Редуктор и частота вращения при замене электродвигателя ленточного конвейера

В ленточном конвейере двигатель приводит ленту не напрямую, а через редуктор. Поэтому при замене двигателя конвейера главный вопрос не «сколько кВт», а «будет ли новый двигатель вместе с редуктором вращать ленту с той же скоростью и с тем же тяговым усилием?». Номинальная частота вращения двигателя, передаточное число редуктора и диаметр барабана вместе определяют скорость ленты; способ соединения двигателя с редуктором определяет, сколько часов займёт замена. В этой статье мы объясняем, как по порядку проверить эти три звена и где стандартного трёхфазного двигателя на конвейере достаточно, а где его возможностей не хватает.

Откуда берётся скорость ленты?

Скорость ленты определяется тремя величинами: номинальной частотой вращения двигателя, передаточным числом редуктора и диаметром приводного барабана. Частоту вращения барабана находят, разделив частоту вращения двигателя на передаточное число редуктора; умножив частоту вращения барабана на длину его окружности, получают путь, который лента проходит за минуту. В этой цепочке двигатель — первое звено, задающее скорость.

Приведённый ниже расчёт выполнен на гипотетических значениях и служит только для иллюстрации метода:

• Пусть номинальная частота вращения двигателя 1450 об/мин, а передаточное число редуктора 30:1. Тогда частота вращения барабана составит около 48,3 об/мин.
• Если диаметр барабана 0,4 м, длина его окружности около 1,26 м. Скорость ленты 48,3 × 1,26 ≈ 61 м/мин, то есть чуть больше метра в секунду.
• Если на тот же редуктор установить 4-полюсный двигатель с номинальной частотой 1460 об/мин, частота вращения барабана станет 48,7 об/мин; разница практически незаметна.
• Если на тот же редуктор установить 6-полюсный двигатель с номинальной частотой 955 об/мин, частота вращения барабана упадёт примерно до 31,8 об/мин, и лента замедлится на треть.

Вывод простой: если число полюсов не меняется, небольшие различия номинальных частот у разных производителей заметно не меняют скорость ленты. Если число полюсов меняется, передаточное число редуктора тоже нужно пересчитать.

Момент на выходе редуктора и мощность двигателя

Снижая частоту вращения, редуктор увеличивает момент примерно пропорционально передаточному числу; потери в зубчатых передачах отнимают часть этого прироста. Поэтому, даже если номинальный момент двигателя кажется небольшим, момент, тянущий ленту на выходе редуктора, намного больше. Номинальный момент двигателя можно посмотреть в таблице моментов или на странице товара.

Мощность, необходимая конвейеру, зависит от количества перемещаемого материала, длины ленты, угла наклона, трения роликов и скорости ленты. Поэтому шаблонного правила вида «столько-то кВт на конвейер такой длины» не существует. При замене самой надёжной отправной точкой являются мощность и частота вращения с таблички старого двигателя. Если старый двигатель работал без проблем, разумно сохранить ту же мощность и то же число полюсов. Если старый двигатель постоянно перегревался, вызывал срабатывание теплового реле или не мог запуститься с загруженной лентой, то прежде чем переходить на более мощный двигатель, нужно выяснить причину роста нагрузки: заклинившие ролики, ослабленное натяжение ленты, увеличенная производительность или изменение угла наклона.

Пуск с загруженной лентой

При остановке линии конвейер часто остаётся загруженным материалом и снова запускается полным. При пуске двигатель должен разогнать инерцию ленты, материала и барабанов, а также преодолеть трение. На длинных, наклонных или сильно загруженных лентах эта пусковая нагрузка может заметно превышать нагрузку при длительной работе.

• Прямой пуск: двигатель развивает полный пусковой момент, но лента и редуктор испытывают резкий удар; ремни и соединительные элементы перегружаются.
• «Звезда-треугольник»: снижает пусковой ток, но и пусковой момент уменьшается примерно до трети. На загруженной наклонной ленте двигатель может не набрать достаточную скорость на «звезде».
• Преобразователь частоты: обеспечивает плавный управляемый пуск и позволяет также регулировать скорость ленты. Наши трёхфазные серии подходят для регулирования скорости с помощью преобразователя частоты; при длительной работе на низкой частоте с полным моментом может потребоваться независимый вентилятор, а при длинном кабеле между преобразователем и двигателем рассматривается фильтр dv/dt или синус-фильтр; эти условия указываются при заказе.

Если старый двигатель без проблем запускался определённым способом, сохранить этот способ — наименее рискованный путь. Если вы хотите изменить способ пуска, укажите это при заказе.

Как двигатель соединяется с редуктором?

Будет ли замена простой или трудоёмкой, во многом зависит от типа соединения. На конвейерах распространены три схемы:

• Фланец двигателя устанавливается непосредственно на вход редуктора: вал двигателя входит во входное отверстие редуктора, а двигатель крепится к редуктору фланцем B5 или B14. Здесь габарит IEC, размер фланца, диаметр и длина вала должны совпадать точно.
• Соединение через муфту: двигатель крепится лапами (B3) к раме и соединяется с входным валом редуктора через муфту. Решающими являются высота оси вала и расстояние между отверстиями лап; центровка выполняется на месте.
• Ремённая передача: двигатель устанавливается на натяжные салазки и приводит вход редуктора ремнём. Передаточное отношение шкивов напрямую влияет на скорость ленты; при замене двигателя диаметры шкивов нужно сохранить.

При фланцевом соединении не полагайтесь только на обозначения «B5» или «B14»; даже в одном габарите размер фланца может отличаться. В HEM Motor исполнения B3, B5, B14, B34, B35 и вертикальные предлагаются в зависимости от габарита; размер фланца подтверждается при заказе. Сравните размеры входного фланца редуктора с технической документацией 2D. Общая информация о приводах с редуктором приведена на странице электродвигатели для редукторов.

Примеры моделей

Приведённые ниже модели выбраны из диапазона мощностей, распространённого в приводах конвейеров. Все имеют степень защиты IP55, изоляцию класса F и питание 50 Гц. 6-полюсная модель добавлена в таблицу, чтобы показать схемы, где требуется низкая частота вращения и передаточное число редуктора выбрано с учётом этого.

Таблица показывает и влияние числа полюсов при одинаковой мощности 2,2 кВт: 6-полюсная модель вращается медленнее и даёт больший номинальный момент, но её габарит — 112M; при установке вместо 4-полюсного 100L1-4 меняются и скорость ленты, и присоединительные размеры. Другие варианты для конвейеров приведены на странице электродвигатели для ленточных конвейеров.

Ограничения стандартного двигателя

Стандартного трёхфазного асинхронного двигателя достаточно для большинства конвейерных приводов. Однако некоторые ситуации выходят за рамки стандартного двигателя и требуют специального исполнения:

• Если для предотвращения обратного хода наклонной ленты при остановке нужен встроенный тормоз, двигатель с тормозом — это специальное изделие; он не равнозначен стандартному двигателю. В этом случае обратитесь к нам с данными таблички и техническими сведениями.
• Если на конвейере, работающем с двухскоростным двигателем, установить односкоростной стандартный двигатель, одна ступень скорости будет потеряна.
• Двигатели, встроенные в редуктор, а также двигатели со специальным валом или специальным фланцем могут не заменяться напрямую стандартным двигателем IEC.
• Если лента часто останавливается и запускается или долго работает на очень низкой скорости, охлаждение двигателя нужно оценивать отдельно.

Какие данные отправить при заказе

• Фото таблички старого двигателя (мощность, частота вращения, напряжение, габарит)
• Тип и передаточное число редуктора, по возможности фото таблички редуктора
• Тип соединения: прямой фланец, муфта или ремень; монтажное исполнение (B3, B5, B14, B35)
• Способ пуска и запускается ли лента загруженной
• Условия окружающей среды: пыль, влажность, установка на открытом воздухе

Подходящие модели и актуальные цены можно посмотреть на нашей странице магазина. Чтобы узнать подходящую модель по данным таблички вашего двигателя, отправьте нам фото таблички; по вопросам соединения с редуктором свяжитесь с нами через страницу контактов.