Motore elettrico per mescolatori per calcestruzzo

Nella centrale di betonaggio e nello stabilimento di prefabbricati la qualità di ogni impasto dipende da quanto uniformemente i bracci o la stella all'interno del mescolatore miscelano inerti, cemento e acqua. Questa pagina tratta solo il motore trifase che aziona il mescolatore; per i motori di nastri, coclee, pompe e ventilatori della centrale può consultare la pagina motori elettrici per centrali di betonaggio.

Tipi di mescolatore per centrale e posizione del motore

Nelle centrali fisse il tipo più diffuso è il mescolatore a doppio albero (twin shaft). I due alberi all'interno della vasca orizzontale ruotano in senso opposto; bracci e palette sugli alberi rimescolano il materiale e lo spingono avanti e indietro lungo la vasca. Nei grandi mescolatori a doppio albero ogni albero è azionato da un proprio motore e riduttore, e il collegamento sincrono tra i due riduttori mantiene la posizione reciproca degli alberi. In quelli più piccoli un solo motore aziona una scatola ingranaggi comune.

Nel mescolatore planetario la stella di miscelazione ruota su un asse verticale e contemporaneamente gira attorno alla vasca. È preferito nella produzione di elementi prefabbricati, blocchi e calcestruzzo colorato. Il motore si trova in genere sopra la vasca, collegato a un riduttore angolare. Nei mescolatori a vasca (pan) la vasca può essere fissa o rotante; la logica di azionamento è simile a quella del planetario.

La botte rotante delle autobetoniere non è azionata da un motore elettrico ma dall'impianto idraulico del veicolo; questa pagina descrive i mescolatori installati fissi in centrale.

L'onda di coppia all'interno di un impasto

Il carico del motore del mescolatore non è costante: ogni impasto ripete lo stesso ciclo. A vasca vuota la rotazione è leggera. Quando si scaricano gli inerti la coppia sale, all'aggiunta di cemento e acqua l'impasto si addensa e la coppia massima si registra di norma in questa fase. Nel calcestruzzo a consistenza asciutta, per esempio negli impasti per autobloccanti o blocchi, questo picco è più marcato. Con l'apertura della porta di scarico il carico cala rapidamente e la vasca attende l'impasto successivo.

Poiché questo ciclo si ripete decine di volte all'ora, lo stato termico del motore è determinato dal carico medio; la coppia massima del motore deve però avere un margine sufficiente per il momento più gravoso. La potenza del motore è indicata dal costruttore del mescolatore in base al volume della vasca e alla classe del calcestruzzo. Se si sostituisce il motore di un mescolatore esistente, potenza e velocità riportate sulla targhetta dati del vecchio motore sono il punto di partenza più corretto.

Ripartenza a vasca piena

Il momento più difficile per il mescolatore arriva dopo un'interruzione di corrente o un arresto di emergenza. Con la vasca piena o semipiena i bracci restano immersi nel calcestruzzo fresco; il materiale si è assestato e ha iniziato a fare presa. In questa situazione il motore incontra una coppia di distacco molto superiore a quella di un avviamento normale.

Con il collegamento a stella la coppia che il motore può erogare è circa un terzo di quella a triangolo; per questo l'avviamento stella-triangolo spesso non basta a vasca piena. Il soft starter, mentre riduce la corrente prelevata dalla rete, limita anche la coppia all'albero; la sua rampa va regolata sul carico reale del mescolatore. L'inverter, consentendo un avviamento controllato con coppia elevata a bassa velocità, è la soluzione più flessibile per le ripartenze gravose. Nel mescolatore a doppio albero i due motori devono partire contemporaneamente e con lo stesso metodo; il ritardo di uno dei due sollecita il collegamento sincrono e i riduttori. I costruttori dei mescolatori definiscono spesso anche una procedura di apertura della porta e svuotamento manuale per svuotare la vasca dopo un'interruzione.

Cinghia, riduttore e posizione del motore

Nei mescolatori a doppio albero si trovano due disposizioni. Nella prima il motore con piedi poggia sul proprio basamento ed è collegato all'albero di ingresso del riduttore tramite cinghie trapezoidali; la cinghia contribuisce al rapporto di velocità e lascia un certo margine di slittamento in caso di bloccaggio. Nella seconda il motore è montato direttamente sul riduttore tramite flangia. Nella soluzione a cinghia il carico radiale sull'albero motore e il diametro della puleggia vanno indicati nell'ordine.

Nel mescolatore planetario il motore è per lo più installato orizzontalmente sopra il riduttore angolare; alcuni progetti richiedono la posizione verticale. In base alla grandezza sono disponibili esecuzioni con piedi (B3), flangiate (B5, B14), con piedi e flangia (B34, B35) e verticali (V1, V3, V5, V6, V15); flangia e dimensioni dell'albero compatibili con il riduttore del mescolatore vengono verificate insieme in fase d'ordine. Per la scelta del riduttore può consultare la pagina motori elettrici per riduttori.

Polvere di cemento, acqua di lavaggio e vibrazioni

Al piano del mescolatore l'aria contiene costantemente polvere di cemento. Bagnandosi, la polvere forma sulla carcassa del motore uno strato che indurisce e compromette il raffreddamento; copriventola e alette vanno puliti regolarmente. A fine giornata la vasca viene lavata con acqua; la protezione IP55 dei motori HEM è contro gli spruzzi d'acqua, mentre dirigere acqua in pressione sul motore esula da questa classe. Proteggere il motore dalla zona di lavaggio o coprirlo è una misura a carico del costruttore della macchina.

D'inverno, nelle centrali all'aperto, durante le soste può formarsi condensa; resistenza anticondensa e sensore PTC nell'avvolgimento sono opzioni d'ordine. Le vibrazioni generate durante la miscelazione possono allentare i bulloni dei piedi del motore e il fissaggio della puleggia; il loro serraggio periodico è una manutenzione semplice che previene i guasti del motore. Se con l'inverter si lavora a lungo a bassa velocità con coppia piena, si valuta una ventilazione esterna, con cavi lunghi un filtro dv/dt o sinusoidale; i dettagli sono nella pagina motori compatibili con inverter.

Modelli HEM di esempio e tabella di scelta

Poiché nei mescolatori da centrale l'ingresso del riduttore è per lo più dimensionato sulla classe 1500 giri/min, prevalgono i motori a 4 poli con carcassa in ghisa. A titolo di esempio, il 18,5 kW in ghisa 180M-4 eroga 120,2 Nm a 1470 giri/min, il 30 kW in ghisa 200L-4 194,2 Nm a 1475 giri/min, il 37 kW in ghisa 225S-4 237,9 Nm a 1485 giri/min e il 55 kW in ghisa 250M-4 353,7 Nm a 1485 giri/min.

I modelli in tabella sono esempi; la scelta definitiva dipende dal carico della macchina, dalla velocità richiesta, dal montaggio e dalle condizioni di esercizio.

Quando richiede un'offerta per il motore del mescolatore

Ci indichi il tipo e il volume del mescolatore (dati della macchina), la potenza del motore (kW), la velocità (giri/min), la tensione dell'impianto, la forma costruttiva (con piedi e cinghia o flangiata), il metodo di avviamento e la quantità desiderata. La foto della targhetta dati del vecchio motore spesso fornisce da sola le informazioni sufficienti. Tutte le potenze e i prezzi aggiornati sono elencati nella pagina del negozio; per WhatsApp e telefono può usare la pagina contatti.

Domande frequenti

Nel mescolatore a doppio albero i due motori devono avere la stessa potenza?

Sì; poiché i due alberi si dividono lo stesso lavoro, i motori si scelgono con stessa potenza e stessa velocità. Se se ne sostituisce uno, va preso un modello identico ai dati di targa dell'altro.

Perché il motore non riesce a partire a vasca piena?

Il calcestruzzo assestato richiede una coppia di distacco elevata. L'avviamento stella-triangolo può non bastare perché riduce questa coppia; metodo di avviamento, tensione della cinghia e potenza del motore vanno riesaminati insieme.

Il motore del mescolatore può essere a 6 poli?

Può esserlo; ciò che conta è la velocità di ingresso su cui sono calcolati il riduttore e il rapporto delle pulegge. Se cambia il numero di poli cambia anche la velocità di miscelazione, per questo la configurazione esistente va mantenuta.

Come si protegge il motore durante il lavaggio del mescolatore?

Il motore IP55 è protetto contro gli spruzzi d'acqua, non contro i getti d'acqua in pressione. Durante il lavaggio il motore va coperto oppure l'acqua non va diretta verso di esso.