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Nella lavasabbia a coclea motore e riduttore si scelgono insieme: il motore fornisce la potenza, il riduttore genera la coppia necessaria per far girare lentamente la coclea in acqua e sabbia. Su questa macchina sono determinanti tre aspetti: la coclea gira a velocità molto bassa, la sabbia che si deposita sul fondo della vasca seppellisce la coclea dopo la fermata e il motore lavora in un punto costantemente esposto a spruzzi di acqua e fango. Di seguito esaminiamo passo per passo questi tre temi e l'abbinamento riduttore-motore.
Come funziona una lavasabbia?
La lavasabbia a coclea è composta da una lunga coclea che ruota all'interno di una vasca inclinata. Sabbia e acqua vengono alimentate nella parte bassa della vasca. Mentre la coclea gira, trasporta la sabbia verso l'alto lungo la pendenza; nel frattempo argilla, limo e polveri fini escono con l'acqua dal bordo di sfioro. La sabbia che raggiunge l'estremità superiore della vasca viene scaricata dopo aver ceduto parte della sua acqua.
Per questo lavoro la coclea deve girare lentamente: una coclea veloce agita l'acqua, rimescola il materiale fine con la sabbia e compromette la disidratazione. La velocità adeguata della coclea è definita dal costruttore della macchina. Sono diffusi anche modelli a doppia coclea, che per aumentare la capacità impiegano due coclee affiancate.
Un altro tipo di macchina usato nel lavaggio della sabbia, la lavasabbia a ruota con tazze, ha una configurazione di azionamento diversa; questo articolo si concentra sul tipo a coclea.
Catena di trasmissione: motore, cinghia e riduttore
La bassa velocità della coclea si ottiene riducendo fortemente la velocità di circa 1450 giri/min proveniente dal motore. Le tre configurazioni più frequenti in campo sono:
- Riduttore pendolare e cinghia: il riduttore è calettato sull'estremità dell'albero della coclea e fissato alla vasca con un braccio di reazione. Il motore poggia su una base sopra o accanto al riduttore e lo aziona tramite cinghia trapezoidale. Il rapporto delle pulegge consente piccole regolazioni della velocità della coclea.
- Motore flangiato e riduttore: il motore è collegato direttamente alla flangia d'ingresso del riduttore. La disposizione è compatta, ma non c'è la possibilità di regolare la velocità con le pulegge.
- Motore con piedi, giunto e riduttore: motore e riduttore poggiano su un telaio comune, con un giunto elastico tra i due. Si trova sulle macchine grandi.
Nelle macchine a doppia coclea ogni coclea può avere il proprio motore e riduttore, oppure un solo motore può alimentare due riduttori tramite un albero intermedio. Sapere quale configurazione è in uso è il primo passo per scegliere il motore di ricambio.
Calcolo del rapporto del riduttore e della velocità della coclea
La velocità della coclea si ottiene dividendo la velocità del motore prima per il rapporto delle pulegge e poi per il rapporto del riduttore: velocità coclea = velocità nominale motore × (puleggia motore ÷ puleggia riduttore) ÷ rapporto del riduttore.
Un calcolo ipotetico
I numeri sono scelti solo per illustrare il metodo. Consideriamo un motore a 4 poli (1465 giri/min nominali), una puleggia motore da 160 mm, una puleggia riduttore da 250 mm e un riduttore pendolare con rapporto 1/40. La velocità all'ingresso del riduttore è 1465 × 160 ÷ 250 ≈ 938 giri/min, quella della coclea 938 ÷ 40 ≈ 23 giri/min. Se nella stessa configurazione si usasse un motore a 6 poli (circa 970 giri/min), la coclea scenderebbe a circa 15 giri/min; questa differenza modifica il comportamento di lavaggio e disidratazione.
La conclusione è chiara: il motore di ricambio deve avere lo stesso numero di poli del vecchio motore. Se si vuole cambiare la velocità della coclea, lo si fa con il rapporto delle pulegge e nel campo consigliato dal costruttore.
Compatibilità tra potenza del riduttore e potenza del motore
Anche il riduttore ha un limite di potenza e di coppia d'uscita. Passare a un motore di potenza superiore ha senso solo se ciò è possibile senza superare questo limite del riduttore. Rapporto, potenza d'ingresso e fattore di servizio riportati sulla targa del riduttore vanno letti prima di iniziare la scelta del motore. Informazioni generali sulle applicazioni con riduttore si trovano nella pagina dei motori elettrici per riduttori.
Avviamento con sabbia depositata
Nella lavasabbia il momento più difficile è il primo movimento dopo una lunga fermata. Quando la macchina si ferma, la sabbia nella vasca si deposita in acqua e seppellisce la parte inferiore della coclea. Quando si vuole far ripartire la coclea, il motore deve smuovere questa massa di sabbia compattata. Serve una coppia di spunto sensibilmente superiore al carico di normale funzionamento.
Le principali misure adottate in esercizio per questa situazione sono:
- Arresto previo svuotamento: dopo aver interrotto l'alimentazione, la coclea continua a girare per qualche tempo; ci si ferma dopo aver ridotto la sabbia nella vasca.
- Sistema di sollevamento: su alcune macchine l'estremità inferiore della coclea può essere sollevata con un argano o un sistema idraulico. Estrarre la coclea dalla sabbia depositata prima dell'avviamento protegge il motore.
- Allentamento con acqua: immettere acqua nella vasca prima dell'avviamento per smuovere la sabbia riduce la resistenza.
- Avviamento adeguato: con l'avviamento stella-triangolo la coppia di spunto diminuisce e, con la coclea sepolta, il motore potrebbe non riuscire a partire. Un avviamento controllato con avviatore statico o azionamento può dare risultati migliori; nella scelta del metodo si tiene conto del fabbisogno di coppia.
Se la protezione interviene di continuo all'avviamento, la soluzione non è escluderla, ma riesaminare perché la sabbia si deposita e il metodo di avviamento. Sforzi ripetuti usurano l'avvolgimento del motore e gli ingranaggi del riduttore.
