Come scegliere il motore elettrico della pompa idraulica di una pressa a iniezione per plastica?

Nella pressa a iniezione per materie plastiche il motore della pompa idraulica non si sceglie in base alla forza di chiusura dello stampo o al tonnellaggio della macchina, ma in base alla portata della pompa, alla pressione del sistema e alla distribuzione del carico all'interno di un ciclo di stampaggio. A ogni ciclo la pompa subisce per pochi secondi un carico di picco, poi gira a lungo a basso carico. Il motore corretto è quello in grado di sostenere questo carico di picco mantenendo entro i limiti il riscaldamento medio lungo il ciclo.

Cosa subisce il motore della pompa in un ciclo di stampaggio?

Nella pressa a iniezione idraulica tradizionale il motore gira in continuo finché la macchina è accesa; a fermarsi e ripartire non è la pompa, ma le valvole. Ogni fase del ciclo richiede alla pompa portata e pressione diverse, e la potenza fornita dal motore all'albero oscilla di conseguenza.

• Chiusura e bloccaggio dello stampo: portata elevata per il movimento rapido, alta pressione di breve durata al momento del bloccaggio.
• Iniezione: la fase in cui portata e pressione raggiungono contemporaneamente il massimo; il carico più elevato visto dal motore si trova di solito qui.
• Mantenimento (pressione di tenuta): la pressione resta alta, la portata cala molto; il fabbisogno di potenza si riduce sensibilmente.
• Plastificazione (dosaggio): il motore idraulico che fa ruotare la vite richiede una portata prolungata a pressione media.
• Raffreddamento, apertura dello stampo ed estrazione: la pompa scarica spesso a vuoto; il motore gira quasi senza carico.

Da questo quadro derivano due conseguenze. Primo: la potenza di targa del motore non deve necessariamente essere pari alla potenza di picco; secondo: più cresce la differenza tra carico di picco e carico medio, più il calcolo di scelta va fatto con attenzione.

Il carico del motore cambia in base al tipo di pompa

Due macchine dello stesso tonnellaggio possono richiedere motori diversi a seconda dello schema di pompaggio utilizzato. Prima di sostituire il motore occorre sapere quale pompa lavora sulla macchina.

Pompa a cilindrata fissa e valvola proporzionale

La pompa a ingranaggi o a palette a cilindrata fissa eroga sempre la stessa portata in funzione dei giri del motore. L'olio in eccesso torna al serbatoio dalla valvola proporzionale o dal circuito di scarico. In questa configurazione il motore lavora con un certo carico di base anche nelle fasi senza carico e l'olio si scalda di più.

Pompa a cilindrata variabile (con compensatore di pressione)

La pompa a pistoni a cilindrata variabile eroga solo l'olio necessario. Nelle fasi di raffreddamento e attesa il carico del motore diminuisce sensibilmente; il carico di picco si verifica comunque al momento dell'iniezione.

Sistemi a servopompa

In una parte delle macchine di nuova generazione la pompa è azionata da un servomotore con azionamento dedicato; i giri cambiano a ogni fase e il motore può fermarsi durante l'attesa. Per questo impiego serve un motore speciale; può rientrare al di fuori dell'ambito della serie standard del catalogo 2026 di HEM Motor, ci interpelli con i dati di targa e di applicazione. Negli schemi di pompaggio a giri variabili realizzati con motore asincrono e inverter valgono invece le condizioni generali riportate nella nostra pagina sull'uso con inverter.

Calcolare la potenza: valore di picco e media sul ciclo

La relazione fondamentale della potenza idraulica è semplice: potenza (kW) = pressione (bar) × portata (l/min) / 600. Tenendo conto del rendimento totale della pompa si ottiene la potenza necessaria all'albero motore. La portata, a sua volta, è il prodotto della cilindrata della pompa per giro per i giri nominali del motore.

I numeri seguenti sono un esempio ipotetico e non appartengono a una macchina specifica. Una pompa da 40 cm³/giro, azionata da un motore a 4 poli che ruota a 1465 giri/min, eroga circa 58,6 l/min. Se al momento dell'iniezione servono 140 bar, la potenza idraulica è 58,6 × 140 / 600 ≈ 13,7 kW; con un rendimento totale di 0,85 servono all'albero motore circa 16 kW.

Questi 16 kW si presentano solo per pochi secondi del ciclo. Calcolando la media ponderata nel tempo (valore quadratico medio, RMS) insieme ai bassi carichi delle altre fasi, in questo ciclo ipotetico il valore scende nella fascia 9–10 kW. In tal caso il costruttore della macchina può aver scelto un motore da 11 kW; poiché il picco sale a circa 1,5 volte la potenza nominale, i valori di coppia del motore vanno verificati a parte con il catalogo tecnico oppure richiesti a noi.

Perché aumentare il motore spesso non è la soluzione?

Aumentare il motore perché la velocità di iniezione non basta non aumenta la portata. La portata deriva da cilindrata della pompa e giri; un motore più potente agli stessi giri di un 4 poli fa ruotare la pompa alla stessa velocità. Per aumentare la velocità bisogna modificare la pompa stessa o il circuito idraulico, e questo è di competenza del costruttore della macchina.

Anche passare a 3000 giri/min non è pratico: per molte pompe da iniezione i giri massimi ammessi non lo consentono e sul lato aspirazione nasce il rischio di cavitazione. Per questo nella sostituzione si mantiene il numero di poli del motore attuale. Se il motore fa scattare spesso il relè termico, si verifica prima se la taratura della pressione è stata aumentata, se la durata del ciclo è stata ridotta e la temperatura dell'olio.

Se potenza e giri del Suo motore attuale sono noti, consulti i modelli HEM Motor adatti e i prezzi aggiornati; per una panoramica sulle applicazioni idrauliche può dare un'occhiata anche alla pagina motori per pompe idrauliche.

Avviamento, collegamento e ambiente

Nelle presse a iniezione il motore della pompa si avvia di norma con la valvola di scarico aperta, cioè senza che la pompa generi pressione. Per questo non serve un'elevata coppia di spunto e, nelle potenze maggiori, l'avviamento stella-triangolo è frequente. Un motore con targa 400/690 V (Δ/Y) su rete a 400 V funziona a triangolo ed è compatibile con il quadro stella-triangolo.

Il motore è per lo più montato sopra o accanto al serbatoio dell'olio e collegato con campana pompa e giunto. Le forme costruttive B3, B5, B14, B34, B35 e quelle verticali V1/V3/V5/V6/V15 sono offerte in base alla grandezza; la dimensione della flangia viene confermata nell'ordine. Confronti la flangia su cui appoggia la campana della pompa e il diametro dell'albero non a stima, ma con i disegni tecnici.

I reparti di stampaggio possono essere caldi; la ventola del motore deve poter aspirare aria fresca in quantità sufficiente. Non posizionare il motore vicino all'uscita dell'aria calda dello scambiatore dell'olio evita buona parte dei problemi di surriscaldamento.

Modelli di esempio

I modelli seguenti sono scelti nella gamma di potenza più frequente nelle presse a iniezione. Sono tutti a 4 poli, con carcassa in ghisa, grado di protezione IP55 e classe di isolamento F.

• 160M-4: 11 kW, 1465 giri/min, IEC 160M, 400/690 V, coppia nominale 71,7 Nm. Per macchine di medio tonnellaggio, come nell'esempio ipotetico precedente.
• 160L-4: 15 kW, 1465 giri/min, IEC 160L, 400/690 V, coppia nominale 97,8 Nm. Stessa altezza d'asse, carcassa più lunga.
• 180L-4: 22 kW, 1470 giri/min, IEC 180L, 400/690 V, coppia nominale 142,9 Nm. Per macchine con pompa di cilindrata maggiore.

Il prezzo aggiornato è riportato nella pagina prodotto di ciascun modello. Per le altre applicazioni nel settore plastico può consultare la pagina motori per la lavorazione di plastica e gomma.

Conclusioni e dati necessari per l'offerta

Nella pressa a iniezione la potenza del motore deriva non dal tonnellaggio, ma da cilindrata della pompa, pressione e struttura del ciclo. Nella sostituzione si mantengono potenza e numero di poli del motore attuale; in caso di surriscaldamento si esaminano prima le regolazioni idrauliche. Ci comunichi i seguenti dati:

• Potenza, giri e foto della targa del motore attuale
• Tipo e cilindrata della pompa, pressione di esercizio
• Forma costruttiva (con piedi, flangiata o entrambe) e dati della campana pompa
• Tensione di rete e metodo di avviamento

I modelli adatti e i prezzi aggiornati sono disponibili nella pagina acquista motore elettrico. Ci invii la foto della targa, i giri e i dati di montaggio del Suo motore attuale dalla pagina di invio della targa e richieda un'offerta per il modello adatto. Per altre domande può usare la nostra pagina contatti.

Domande frequenti

Nella pressa a iniezione la potenza del motore si può calcolare dal tonnellaggio?

No. Il tonnellaggio esprime la forza di chiusura; la potenza del motore si calcola da cilindrata della pompa, pressione del sistema e durata delle fasi del ciclo.

Se monto un motore più potente, l'iniezione diventa più veloce?

No. La portata deriva da cilindrata della pompa e giri; un motore più potente agli stessi giri non fa ruotare la pompa più velocemente. Per la velocità servono modifiche al circuito idraulico.

Per il motore della pompa si può usare un 3000 giri/min invece di un 1500?

I giri massimi ammessi dalla pompa e le condizioni di aspirazione di solito non lo consentono. Nella sostituzione vanno mantenuti i giri del motore attuale.

L'avviamento stella-triangolo è adatto alla pompa della pressa a iniezione?

Se la pompa si avvia con la valvola di scarico aperta, è un metodo diffuso e adatto. Il motore con targa 400/690 V su rete a 400 V funziona a triangolo ed è quindi compatibile con questo quadro.