Motore elettrico per frantoio a martelli

Il frantoio a martelli è una macchina in cui i martelli, incernierati tramite perni a dischi montati su un albero, colpiscono la pietra ad alta velocità, mentre i frammenti escono attraverso le barre della griglia posta sotto il rotore. Poiché con materiali di durezza media o tenera, come calcare, marna, gesso, carbone e argilla secca, fornisce un prodotto fine in un solo passaggio, è diffuso sia nelle cave di inerti sia negli impianti di cemento e calce. Questa pagina tratta il motore elettrico che aziona il rotore della macchina; il quadro generale dell'impianto è nella pagina motori elettrici per frantoi e impianti di frantumazione.

Come frantuma il rotore e che cosa sostiene il motore?

Durante la rotazione i martelli si aprono verso l'esterno per effetto della forza centrifuga e, nell'istante in cui colpiscono la pietra, le trasferiscono parte della loro energia. La pietra si sbriciola per l'urto, per l'impatto contro la piastra di frantumazione della cassa oppure per lo sfregamento tra martello e griglia. Tutta l'energia di questo lavoro proviene dall'energia di rotazione del rotore; il motore restituisce istante per istante la velocità persa dai martelli.

Per questo il carico visto dal motore ha due componenti. La prima è la potenza continua di frantumazione, che cresce con la portata di alimentazione e la durezza del materiale. La seconda sono gli urti brevi che si generano all'ingresso di un pezzo grosso o quando la griglia si intasa. Il rotore pesante assorbe gran parte di questi urti con la propria inerzia e ne protegge il motore; per questo nel frantoio a martelli la corrente del motore appare più regolare che in un frantoio a mascelle.

Avviamento lungo: accelerare un rotore pesante

Per il motore il momento più gravoso del frantoio a martelli non è la frantumazione, ma l'avviamento. Il rotore, composto da dischi, martelli e puleggia, ha un grande momento d'inerzia; mentre accelera questa massa da zero alla velocità nominale, il motore assorbe a lungo una corrente elevata. In questo intervallo nell'avvolgimento si accumula calore. Se il motore viene fermato e riavviato spesso, gli avviamenti ravvicinati scaldano l'avvolgimento più del normale funzionamento.

In pratica si raccomanda quanto segue: il rotore va sempre avviato a vuoto e l'alimentazione si apre solo quando il motore ha raggiunto la piena velocità. Tempo di avviamento e inerzia del rotore vanno richiesti al costruttore del frantoio e comunicati a noi per la scelta del motore. Con l'avviamento stella-triangolo la coppia ridotta può non bastare ad accelerare a sufficienza un rotore pesante; in questi casi si valuta un avviatore statico (soft starter) o un inverter. Una logica di comando che limiti il numero di avviamenti consecutivi e un termistore PTC inserito nell'avvolgimento sono modi pratici per proteggere l'avvolgimento negli avviamenti lunghi; il termistore è un'opzione d'ordine.

Scelta di velocità, puleggia e giunto

La velocità periferica della punta del martello è la variabile principale che determina la finezza del prodotto: all'aumentare della velocità il prodotto si affina, ma cresce anche l'usura di martelli e griglia. La velocità del rotore è stabilita dal costruttore del frantoio; la velocità del motore vi si adatta tramite il rapporto delle pulegge o il collegamento diretto.

Trasmissione a cinghia e puleggia

Nella configurazione più diffusa un motore a 4 o 6 poli aziona la puleggia del rotore tramite cinghie trapezoidali. Il rapporto delle pulegge consente di regolare la velocità del rotore; inoltre, quando un pezzo di ferro non frantumabile entra nel frantoio, il breve slittamento della cinghia smorza parte dell'urto meccanico. Il prezzo da pagare è il carico radiale continuo sul cuscinetto lato comando del motore. La puleggia va montata vicino allo spallamento dell'albero, la tensione della cinghia mantenuta al valore indicato dal produttore e le cinghie nuove vanno ritensionate dopo le prime ore di funzionamento.

Collegamento diretto con giunto

Se la velocità del rotore è vicina a quella nominale del motore, il motore può essere collegato direttamente con un giunto elastico; in questa configurazione il cuscinetto non subisce il carico della cinghia, ma gli urti arrivano direttamente all'albero. In alcuni impianti si interpone un giunto idraulico, così che all'avviamento il motore prenda il carico in modo graduale. Con il giunto, motore e frantoio devono poggiare su un basamento comune e l'allineamento va eseguito con comparatore.

Rotore reversibile, usura e vibrazioni

Molti frantoi a martelli funzionano invertendo il senso di rotazione, per sfruttare entrambe le facce dei martelli. Il senso di un motore trifase standard si inverte scambiando due fasi di alimentazione; se l'operazione avviene tramite un selettore sul comando, il motore non va avviato nel senso opposto prima di essersi fermato completamente. Con la trasmissione a cinghia, anche puleggia e cinghia devono essere adatte a entrambi i sensi.

Man mano che i martelli si consumano, o se uno si rompe e cade, l'equilibrio del rotore si altera. Le vibrazioni del rotore sbilanciato si trasmettono al motore attraverso cinghie e basamento, riducono la durata dei cuscinetti e allentano i bulloni dei piedi. Sostituire i martelli a coppie contrapposte, controllare le vibrazioni dopo la sostituzione e serrare periodicamente i bulloni del basamento del motore protegge anche il motore.

L'ambiente del motore con materiali polverosi e umidi

Poiché fornisce un prodotto fine, il frantoio a martelli disperde molta polvere nell'ambiente. Se la polvere si accumula tra le alette di raffreddamento del motore, lo smaltimento del calore diminuisce; questo legame tra polvere e temperatura dell'avvolgimento, sommato agli avviamenti lunghi, fa scaldare il motore prima del previsto. La pulizia di copriventola e alette va inserita nel piano di manutenzione e, se possibile, il motore va collocato sul lato opposto all'uscita della polvere del frantoio.

I motori trifase HEM hanno carcassa IP55 e classe di isolamento F. Con materiali umidi come argilla e marna la griglia può intasarsi; in tal caso il carico del rotore aumenta e la corrente del motore sale. Il monitoraggio della corrente o un relè di sovraccarico segnalano l'intasamento prima che il motore si surriscaldi. Per impianti che d'inverno restano fermi a lungo si può richiedere una resistenza anticondensa. Il motore standard non è adatto ad ambienti con concentrazione di polvere molto elevata o con polveri combustibili; questa condizione va sempre indicata nell'ordine.

Esempi di scelta del motore

Questi motori sono indicati solo a titolo di esempio; il motore corretto si sceglie in base a inerzia e carico del rotore, velocità richiesta, tipo di collegamento e condizioni di cantiere. Ad esempio il modello 225M-4 eroga una coppia nominale di 289,4 Nm a 1485 giri/min e il modello 250M-6 di 358,7 Nm a 985 giri/min; il modello 280S-4 da 75 kW ha un fattore di servizio di 1,15.

Quali informazioni servono per richiedere un motore?

Ci indichi marca e tipo del frantoio, potenza (kW) e velocità (giri/min) richieste, tensione di rete, forma costruttiva del motore (nella maggior parte delle trasmissioni a cinghia B3 con piedi), tipo di trasmissione, metodo di avviamento, eventuale funzionamento reversibile e quantità. Una foto della targhetta dati del motore da sostituire risponde da sola alla maggior parte delle domande. Le esecuzioni con piedi e flangiate variano in funzione della grandezza; dimensioni di albero e flangia vengono verificate insieme in fase d'ordine.

Può consultare modelli e prezzi nel nostro negozio di motori elettrici e, per le potenze elevate, i motori con carcassa in ghisa. Se prevede il funzionamento con inverter, la pagina motori compatibili con inverter tratta il raffreddamento a bassa velocità e i filtri per i cavi. I nostri recapiti WhatsApp e telefonici sono nella pagina contatti.

Domande frequenti

Perché il motore del frantoio a martelli assorbe a lungo una corrente elevata all'avviamento?

Il momento d'inerzia del rotore pesante è elevato e, finché non porta questa massa da zero alla velocità nominale, il motore assorbe una corrente vicina a quella di spunto. Avviare il rotore a vuoto e scegliere il metodo di avviamento adeguato non accorcia questo tempo, ma alleggerisce l'avvolgimento e la rete.

Si può usare un motore da 3000 giri/min su un frantoio a martelli?

Nei piccoli frantoi con rotore ad alta velocità si possono trovare motori a 2 poli, ma nella maggior parte delle macchine si preferiscono motori a 4 o 6 poli con trasmissione a cinghia. La velocità adatta è determinata dalla velocità del rotore e dal rapporto delle pulegge; la decisione si prende sui dati del costruttore del frantoio.

Invertire il senso di rotazione del rotore danneggia il motore?

Il motore può funzionare in entrambi i sensi; la rotazione si inverte scambiando due fasi. Il danno si verifica quando si avvia il motore nel senso opposto mentre sta ancora girando, non quando è fermo. Sul comando occorre attendere l'arresto completo prima di invertire il senso.

Che cosa fare se dopo la sostituzione dei martelli le vibrazioni del motore aumentano?

Per prima cosa si verifica che i martelli siano montati a coppie contrapposte e di pari peso. Poi si controllano tensione della cinghia, eccentricità della puleggia e bulloni dei piedi del motore. Se le vibrazioni persistono, l'equilibratura del rotore va affrontata lato frantoio.