Выбор электродвигателя для шинного шредера и ударные нагрузки

Сильнее всего двигатель шинного шредера нагружает не средняя нагрузка, а короткие и жёсткие удары момента, возникающие в моменты разрыва резины и стального корда между ножами. Эти удары возвращаются внезапными пиками тока, усталостью вала и подшипников, ослаблением крепления лап. Правильный выбор — знать, на какой ступени линии вы работаете, обеспечить подходящий способ пуска при больших мощностях, настроить защиту с учётом характера ударов и использовать надёжно закреплённый двигатель в чугунном корпусе.

Почему шина — иная нагрузка, чем пластик?

Шина — композиционный материал из эластичной резины с заделанными в неё стальным кордом, текстильным кордом и жёстким бортовым кольцом. Под ножом резина сначала растягивается и накапливает энергию, а затем резко рвётся. Стальной корд перед разрезанием натягивается между ножами. В результате получается не плавная кривая нагрузки, а последовательность всплесков момента. Когда между ножами попадает бортовое кольцо или толстый протектор грузовой шины, ротор на мгновение почти останавливается.

Такой характер нагрузки влияет на двигатель тремя путями:

• Электрически: каждый всплеск момента — это пик тока. Частые пики нагревают обмотку и могут вызывать ложные срабатывания реле защиты.
• Механически: повторяющиеся удары момента вызывают усталость вала, шпоночного паза и муфты; подшипники несут ударные радиальные и осевые нагрузки.
• Соединения: вибрация, передающаяся на корпус, со временем ослабляет болты лап, соединения в клеммной коробке и кабельные вводы.

Двигатели линии переработки шин: нагрузка по ступеням

Шины обычно измельчают не на одной машине, а в несколько ступеней. Нагрузка каждой ступени своя, и выбор двигателя меняется соответственно.

На первичном шредере определяющим является выбор редуктора и муфты; для подробностей о редукторном приводе и расчёте момента здесь тоже применима логика нашей темы о двигателях шредеров для пластика. В этой статье мы сосредоточимся на том, как двигатель справляется с ударной нагрузкой.

Влияние ударной нагрузки на двигатель и необходимые меры

Тепловая нагрузка: смотрите на пики, а не на среднее

Даже если средний ток по амперметру ниже тока на табличке, частые пики могут нагревать обмотку. Чтобы увидеть реальную тепловую нагрузку двигателя, нужно записывать изменение тока во времени и контролировать температуру корпуса в течение смены. Встроенный в обмотку термистор (PTC) с соответствующим реле защиты напрямую контролирует температуру обмотки при ударных нагрузках; при необходимости укажите это в заказе. Значения токов смотрите в таблице токов.

Настройка защиты

Тепловое реле или автомат защиты двигателя настраивают по току с таблички; произвольное повышение уставки из-за ударных пиков оставляет обмотку без защиты. Если при внезапных пиках тока происходят ложные отключения, вместе пересматривают класс защитной характеристики (время срабатывания) и логику обнаружения заклинивания в системе управления.

Механическое соединение

• Двигатель должен быть закреплён на жёстком, ровном, гасящем вибрацию основании; болты лап нужно периодически проверять динамометрическим ключом.
• Упругая или гидравлическая муфта между двигателем и редуктором уменьшает долю удара, передаваемую на вал и подшипники. Центровку муфты проверяют при каждом обслуживании.
• Кабель должен входить в двигатель со свободной петлёй; жёсткий натянутый кабель из-за вибрации ослабляет клеммное соединение.

Корпус и окружающая среда

При измельчении шин образуются резиновая пыль, обрывки проволоки и текстильное волокно. Волокно и пыль скапливаются на кожухе вентилятора и перекрывают охлаждение. Чугунный корпус выделяется в этом применении жёсткостью к ударам и вибрации; защита IP55 предохраняет от проникновения пыли, но кожух вентилятора нужно регулярно очищать.

Пуск и сеть при больших мощностях

На первичных шредерах мощности двигателей велики, и пуск нагружает сеть. Варианты оценивают так:

• Звезда-треугольник: снижает пусковой ток, но и момент падает примерно до трети. Если в роторе остался материал, двигатель может не запуститься в звезде. Этот способ подходит для пуска с пустым ротором; двигатель с табличкой 400/690 В (Δ/Y) в сети 400 В работает в треугольнике и подходит для пуска звезда-треугольник.
• Устройство плавного пуска: ограничивает пусковой ток и механический удар; при пуске с загруженным ротором нужно проверить достаточность момента.
• Преобразователь частоты: самый гибкий путь для управляемого пуска с полным моментом и частых реверсов. 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; см. работа с преобразователем частоты.

Если мощность сети ограничена, мощность трансформатора предприятия и сечения кабелей нужно проверить на просадку напряжения при пуске крупных двигателей.

Что означает сервис-фактор 1,15?

В HEM Motor у всех моделей от 75 кВт сервис-фактор равен 1,15; это значит, что двигатель имеет постоянный 15-процентный запас мощности. При ударных нагрузках этот запас — резерв безопасности. Выбирать двигатель на ступень меньше в расчёте на этот запас не рекомендуется; мощность двигателя по-прежнему определяется реальной нагрузкой машины и данными производителя.

Примеры двигателей для линий измельчения шин

Приведённые ниже 4-полюсные чугунные модели — примеры диапазона мощностей на разных ступенях шинной линии. Точная мощность определяется по табличке старого двигателя или данным производителя машины. Подходящие модели HEM Motor и актуальные цены можно посмотреть на странице купить электродвигатель.

• 225S-4: 37 кВт, 1485 об/мин, чугун, IEC 225S, 400/690 В (Δ/Y). Для гранулирующих мельниц и вторичных ступеней.
• 250M-4: 55 кВт, 1485 об/мин, чугун, IEC 250M, 400/690 В (Δ/Y).
• 280S-4: 75 кВт, 1486 об/мин, чугун, IEC 280S, 400/690 В (Δ/Y), сервис-фактор 1,15. Для приводов первичных шредеров.
• 280M-4: 90 кВт, 1486 об/мин, чугун, IEC 280M, 400/690 В (Δ/Y), сервис-фактор 1,15.

Обзор чугунного семейства — на странице двигатели в чугунном корпусе, отраслевые варианты — на странице двигатели для переработки пластмасс и резины.

Гипотетический пример: двигатель первичного шредера с частой заменой подшипников

Этот сценарий гипотетический. Предположим, что подшипник со стороны привода двигателя 75 кВт первичного шредера выходит из строя через короткие промежутки. Запись тока показывает, что среднее значение ниже табличного, но есть частые высокие пики. При осмотре выясняется, что упругий элемент муфты затвердел, а один болт основания двигателя ослаб. Элемент муфты заменяют, центровку исправляют, основание подтягивают; после этого ресурс подшипников возвращается к норме. В этом примере проблема не в мощности двигателя, а в пути, по которому удар доходит до двигателя.

Оценка и данные для коммерческого предложения

При измельчении шин выбор двигателя неотделим от характера нагрузки ступени, механического гашения ударов, правильной настройки защиты и подходящего способа пуска при большой мощности. Запас по сервис-фактору должен оставаться резервом безопасности. Для предложения сообщите:

• Ступень, на которой работает двигатель, и фото таблички
• Соединение: редуктор, тип муфты, ремень
• Способ пуска, напряжение сети и данные трансформатора
• Потребность в термисторной защите и условия окружающей среды

Варианты моделей и актуальные цены вы найдёте в интернет-магазине HEM Motor. Отправьте фото таблички, частоту вращения и данные монтажа вашего двигателя через страницу отправки заводской таблички и запросите предложение на подходящую модель. По дополнительным вопросам используйте раздел контактов.

Часто задаваемые вопросы

Нужно ли выбирать двигатель шинного шредера на ступень мощнее?

Не как правило. Мощность определяется реальной нагрузкой машины и данными производителя; механическое гашение ударов и правильная защита часто эффективнее увеличения мощности.

Можно ли выбрать двигатель меньше, раз у него сервис-фактор 1,15?

Не рекомендуется. 15-процентный запас у моделей от 75 кВт — резерв безопасности для ударных нагрузок; его не следует использовать для уменьшения двигателя.

Достаточно ли пуска звезда-треугольник для шинного шредера?

Обычно достаточно при пуске с пустым ротором. Если в роторе остался материал, низкого момента в звезде может не хватить; тогда рассматривают преобразователь или плавный пуск.

Нужна ли термисторная защита при ударных нагрузках?

Она не обязательна, но полезна, так как напрямую контролирует температуру обмотки. Укажите потребность в заказе.