; poiché la coppia di avviamento cala, può risultare insufficiente con il frantoio pieno.
- Soft starter: riduce il colpo di avviamento e la corrente; se è necessario l'avviamento a pieno carico, le impostazioni vanno adeguate.
- Inverter: consente un avviamento controllato e la regolazione della velocità; in alcuni impianti si usa per adattare la velocità del frantoio al prodotto.
Negli impianti in cui è possibile l'avviamento a pieno carico, non tentare l'avviamento senza aver svuotato la camera è la via più sicura dal punto di vista dell'esercizio. In questo articolo trattiamo l'avviamento a grandi linee; la domanda che incide davvero sulla scelta del motore è con quale metodo funzionava il vecchio motore. Per l'avviamento stella-triangolo sulla rete a 400 V la targa del motore deve essere 400/690 V (Δ/Y); i modelli in vendita da 4 kW in su sono forniti con questa targa.
