Электродвигатель шредера для пластика: низкая частота, большой момент и совместимость с редуктором

В шредере для пластика ротор вращается всего с несколькими десятками оборотов в минуту, но для разрывания материала ему нужен очень большой момент. Этот момент создаёт не двигатель сам по себе, а двигатель вместе с редуктором: частота вращения стандартного 4-полюсного трёхфазного двигателя понижается редуктором, а момент растёт в той же пропорции. Поэтому главное решение в приводе шредера — передаточное число редуктора и его стойкость к ударным нагрузкам; мощность двигателя — лишь одно звено этой цепи.

Как разница между шредером и гранулятором меняет выбор двигателя?

В переработке пластика часто путают два типа машин. Гранулятор (дробилка) режет материал быстро вращающимся ножевым ротором до размера, проходящего через решётку; двигатель обычно связан с ротором ремённой передачей, и инерция ротора является частью рабочего процесса. Шредер же медленно вращающимися крючковыми или зубчатыми ножами разрывает крупные куски, бочки, профили и кипы плёнки. Требования к двигателю у них разные:

Эта статья посвящена приводу шредера: большой момент на низкой частоте, совместимость с редуктором и реверс.

Как момент увеличивается в редукторе?

Редуктор понижает частоту вращения в число раз, равное передаточному числу, и примерно во столько же раз увеличивает момент; разница определяется КПД редуктора. Простая зависимость: выходной момент ≈ момент двигателя × передаточное число × КПД. Выходная частота равна номинальной частоте двигателя, делённой на передаточное число.

Гипотетический пример расчёта: двигатель 22 кВт, 4 полюса, имеет номинальный момент 142,9 Н·м и номинальную частоту 1470 об/мин. Если использовать его с редуктором 20:1 с принятым КПД около 0,95, ротор будет вращаться примерно с 73 об/мин, а на выходе редуктора получится номинальный момент около 2700 Н·м. Меньший двигатель мог бы дать тот же момент на роторе с редуктором 40:1, но частота вращения ротора уменьшилась бы вдвое. Частота вращения ротора — проектное значение машины; изменение передаточного числа меняет производительность и характер резания.

Пусковой и максимальный момент

Пусковой и максимальный (опрокидывающий) моменты асинхронного двигателя выше номинального, эти значения приводятся в каталоге двигателя. Когда твёрдый кусок тормозит ротор шредера, двигатель кратковременно развивает момент выше номинального; этот пик без изменений передаётся на редуктор и валы. Поэтому проверяют не только номинальный момент редуктора, но и его стойкость к пиковым и ударным моментам. Значения момента по моделям смотрите в таблице моментов.

Выбор редуктора и муфты: кто принимает удар?

Нагрузка в шредере неравномерна: каждый удар ножа создаёт волну момента. Редуктор под такую нагрузку выбирают с коэффициентом применения (сервис-фактором), который его производитель указывает для ударных нагрузок. Этот коэффициент редуктора — иное понятие, чем сервис-фактор на табличке двигателя, и берётся из каталога редуктора.

• Тип редуктора: для большого момента и ударов обычно применяют планетарные или коническо-цилиндрические редукторы. Червячные редукторы в этом применении могут оказаться ограниченными по КПД и ударостойкости.
• Гидромуфта: установленная между двигателем и редуктором, она смягчает пуск, позволяет двигателю разгоняться без нагрузки и гасит часть удара при внезапном заклинивании.
• Ограничитель момента: защищает приводную цепь от неразрушаемого предмета, например металлической детали. Ремённая передача тоже даёт ограниченный запас на проскальзывание, но постоянное проскальзывание ремня означает нагрев и износ.
• Соединение двигателя с редуктором: при прямом фланцевом соединении габарит IEC и размер фланца должны соответствовать входу редуктора. Монтажные исполнения предлагаются в зависимости от габарита; размер фланца подтверждается при заказе. Варианты для редукторных приводов — на странице электродвигатели для редукторов.

Реверс и управление заклиниваниями

Шредеры обычно распознают заклинивание по росту тока: когда ток двигателя превышает заданное значение, система управления останавливает ротор, кратковременно реверсирует его, а затем снова включает вперёд. Такой цикл может повторяться за смену много раз, и именно он по-настоящему нагружает двигатель.

• Реверс выполняют после полной остановки ротора; резкий реверс вращающегося двигателя вызывает бросок тока и момента.
• Частые реверсы накапливают пусковой нагрев. Преобразователь частоты за счёт рамп уменьшает этот нагрев и механический удар. Трёхфазные серии HEM Motor подходят для регулирования скорости преобразователем; при длительной работе на низкой скорости с полным моментом может потребоваться независимый вентилятор, а при длинном кабеле между преобразователем и двигателем рассматривается dv/dt- или синус-фильтр. Эти условия указываются в заказе; подробности — в вопросе о работе с преобразователем частоты.
• Если у двухвального шредера два отдельных двигателя, распределение нагрузки и синхронная работа решаются на стороне управления; двигатели должны быть одинаковой мощности и частоты вращения.

Примеры двигателей для привода шредера

Приведённые ниже 4-полюсные чугунные модели — примеры диапазона мощностей, встречающегося в редукторных приводах шредеров. Точная мощность берётся с таблички старого двигателя или из данных производителя машины. Подходящие модели HEM Motor и актуальные цены можно посмотреть на странице купить электродвигатель.

• 160L-4: 15 кВт, 1465 об/мин, номинальный момент 97,8 Н·м, чугун, IEC 160L, 400/690 В (Δ/Y).
• 180L-4: 22 кВт, 1470 об/мин, номинальный момент 142,9 Н·м, чугун, IEC 180L, 400/690 В (Δ/Y).
• 200L-4: 30 кВт, 1475 об/мин, номинальный момент 194,2 Н·м, чугун, IEC 200L, 400/690 В (Δ/Y).
• 225M-4: 45 кВт, 1485 об/мин, номинальный момент 289,4 Н·м, чугун, IEC 225M, 400/690 В (Δ/Y).

Двигатели с табличкой 400/690 В (Δ/Y) подключаются в сети 400 В треугольником; на таких мощностях распространён пуск звезда-треугольник или через преобразователь. Дополнительная отраслевая информация — на странице двигатели для переработки пластмасс и резины.

Гипотетический пример: одновальный шредер с частыми заклиниваниями ротора

Это пример-сценарий. Предположим, редукторный одновальный шредер с двигателем 22 кВт постоянно реверсируется на толстостенных бочках, а корпус двигателя нагревается. Первая мысль — поставить 30 кВт; однако тогда и редуктор будет подвергаться более высоким пикам момента. Сначала проверяют усилие подачи толкателя, заточку ножей и порог тока. Если число реверсов остаётся высоким, рассматривают реверс по рампе через преобразователь и гидромуфту. Если мощность двигателя всё же увеличивают, моментную и ударную стойкость редуктора перепроверяют вместе с производителем.

Итоги и подготовка к заказу

В шредере для пластика двигатель — источник момента, который рассматривают вместе с редуктором. Частота вращения и момент ротора определяются передаточным числом; удары принимают редуктор, муфта и ограничитель момента; при частых реверсах преобразователь разгружает двигатель. Передайте нам следующие данные:

• Фото табличек двигателя и редуктора (включая передаточное число)
• Тип соединения: фланец, муфта, гидромуфта или ремень
• Способ пуска и реверса
• Перерабатываемый материал и примерную частоту реверсов за смену

Актуальные цены и подходящие варианты смотрите в нашем разделе онлайн-продаж. Отправьте фото таблички, частоту вращения и данные монтажа вашего двигателя через страницу отправки заводской таблички и запросите предложение на подходящую модель. Для технических вопросов можно также использовать страницу контактов.

Часто задаваемые вопросы

Нужно ли выбирать 6-полюсный двигатель для большого момента в шредере?

Не обязательно. Момент ротора получают за счёт передаточного числа редуктора; 4-полюсный двигатель с редуктором подходящего передаточного числа — распространённое решение. Изменение числа полюсов требует пересмотра и передаточного числа.

Если поставить более мощный двигатель, шредер будет реже заклинивать?

Больший момент может уменьшить заклинивания, но редуктор и валы будут получать более сильные удары. Повышение мощности нужно проверять вместе с моментной способностью редуктора.

Для чего нужна гидромуфта?

Она позволяет двигателю запускаться без нагрузки, смягчает пуск и гасит часть удара при внезапном заклинивании. Её выбор и степень заполнения определяются по данным производителя муфты.

Можно ли питать двигатель шредера от преобразователя частоты?

Да. Преобразователь обеспечивает пуск и реверс по рампе; если планируется длительная работа на низкой скорости с полным моментом, потребность в независимом вентиляторе нужно указать в заказе.