Как выбрать электродвигатель гидравлического насоса для термопластавтомата

На термопластавтомате двигатель гидравлического насоса выбирают не по усилию смыкания и не по тоннажу машины, а по рабочему объёму насоса, давлению в системе и распределению нагрузки в течение одного цикла литья. В каждом цикле насос несколько секунд работает с пиковой нагрузкой, а затем долго вращается при малой нагрузке. Правильный двигатель тот, который выдерживает этот пик, а его средний нагрев за цикл остаётся в допустимых пределах.

Что испытывает двигатель насоса за один цикл литья?

На классическом гидравлическом термопластавтомате двигатель вращается непрерывно, пока машина включена; включаются и выключаются не насос, а распределители. Каждый шаг цикла требует от насоса разного расхода и давления, и мощность, которую двигатель передаёт на вал, соответственно колеблется.

• Смыкание и запирание формы: высокий расход для быстрого хода и кратковременный пик давления в момент запирания.
• Впрыск: шаг, на котором расход и давление одновременно достигают максимума; обычно именно здесь двигатель испытывает наибольшую нагрузку.
• Выдержка под давлением: давление остаётся высоким, расход резко падает; потребность в мощности заметно снижается.
• Пластикация (дозирование): гидромотору, вращающему шнек, нужен расход при среднем давлении в течение длительного времени.
• Охлаждение, раскрытие формы и выталкивание: насос в основном работает на разгрузку; двигатель вращается почти без нагрузки.

Из этой картины следуют два вывода. Во-первых, номинальная мощность двигателя не обязана равняться пиковой мощности; во-вторых, чем больше разница между пиковой и средней нагрузкой, тем тщательнее нужно выполнять расчёт при выборе.

Нагрузка на двигатель зависит от типа насоса

Двум машинам одного тоннажа могут понадобиться разные двигатели в зависимости от схемы насоса. Прежде чем менять двигатель, нужно выяснить, какой насос стоит на машине.

Нерегулируемый насос с пропорциональным клапаном

Шестерённый или пластинчатый нерегулируемый насос при заданной частоте вращения двигателя всегда подаёт один и тот же расход. Избыток масла возвращается в бак через пропорциональный клапан или контур разгрузки. В такой схеме двигатель работает с определённой базовой нагрузкой даже на шагах без полезной работы, а масло нагревается сильнее.

Регулируемый насос (с регулятором давления)

Регулируемый аксиально-поршневой насос подаёт ровно столько масла, сколько нужно. На шагах охлаждения и ожидания нагрузка на двигатель заметно падает; пиковая нагрузка по-прежнему возникает в момент впрыска.

Сервонасосные системы

На части машин нового поколения насос приводится серводвигателем со специальным приводом; частота вращения меняется на каждом шаге, а во время ожидания двигатель может останавливаться. Для этой задачи нужен специальный двигатель; она может выходить за рамки стандартной серии каталога HEM Motor 2026, поэтому обратитесь к нам с данными таблички и применения. Для схем насоса с переменной частотой вращения на базе асинхронного двигателя и преобразователя частоты действуют общие условия, изложенные на нашей странице о работе с преобразователем частоты.

Расчёт мощности: пиковое значение и среднее за цикл

Базовая формула гидравлической мощности проста: мощность (кВт) = давление (бар) × расход (л/мин) / 600. С учётом общего КПД насоса получают мощность, необходимую на валу двигателя. Расход, в свою очередь, равен рабочему объёму насоса за оборот, умноженному на номинальную частоту вращения двигателя.

Приведённые ниже цифры являются гипотетическим примером и не относятся к какой-либо конкретной машине. Насос с рабочим объёмом 40 см³/об при 4-полюсном двигателе с частотой вращения 1465 об/мин подаёт около 58,6 л/мин. Если при впрыске требуется 140 бар, гидравлическая мощность составляет 58,6 × 140 / 600 ≈ 13,7 кВт; при общем КПД 0,85 на валу двигателя нужно около 16 кВт.

Эти 16 кВт возникают лишь на несколько секунд цикла. Если вычислить средневзвешенное по времени значение (среднеквадратичное, RMS) вместе с малыми нагрузками остальных шагов, в этом гипотетическом цикле оно снижается до диапазона 9–10 кВт. В таком случае производитель машины мог выбрать двигатель на 11 кВт; поскольку пик достигает примерно 1,5 номинальной мощности, значения момента двигателя следует отдельно проверить по техническому каталогу или уточнить у нас.

Почему более мощный двигатель обычно не решает проблему?

Установка более мощного двигателя из-за недостаточной скорости впрыска не увеличивает расход. Расход определяется рабочим объёмом насоса и частотой вращения; более мощный двигатель с той же 4-полюсной частотой вращает насос с той же скоростью. Чтобы повысить скорость, нужно менять сам насос или гидравлический контур, а это зона ответственности производителя машины.

Повышать частоту вращения до 3000 об/мин тоже непрактично: максимально допустимая частота многих насосов термопластавтоматов для этого не подходит, и на стороне всасывания возникает риск кавитации. Поэтому при замене сохраняется число полюсов текущего двигателя. Если двигатель часто отключается тепловым реле, сначала проверяют, не повышали ли настройку давления, не сокращали ли время цикла и какова температура масла.

Если мощность и частота вращения вашего текущего двигателя известны, посмотрите подходящие модели HEM Motor и актуальные цены; для общего обзора гидравлических применений можно также открыть страницу двигателей для гидравлических насосов.

Пуск, присоединение и условия работы

На термопластавтоматах двигатель насоса обычно запускается при открытом разгрузочном клапане, то есть без создания давления насосом. Поэтому высокий пусковой момент не требуется, а при больших мощностях часто применяется пуск «звезда-треугольник». Двигатель с табличкой 400/690 V (Δ/Y) в сети 400 V работает в треугольнике и совместим со шкафом «звезда-треугольник».

Двигатель обычно устанавливают сверху или сбоку масляного бака и соединяют с насосом через колокол (фонарь) и муфту. Монтажные исполнения B3, B5, B14, B34, B35 и вертикальные V1/V3/V5/V6/V15 предлагаются в зависимости от габарита; размер фланца подтверждается при заказе. Фланец, на который опирается колокол насоса, и диаметр вала сравнивайте с техническими чертежами, а не на глаз.

В цехах литья под давлением бывает жарко; вентилятор двигателя должен забирать достаточно прохладного воздуха. Если не размещать двигатель рядом с выходом горячего воздуха маслоохладителя, удаётся избежать значительной части проблем с перегревом.

Примеры моделей

Модели ниже выбраны из диапазона мощностей, типичного для термопластавтоматов. Все они 4-полюсные, в чугунном корпусе, со степенью защиты IP55 и изоляцией класса F.

• 160M-4: 11 кВт, 1465 об/мин, IEC 160M, 400/690 V, номинальный момент 71,7 Нм. Для машин среднего тоннажа, как в гипотетическом примере выше.
• 160L-4: 15 кВт, 1465 об/мин, IEC 160L, 400/690 V, номинальный момент 97,8 Нм. Та же высота оси, более длинный корпус.
• 180L-4: 22 кВт, 1470 об/мин, IEC 180L, 400/690 V, номинальный момент 142,9 Нм. Для машин с насосом большего рабочего объёма.

Актуальная цена указана на странице каждой модели. О других применениях в отрасли переработки пластмасс читайте на странице двигателей для переработки пластмасс и резины.

Итог и что нужно для коммерческого предложения

На термопластавтомате мощность двигателя определяется рабочим объёмом насоса, давлением и структурой цикла, а не тоннажем. При замене сохраняются мощность и число полюсов текущего двигателя; при перегреве сначала проверяют гидравлические настройки. Сообщите нам следующие данные:

• Мощность, частоту вращения и фото таблички текущего двигателя
• Тип и рабочий объём насоса, рабочее давление
• Монтажное исполнение (на лапах, фланцевое или комбинированное) и данные колокола насоса
• Напряжение сети и способ пуска

Подходящие модели и актуальные цены можно посмотреть на странице купить электродвигатель. Отправьте фото таблички, частоту вращения и данные монтажа вашего текущего двигателя через страницу отправки таблички и запросите предложение на подходящую модель. По другим вопросам воспользуйтесь нашей страницей контактов.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли рассчитать мощность двигателя термопластавтомата по его тоннажу?

Нет. Тоннаж описывает усилие смыкания; мощность двигателя рассчитывается по рабочему объёму насоса, давлению в системе и длительности шагов цикла.

Станет ли впрыск быстрее, если установить более мощный двигатель?

Нет. Расход определяется рабочим объёмом насоса и частотой вращения; более мощный двигатель с той же частотой не вращает насос быстрее. Для большей скорости нужны изменения в гидравлическом контуре.

Можно ли использовать для насоса двигатель на 3000 об/мин вместо 1500 об/мин?

Максимально допустимая частота вращения насоса и условия всасывания обычно этого не позволяют. При замене следует сохранить частоту вращения текущего двигателя.

Подходит ли пуск «звезда-треугольник» для насоса термопластавтомата?

Если насос запускается при открытом разгрузочном клапане, это распространённый и подходящий способ. Двигатель с табличкой 400/690 V в сети 400 V работает в треугольнике, поэтому он совместим с таким шкафом.