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Il frantoio a mascelle è la macchina che, nelle cave e negli impianti di frantumazione e vagliatura, riduce la roccia grossa nel primo stadio. La mascella mobile viene spinta da un albero eccentrico verso la mascella fissa; la pietra viene schiacciata tra le due mascelle e scende verso la bocca di scarico sottostante. Alle due estremità dell'albero eccentrico si trovano grandi volani, uno dei quali funge spesso anche da puleggia per le cinghie. È questo il punto che spesso sfugge nella sostituzione del motore: il motore non svolge solo il lavoro di frantumazione, ma deve anche accelerare questi pesanti volani. In questo articolo spieghiamo il carico che il volano impone al motore, le condizioni di avviamento, i limiti di un motore asincrono standard e le informazioni necessarie in fase d'ordine.
Perché c'è il volano e quale carico impone al motore?
Nel frantoio a mascelle il carico di frantumazione non è uniforme. A ogni giro dell'albero eccentrico la mascella si chiude una volta; nella fase di chiusura il carico sale, durante l'apertura scende quasi a zero. I volani compensano questa oscillazione: accumulano energia durante l'apertura e la cedono alla pietra nella fase di chiusura. In questo modo il motore sostiene un carico vicino alla media, non il valore di picco di ogni colpo di frantumazione.
Il prezzo si paga all'avviamento. L'inerzia dei volani è elevata e il motore deve portare questa massa da ferma alla velocità di lavoro. Il tempo di avviamento si allunga sensibilmente rispetto a un ventilatore o a una pompa che girano a vuoto. Per tutta questa durata il motore assorbe un'elevata corrente di spunto e gli avvolgimenti si riscaldano. Per questo nel frantoio a mascelle la scelta del motore non si basa solo sulla potenza continua: anche tempo di avviamento e metodo di avviamento fanno parte della stessa decisione.
Condizioni di avviamento: camera vuota, camera piena
In esercizio normale i frantoi a mascelle si avviano a camera vuota; l'alimentazione si apre dopo che il frantoio ha raggiunto la velocità di lavoro. Il problema si presenta dopo arresti imprevisti. In caso di interruzione di corrente o arresto di emergenza la camera di frantumazione può restare piena di pietre.
- Avviamento a camera piena: non ci si deve aspettare che un motore standard acceleri, insieme ai volani, una mascella bloccata dalle pietre. La maggior parte dei costruttori di frantoi prevede in questo caso di svuotare la camera e poi eseguire l'avviamento. Questa regola di esercizio va mantenuta anche quando si sostituisce il motore.
- Metodo di avviamento: l'avviamento stella-triangolo, mentre riduce la corrente, abbassa anche la coppia di spunto; in una macchina con volani pesanti l'accelerazione si allunga e al momento della commutazione può verificarsi un picco di corrente. La scelta tra avviamento diretto, softstarter o inverter si definisce sul posto con un tecnico, in base all'inerzia del volano, alla capacità della rete o del generatore di sopportare la corrente di spunto e alla configurazione dell'impianto.
- Protezione adeguata al tempo di avviamento: con avviamenti lunghi l'elemento di protezione del motore non deve intervenire durante l'avviamento, ma deve proteggere il motore in caso di un reale bloccaggio. Classe e taratura della protezione vengono scelte dall'elettricista dell'impianto in base al tempo di avviamento misurato.
- Siti alimentati da generatore: nelle cave lontane dalla rete la corrente di spunto può mettere sotto sforzo la capacità del generatore. In questo caso il metodo di avviamento si valuta insieme alla potenza del generatore.
Conoscere i limiti del motore standard
Alcuni grandi frantoi a mascelle sono stati dotati in origine di un motore ad anelli (con rotore avvolto). Questi motori ottengono un'elevata coppia di spunto con bassa corrente grazie a resistenze collegate al circuito rotorico. Su una macchina di questo tipo, sostituire il motore ad anelli con un motore asincrono standard non equivale a un cambio con un equivalente diretto. Coppia di spunto, tempo di avviamento ed effetto sulla rete vanno ricalcolati; se necessario la sostituzione va pianificata insieme a un softstarter o a un inverter. Se sulla targa del vecchio motore vede un secondo gruppo di valori, come tensione e corrente rotoriche, il motore è molto probabilmente ad anelli; lo indichi sempre nell'ordine.
Allo stesso modo, i motori a due velocità, con albero speciale o autofrenanti non equivalgono al motore standard. Se trova la targa di un motore di questo tipo, presuma che serva un motore speciale e ci contatti inviando targa e dati tecnici.
Trasmissione a cinghie, puleggia e slitta
Nel frantoio a mascelle il motore è fissato in genere nella forma costruttiva B3 con piedi su una slitta tendicinghia e fa ruotare il volano-puleggia tramite cinghie trapezoidali. La tensione delle cinghie si regola facendo scorrere il motore sulla slitta.
- Carico radiale: la tensione delle cinghie impone una forza radiale sull'albero motore e sul cuscinetto anteriore. La puleggia va montata il più vicino possibile all'estremità dell'albero; poiché una puleggia motore di piccolo diametro aumenta il carico radiale, non si deve scendere sotto il diametro previsto dal costruttore.
- Giri e rapporto delle pulegge: i giri dell'albero eccentrico del frantoio risultano dai giri del motore e dal rapporto delle pulegge. Se il vecchio motore è a 6 poli, sostituirlo con uno a 4 poli cambia i giri del frantoio; il numero di poli non si modifica senza ricalcolare il rapporto delle pulegge.
- Compatibilità di grandezza e albero: interasse dei fori della slitta e altezza d'asse del motore vanno confrontati con il nuovo modello. Se la grandezza è diversa, serve un adattamento della slitta. Le quote sono riportate nei disegni tecnici 2D e nel catalogo 2026.
Le forme costruttive sono disponibili in base alla grandezza come B3, B5, B14, B34, B35 e verticali V1/V3/V5/V6/V15; le dimensioni della flangia vengono confermate in fase d'ordine. Nell'azionamento dei frantoi la forma più frequente è la B3.
