Ротор и пусковая нагрузка при замене электродвигателя дробилки для пластика

Дробилка для пластика, или гранулятор, измельчает такие изделия, как бутылки, ящики, трубы или производственные отходы, разрезая их между вращающимися и неподвижными ножами. С точки зрения двигателя эта машина объединяет две трудные ситуации: разгон тяжёлого ротора из состояния покоя и восприятие внезапных режущих ударов во время работы. При замене двигателя дробилки часто смотрят только на киловатты на табличке старого двигателя; однако инерция ротора при пуске, пики момента во время загрузки и ременная передача не менее важны, чем мощность. В этой статье мы последовательно разбираем эти моменты и приводим примеры чугунных моделей, которые HEM Motor предлагает к продаже.

Что ротор дробилки требует от двигателя?

Ротор гранулятора — это массивный цилиндр с ножами. На большинстве машин шкив выполняется как тяжёлый маховик, чтобы увеличить инерцию ротора. Цель такой конструкции — воспринимать внезапную нагрузку, возникающую при входе ножа в материал, за счёт энергии вращающейся массы, чтобы двигатель не перегружался при каждом ударе.

Эффект маховика облегчает работу двигателя в процессе эксплуатации, но при пуске действует наоборот. Чтобы разогнать неподвижную тяжёлую массу до рабочей скорости, двигатель должен долго развивать высокий момент. В это время двигатель потребляет ток, в несколько раз превышающий номинальный, и обмотка быстро нагревается. Чем дольше пуск, тем важнее, чтобы двигатель и защитные устройства выдерживали такой режим.

Факторы, увеличивающие нагрузку ротора

• Большой диаметр и длина ротора: Растут масса и инерция, удлиняется время разгона.
• Тяжёлый шкив-маховик: Сглаживает работу, но утяжеляет пуск.
• Материал, оставшийся в бункере: Если машина остановилась с полным бункером, при повторном пуске ротору нужно преодолеть не только собственную массу, но и застрявший материал.
• Затупившиеся ножи: Вместо резания начинается смятие; для того же материала возникают более высокий момент и более длительные пики тока.

Пусковая нагрузка: почему одной паспортной мощности недостаточно

Два разных гранулятора могут иметь двигатели одинаковой мощности и при этом совершенно по-разному вести себя при пуске. Киловатты на табличке показывают мощность, которую двигатель может отдавать в продолжительном режиме; они ничего не говорят о времени разгона, инерции ротора или силе ударов при загрузке. Поэтому при замене двигателя дробилки нужно найти ответы на три вопроса:

• Пускается ли машина с пустым бункером или с материалом внутри?
• Сколько секунд длился пуск со старым двигателем и срабатывала ли при этом защита?
• Сколько раз в день машина останавливается и снова пускается?

Частые пуски каждый раз создают тепловую нагрузку на обмотку двигателя. В машине, которая пускается много раз в день, двигатель нагружен сильнее, чем в машине, отдающей ту же мощность в продолжительном режиме. Сообщить эту информацию в заказе необходимо для правильного выбора.

Способ пуска также напрямую влияет на разгон. Пуск «звезда-треугольник» снижает пусковой ток, но уменьшает и пусковой момент; в дробилке с тяжёлым ротором, если переключение на треугольник происходит до того, как двигатель достаточно разогнался на звезде, пик тока всё равно остаётся высоким. Если будет использоваться устройство плавного пуска или преобразователь частоты, настройки нужно выполнять с учётом инерции ротора. Наши трёхфазные серии пригодны для регулирования скорости с помощью преобразователя частоты; при длительной работе на низкой частоте вращения с полным моментом может потребоваться внешний вентилятор, а при длинном кабеле между преобразователем и двигателем рассматривается dv/dt- или синус-фильтр; эти условия указываются в заказе.

Ременная передача и частота вращения

В большинстве грануляторов двигатель вращает ротор через клиновые ремни и шкивы. Такая схема одновременно снижает частоту вращения и защищает двигатель и ротор, позволяя ремню немного проскальзывать при внезапном заклинивании. При замене двигателя на стороне ремённой передачи следует обратить внимание на следующее:

• Сохраняйте число полюсов: Если старый двигатель 4-полюсный (1500 об/мин синхронных), новый тоже должен быть таким. Другое число полюсов без замены шкивов изменит частоту вращения ротора и ухудшит качество резания.
• Учитывайте радиальную нагрузку: Тяжёлый пуск и ударный режим увеличивают натяжение ремня. Шкив двигателя должен сидеть близко к заплечику вала, ремень не следует перетягивать.
• Проверьте ступицу шкива: Диаметр вала и размер шпонки зависят от габарита; старый шкив может не подойти к новому валу. Сравнивайте размеры по каталогу и техническим чертежам.
• Меняйте комплект ремней целиком: Работа с частично изношенными ремнями приводит к неравномерному распределению нагрузки между ними и к вибрации.

Примеры чугунных моделей, встречающихся в дробилках

В таблице ниже приведены три 4-полюсные чугунные модели, попадающие в диапазон мощностей, характерный для средних и крупных грануляторов. Подходящая для вашей машины мощность зависит от размера ротора, измельчаемого материала и часовой производительности; таблица — не рекомендация, а сводка зарегистрированных значений.

Все три модели имеют степень защиты IP55, изоляцию класса F и питание 400/690 В (Δ/Y), 50 Гц; в сети 400 В они подключаются треугольником и подходят для пуска «звезда-треугольник». Хотя габариты 225S и 225M имеют одинаковую высоту оси, расстояние между отверстиями лап у них разное. Чугунный корпус предпочтителен в дробилках благодаря жёсткости при вибрации и ударных нагрузках. О других применениях двигателей в отрасли см. страницу двигатели для переработки пластмасс и резины.

Гипотетический пример: замена двигателя гранулятора 37 кВт

Этот пример составлен для иллюстрации процесса принятия решения; он не описывает реальное применение. Предположим, что на заводе по переработке у двигателя гранулятора, на табличке которого указано 37 кВт и 1480 об/мин, разрушились подшипники и повреждена обмотка.

• Полюса и частота вращения: Табличка указывает на 4-полюсный двигатель. Номинальная частота модели 225S-4 — 1485 об/мин; при тех же шкивах разница в частоте вращения ротора остаётся меньше половины процента.
• Причина отказа: Если повреждения подшипников и обмотки возникли одновременно, нужно найти первопричину. К такой картине могут привести чрезмерное натяжение ремня, шкив на конце вала или частые и длительные пуски. Новый двигатель, установленный без устранения причины, ждёт та же участь.
• Пуск: Если машину останавливают с полным бункером, приучение операторов опорожнять бункер перед остановкой заметно снижает пусковую нагрузку.
• Габарит: Если старый двигатель тоже в габарите 225S, ожидается совпадение с основанием. Если габарит другой или не читается на табличке, расстояние между лапами и высоту оси сравнивают по техническим чертежам.
• Контроль: После ввода в эксплуатацию отслеживают время разгона и ток во время загрузки. Если ток постоянно превышает номинальное значение 66,1 А, следует пересмотреть скорость подачи и состояние ножей.

Какие сведения нужны для заказа двигателя дробилки

• Фото таблички старого двигателя (мощность, номинальная частота вращения, напряжение, габарит)
• Тип передачи: ремень и шкив, муфта; диаметры шкивов
• Условия пуска: пустой или полный бункер, число пусков в день, время разгона со старым двигателем
• Способ пуска и напряжение сети
• Монтажное исполнение и условия окружающей среды (пыль, влажность, близость к промывочной воде)

Подходящие модели и актуальные цены можно посмотреть на странице купить электродвигатель. Чтобы подобрать модель по данным таблички текущего двигателя дробилки, воспользуйтесь страницей отправки таблички; по другим вопросам свяжитесь с нами через страницу контактов.