Motore elettrico per riduttori a vite senza fine

Il riduttore a vite senza fine riduce in un solo stadio l'alta velocità del motore a una velocità d'uscita molto bassa; per questo si trova spesso nelle linee di confezionamento, nelle coclee dosatrici, nei piccoli nastri trasportatori e negli azionamenti di porte e barriere. Questa pagina tratta soltanto il motore asincrono trifase collegato all'ingresso di un riduttore di questo tipo; il confronto generale tra i tipi di riduttore si trova nella pagina dei motori elettrici per riduttori.

Cosa aziona il motore in un riduttore a vite senza fine?

All'interno della cassa del riduttore si trovano una vite in acciaio, fatta girare dall'albero motore, e una ruota coniugata (ruota elicoidale) che ingrana con la vite, di solito in bronzo. Il motore fa girare soltanto la vite. A ogni giro della vite la ruota avanza di uno o pochi denti; per questo l'albero d'uscita ruota a una velocità molto inferiore a quella del motore e su un asse perpendicolare all'albero motore.

Distinguere fin dall'inizio i compiti che il motore non svolge facilita la scelta. La velocità d'uscita non la determina il motore, ma il rapporto del riduttore. Nemmeno trattenere in posizione un carico fermo è compito del motore: alcuni riduttori a vite senza fine ad alto rapporto diventano difficili da far ruotare dall'uscita, ma questo comportamento varia con vibrazioni, temperatura e usura e non può essere considerato un freno. Gli urti e i carichi assiali sull'albero d'uscita sono sostenuti da ruota, cuscinetti e cassa del riduttore.

Quali dati raccogliere per scegliere il motore di questo riduttore?

La scelta del motore parte dalla targa del riduttore. Sulla targa o nel catalogo del riduttore sono riportati tipo, rapporto (i), potenza e velocità d'ingresso ammesse, grandezza IEC della flangia d'ingresso e diametro del foro all'ingresso della vite. A questi si aggiungono velocità e coppia d'uscita richieste dalla macchina, durata di funzionamento giornaliera e numero di avviamenti orari.

Le voci della tabella sono un elenco di dati; nessuna di esse, da sola, equivale a una scelta definitiva del motore.

Considerare il rendimento del riduttore nel definire potenza e velocità

La velocità d'uscita si ottiene approssimativamente dividendo la velocità nominale del motore per il rapporto del riduttore. La potenza motore necessaria si calcola invece moltiplicando coppia e velocità d'uscita e dividendo il risultato per 9550 e per il rendimento del riduttore. Nel tipo a vite senza fine quest'ultimo termine è decisivo: per lo strisciamento tra vite e ruota il rendimento è inferiore a quello dei riduttori a ingranaggi, e diminuisce ulteriormente con l'aumentare del rapporto e all'avviamento. Non stimi il valore del rendimento, ma lo ricavi dalla tabella fornita dal costruttore del riduttore per quel rapporto e quella velocità d'ingresso.

Se dispone di una macchina in funzione, il punto di partenza più affidabile è la targa del motore esistente. Potenza e velocità indicate in targa sono valori collaudati dal carico che il riduttore sostiene da anni. Se si vuole che la macchina lavori più velocemente o più lentamente, la via è di norma cambiare il rapporto del riduttore; cambiare il numero di poli del motore altera sia la coppia d'uscita sia le condizioni d'ingresso del riduttore.

I valori lato motore si leggono a catalogo. Ad esempio il modello in alluminio da 0,55 kW 80M1-4 eroga una coppia nominale di 3,75 Nm a 1400 giri/min nominali, il modello in alluminio da 1,1 kW 90S-4 7,27 Nm a 1445 giri/min. Questi sono valori all'albero motore; la coppia all'uscita del riduttore è questo valore moltiplicato per il rapporto e per il rendimento del riduttore. La differenza di coppia in funzione del numero di poli è illustrata nel nostro articolo sulla tabella delle coppie.

Nei riduttori a vite senza fine è diffuso il motore a quattro poli, della classe di circa 1500 giri/min. Il motore a due poli aumenta la velocità di strisciamento sulla vite; si rischia di superare la velocità d'ingresso ammessa dal riduttore e il riscaldamento aumenta. Il motore a sei poli, a parità di rapporto, fornisce una velocità d'uscita più bassa; questa strada va considerata solo se i dati del riduttore sono adatti anche a quella velocità d'ingresso.

Collegamento all'ingresso della vite: flangia, albero cavo e linguetta

Nella maggior parte dei riduttori a vite senza fine l'albero motore, con la sua linguetta, si inserisce nell'ingresso cavo della vite e la flangia del motore viene imbullonata alla flangia d'ingresso del riduttore. Non c'è giunto; il motore è sostenuto a sbalzo dal riduttore. Per questo il primo dato da verificare è la grandezza IEC del motore (63, 71, 80, 90…), poiché diametro dell'albero e dimensioni della flangia dipendono dalla carcassa. Per le corrispondenze dimensionali si può usare la tabella dimensionale delle grandezze.

Sui riduttori piccoli si usa la flangia piccola B14 con fori filettati, su quelli più grandi la flangia grande B5 con fori passanti. Poiché per la stessa carcassa possono esistere più misure di flangia B14, vanno sempre misurati diametro esterno della flangia, diametro di centraggio e interasse dei fori. Gli altri valori da confrontare sono diametro e lunghezza dell'albero, larghezza della linguetta, numero di fori e distanza a cui la morsettiera si avvicina alla cassa del riduttore. Se motore e riduttore sono collegati separatamente con un giunto, nell'elenco rientrano anche interasse dei fori dei piedi e altezza d'asse del motore con piedi. Senza questi controlli non si può affermare che un motore si monti direttamente sul riduttore. Le opzioni di flangia sono nella pagina dei motori con flangia B5 e B14.

Poiché il riduttore a vite senza fine può essere installato con la vite in alto, in basso o di lato, il motore non è sempre orizzontale. Se sulla macchina il motore è con albero verso il basso (V1) o verso l'alto (V3), lo indichi nell'ordine; queste posizioni modificano il carico sui cuscinetti e il punto in cui l'acqua può ristagnare sul motore. Le forme costruttive disponibili sono elencate nella domanda sulle forme costruttive.

Condizioni ambientali accanto alla cassa calda del riduttore

Nel riduttore a vite senza fine la potenza persa per strisciamento si trasforma in calore; per questo la cassa lavora più calda rispetto ai riduttori a ingranaggi con lo stesso carico. La flangia del motore è imbullonata a questa cassa calda e la ventola del motore raffredda soltanto il motore, non il riduttore. In un vano chiuso, come il carter di una confezionatrice, l'aria calda ricircola continuamente; dietro il copriventola del motore va lasciato uno spazio da cui possa aspirare aria.

I valori di catalogo HEM Motor valgono per una temperatura ambiente compresa tra −15 e +40 gradi centigradi e per altitudini fino a 1000 m. Se il vano del motore supera questo limite o l'impianto si trova più in alto, l'informazione va indicata nell'ordine. La serie è fornita con grado di protezione IP55 e classe di isolamento F. Per ambienti soggetti a lavaggio o che si raffreddano di notte è disponibile su richiesta la resistenza anticondensa, per monitorare la temperatura dell'avvolgimento un sensore PTC o PT100.

Marcia-arresto, convertitore e funzionamento a bassa velocità

In applicazioni come coclee dosatrici, porte o stazioni di confezionamento il motore esegue molti avviamenti all'ora. La corrente elevata assorbita a ogni avviamento riscalda l'avvolgimento; in questo tipo di servizio un sensore PTC inserito nell'avvolgimento facilita la protezione. Quando il riduttore a vite senza fine passa da fermo al movimento il suo attrito interno è più elevato, quindi la coppia di spunto del motore deve essere sufficiente per quel momento; per questa verifica si utilizza il rendimento all'avviamento riportato nel catalogo del riduttore.

Quando si riduce la velocità con un convertitore di frequenza si osservano due effetti insieme: la ventola calettata sull'albero rallenta e, poiché diminuisce anche la velocità di strisciamento della vite, cambia il rendimento del riduttore. Per un motore che deve lavorare a lungo a bassa frequenza con coppia piena può servire una ventilazione esterna; se il cavo del motore è lungo, si valuta un filtro dv/dt o sinusoidale. Indichi queste condizioni nell'ordine; i dettagli sono nella pagina dei motori compatibili con inverter. Se negli azionamenti di porte e barriere con inversione del senso serve un motore autofrenante, lo indichi nell'ordine; la sicurezza di trattenimento del carico è materia di progettazione della macchina.

Quali informazioni inviare quando sostituisce il vecchio motore?

Per un motore smontato dal riduttore, la via più rapida è inviare via WhatsApp le foto delle targhe di motore e riduttore seguendo i passaggi della pagina trovare l'equivalente dalla targa. Se la targa non è leggibile, le misure seguenti forniscono informazioni sufficienti.

• Foto della targa del motore: potenza (kW), velocità (giri/min), tensione e collegamento (Δ/Y)
• Targa del riduttore: tipo, rapporto e velocità d'ingresso ammessa
• Tipo di flangia (B14 o B5), diametro esterno della flangia e interasse dei fori
• Diametro e lunghezza dell'albero motore e larghezza della linguetta
• Posizione del riduttore sulla macchina e orientamento del motore (orizzontale, V1, V3)
• Numero approssimativo di avviamenti orari e uso o meno di un convertitore
• Quantità richiesta

Con queste informazioni si valutano insieme tipo di macchina e durata di funzionamento; i nostri recapiti WhatsApp e telefonici sono nella pagina contatti.

Motori da valutare nel negozio per gli azionamenti a vite senza fine

Poiché i riduttori a vite senza fine si usano per lo più su potenze piccole e medie, il primo gruppo da considerare sono i leggeri motori con carcassa in alluminio montati a flangia; per azionamenti soggetti a urti o in ambienti gravosi si possono valutare anche i motori con carcassa in ghisa. Tutti i modelli sono elencati nel negozio di motori elettrici.

Esempi a quattro poli: 0,37 kW 71M2-4 alluminio (1340 giri/min), 0,55 kW 80M1-4 alluminio (1400 giri/min), 1,1 kW 90S-4 alluminio (1445 giri/min) e 3 kW 100L2-4 alluminio (1450 giri/min). Questi modelli sono indicati solo come esempio; l'idoneità al Suo riduttore e alla Sua macchina va verificata a parte con i dati di flangia, albero e carico. Per la cassa del riduttore si può consultare la categoria riduttore a vite senza fine del nostro sito; le indicazioni di questa pagina riguardano solo il motore, la scelta del riduttore si effettua separatamente con i suoi dati.

Domande frequenti

La cassa del riduttore a vite senza fine è molto calda: il problema è nel motore?

In questo tipo di riduttore la potenza persa si trasforma in calore, quindi è normale che la cassa lavori più calda rispetto ai riduttori a ingranaggi. Confronti la corrente del motore con il valore di targa; se la corrente è normale, livello dell'olio, rapporto e carico vanno controllati sul lato riduttore.

Posso montare un motore a due poli al posto di uno a quattro poli?

A parità di rapporto la velocità d'uscita raddoppia circa e la coppia d'uscita diminuisce; aumenta anche la velocità di strisciamento sulla vite. Per non superare la velocità d'ingresso ammessa dal riduttore, resti nella stessa classe di velocità del vecchio motore.

L'irreversibilità del riduttore può sostituire un freno?

No. Anche se alcuni riduttori a vite senza fine ad alto rapporto oppongono resistenza al moto inverso, questo comportamento si indebolisce con vibrazioni e usura. Nelle macchine che devono trattenere un carico, freno e dispositivi di sicurezza vanno risolti a parte nella progettazione della macchina; se serve un motore autofrenante, lo indichi nell'ordine.

Cosa devo misurare quando ordino un motore con flangia B14?

Misuri diametro esterno della flangia, diametro di centraggio, interasse e filettatura dei fori, oltre a diametro e lunghezza dell'albero. Poiché sulla stessa carcassa possono esistere diverse misure di B14, il solo numero di grandezza non basta.

In un piccolo azionamento a vite senza fine si può usare un motore monofase?

Se la rete non è trifase, si può valutare la nostra serie di motori monofase nel campo 0,18–5,5 kW. Coppia di spunto e misura della flangia del motore monofase vanno verificate insieme al fabbisogno di avviamento del riduttore.