Motore elettrico per trituratore di metalli: carico a urti e configurazione dell'azionamento

Nella scelta del motore per un trituratore di metalli, il fattore davvero determinante non è il tipo di materiale triturato, ma il percorso attraverso cui l'urto raggiunge il motore. In un trituratore bialbero a bassa velocità l'urto torna direttamente all'albero attraverso il riduttore; in un mulino a martelli il volano assorbe l'urto ma allunga l'avviamento; in una macchina ad azionamento idraulico il motore quasi non avverte l'urto. Per questo occorre prima conoscere la configurazione dell'azionamento e poi scegliere il motore in base a essa.

Tre configurazioni di azionamento, tre diversi carichi sul motore

Le macchine che triturano rottami metallici, trucioli, profili in alluminio, elettrodomestici o cavi possono sembrare simili dall'esterno, ma al loro interno hanno architetture di azionamento diverse. Il carico che agisce sul motore cambia completamente in base a questa architettura.

Anche tra due macchine della stessa potenza, decidere la sostituzione del motore senza sapere quale configurazione abbia ciascuna è rischioso. La targa della macchina e lo schema dell'azionamento sono il primo documento per la scelta del motore.

Picchi di coppia nei trituratori a bassa velocità con riduttore

Nel trituratore bialbero gli alberi porta-lame girano a poche decine di giri al minuto. Il motore aziona questi alberi di solito con un riduttore epicicloidale o a coppia conica elicoidale; in alcune macchine c'è un gruppo motoriduttore separato per ogni albero. Quando tra le lame entra un pezzo duro, l'albero rallenta e la coppia sale di colpo.

Inversione automatica

Il comando di queste macchine, quando la corrente del motore supera un determinato valore, arresta gli alberi, li fa girare brevemente al contrario e poi riprova in avanti. Ogni cambio di direzione equivale a un nuovo avviamento in cui il motore assorbe una corrente elevata. Con un materiale che si incastra spesso si possono avere decine di inversioni all'ora; ciò determina il riscaldamento del motore molto più della potenza di targa.

• Indichi nell'ordine il numero stimato di inversioni all'ora; i frequenti cambi di direzione vengono valutati a parte nella scelta del motore.
• Il cambio di direzione va eseguito a motore fermo; un'inversione improvvisa durante la rotazione sollecita pesantemente avvolgimento e riduttore.
• Nelle macchine con inverter il cambio di direzione avviene con una rampa e la corrente viene limitata. Le nostre serie trifase sono adatte alla regolazione della velocità con inverter; per il funzionamento prolungato a bassa velocità con coppia piena può servire una ventilazione esterna, se il cavo tra inverter e motore è lungo si valuta un filtro dv/dt o sinusoidale.

Elementi di protezione meccanica

Per tenere i picchi di coppia lontani da motore e riduttore, sulla linea di trasmissione possono essere presenti un limitatore di coppia, un giunto a perno di sicurezza o un giunto idrodinamico (a fluido). Il giunto a fluido consente al motore di accelerare prima a vuoto e assorbe l'urto improvviso tramite lo slittamento. Questi elementi fanno parte del progetto del costruttore della macchina; quando si sostituisce il motore, verifichi che siano presenti e funzionanti.

Volano e tempo di avviamento nei mulini a martelli

Nei mulini a martelli per metalli il rotore con i suoi martelli costituisce una grande massa; nella maggior parte delle macchine vi si aggiunge anche un volano. In esercizio questa inerzia attenua gli urti: a ogni impatto il rotore rallenta un po' e, nell'intervallo, il motore lo riporta in velocità. Il motore sostiene così non i picchi di carico, ma un carico vicino alla media.

Il prezzo si paga all'avviamento. Portare un rotore pesante da fermo alla piena velocità può richiedere molto tempo e per tutta questa durata il motore assorbe una corrente elevata. Ogni motore ha un tempo di avviamento ammesso e un numero ammesso di avviamenti all'ora. Se sono noti il momento d'inerzia del rotore (J) e il tempo di avviamento desiderato, si può calcolare se il motore è in grado di sostenere l'avviamento; per questi dati si rivolga al costruttore della macchina e ce li comunichi.

• L'avviamento va eseguito a macchina vuota; l'alimentazione si apre solo dopo che il rotore ha raggiunto la piena velocità.
• Nell'avviamento stella-triangolo la bassa coppia in configurazione a stella allunga l'accelerazione del rotore pesante; il tempo di commutazione va regolato di conseguenza.
• Tentativi di avviamento ripetuti scaldano il motore; dopo un avviamento non riuscito occorre attendere che il motore si raffreddi.

Scelta del motore nelle macchine ad azionamento idraulico

In alcuni trituratori gli alberi porta-lame sono azionati da motori idraulici; il motore elettrico aziona solo la pompa idraulica. In questa configurazione l'urto è limitato dalla valvola di sicurezza della pressione e il motore vede per lo più, a velocità costante, un carico variabile ma smorzato. La potenza del motore deriva da portata e pressione di esercizio della pompa; non si stabilisce in base al nome della macchina.

In queste macchine il motore lavora sul serbatoio della centralina idraulica, con campana della pompa e giunto. Le forme di montaggio (B3, B5, B14, B34, B35 e verticali V1/V3/V5/V6/V15) sono disponibili a seconda della grandezza, la quota della flangia viene confermata in fase d'ordine. Per una panoramica delle applicazioni idrauliche può consultare la pagina motori per pompe idrauliche.

Qualunque sia la configurazione del Suo azionamento, se potenza e velocità del motore attuale sono note, consulti i modelli HEM Motor adatti e i prezzi aggiornati.

Carcassa, ambiente e velocità

Le aree di triturazione dei metalli sono polverose, soggette a vibrazioni e spesso semiaperte. La carcassa in ghisa offre in questo ambiente una struttura più rigida contro urti e vibrazioni. La protezione IP55 riguarda polvere e spruzzi d'acqua; l'ingresso della ventola del motore non deve essere ostruito da polvere metallica e trucioli e la carcassa va pulita regolarmente.

Per quanto riguarda la velocità, nei trituratori con riduttore il rapporto di riduzione è calcolato in base al numero di poli del motore esistente; nella sostituzione il numero di poli va mantenuto. Nel mulino a martelli sono invece determinanti il rapporto delle pulegge e la velocità periferica del rotore; se cambia la velocità del motore, le pulegge vanno ricalcolate.

Modelli di esempio

Di seguito alcuni modelli nella gamma di potenze frequente nei trituratori di metalli. Tutti hanno carcassa in ghisa, grado di protezione IP55, classe di isolamento F e alimentazione 400/690 V (Δ/Y), 50 Hz.

• 250M-6: 37 kW, 6 poli, 985 giri/min, IEC 250M, coppia nominale 358,7 Nm. Per azionamenti con riduttore che richiedono coppia elevata a bassa velocità.
• 280S-4: 75 kW, 4 poli, 1486 giri/min, IEC 280S, coppia nominale 482 Nm, fattore di servizio 1,15.
• 315S-4: 110 kW, 4 poli, 1488 giri/min, IEC 315S, coppia nominale 706 Nm, fattore di servizio 1,15.

Il fattore di servizio 1,15 è una riserva di potenza del 15% del motore; con carichi a urti è prezioso come margine di sicurezza, ma non serve a scegliere il motore di una taglia inferiore. I prezzi aggiornati sono nelle pagine prodotto; tutti i modelli di grande potenza sono elencati nella pagina motori con carcassa in ghisa.

Conclusione e dati necessari per l'offerta

Nel trituratore di metalli il motore è determinato dalla configurazione dell'azionamento quanto dal tipo di rottame triturato: nella macchina con riduttore contano picchi di coppia e frequenza delle inversioni, nel mulino a martelli il tempo di avviamento, nell'azionamento idraulico la potenza della pompa. Per l'offerta ci invii:

• Configurazione dell'azionamento della macchina (con riduttore, cinghia e volano o idraulica)
• Foto della targa e forma di montaggio del motore attuale
• Rapporto del riduttore o diametri delle pulegge; nel mulino a martelli, se nota, l'inerzia del rotore
• Metodo di avviamento e numero di inversioni o avviamenti all'ora

Tutti i modelli in vendita e i prezzi aggiornati sono nella pagina acquista motori elettrici. Invii foto della targa, velocità e dati di montaggio del motore attuale dalla pagina di invio della targa e richieda un'offerta per il modello adatto. Per documenti aggiuntivi come lo schema dell'azionamento può usare la nostra pagina contatti.

Domande frequenti

Perché nel trituratore di metalli il motore inverte spesso il senso di rotazione?

Quando la corrente sale, il comando inverte brevemente gli alberi per sbloccare l'inceppamento. Ogni inversione è come un nuovo avviamento; se si ripete spesso, diventa il fattore che determina il riscaldamento del motore.

Perché nel mulino a martelli il motore impiega molto ad avviarsi?

L'inerzia di rotore e volano è elevata; il motore impiega molto tempo a portare questa massa alla piena velocità. Tempo di avviamento e numero di avviamenti all'ora vanno valutati insieme all'inerzia del rotore.

Un motore con fattore di servizio 1,15 si può scegliere più piccolo?

No. La riserva del 15% è un margine di sicurezza con carichi a urti. La potenza del motore si sceglie in base al carico reale della macchina; la riserva è un margine che si aggiunge a questa potenza.

Come si stabilisce la potenza del motore in un trituratore ad azionamento idraulico?

Poiché il motore elettrico aziona la pompa idraulica, la potenza si calcola da portata e pressione di esercizio della pompa. Il nome o la capacità della macchina da soli non forniscono dati sufficienti.