Как определить мощность электродвигателя кормодробилки?

Кормодробилка, то есть молотковая дробилка, — одна из машин комбикормового производства, которые потребляют больше всего энергии и сильнее всего нагружают свой двигатель. Ячмень, кукуруза, пшеница или отруби разбиваются молотками вращающегося ротора и проходят через решето, достигая нужной крупности помола. Поскольку диапазон широк — от небольших фермерских машин до заводских дробилок, перерабатывающих тонны продукта в час, — на вопрос «какой мощности в кВт нужен двигатель для кормодробилки?» нет единого ответа. В этой статье мы рассказываем о факторах, определяющих мощность двигателя, о том, у кого и как узнавать мощность, о выборе частоты вращения и передачи, а также о сведениях, которые нужно указать при заказе.

Факторы, определяющие потребность в мощности

Мощность, потребляемая молотковой дробилкой, зависит не столько от значения на табличке машины, сколько от того, что в неё загружают в этот день. Основные переменные, меняющие потребность в мощности на одной и той же машине:

• Вид сырья: твёрдое зерно, например кукуруза и ячмень, требует намного больше энергии, чем отруби или предварительно дроблёный продукт. Волокнистые материалы, такие как сухое сено или солома, нагружают молотки иначе.
• Диаметр отверстий решета: при использовании решета с мелкими отверстиями для тонкого помола продукт дольше остаётся в дробилке, и мощность при той же производительности заметно растёт. Замена решета фактически означает изменение нагрузки на двигатель.
• Влажность: влажное зерно плохо дробится, забивает решето и налипает вокруг ротора; в результате ток растёт.
• Производительность (скорость подачи): чем сильнее открыт питающий шнек или заслонка, тем больше нагружен двигатель. Когда в дробилку подают больше, чем способен выдержать двигатель, сначала падает частота вращения, а затем срабатывает защита.
• Количество молотков и их износ: молотки с затупившимися концами не дробят зерно, а перетирают его; на ту же работу тратится больше мощности, растёт нагрев.
• Продолжительность работы: фермерская машина, работающая час-два в день, и заводская дробилка, работающая без остановки всю смену, изнашивают двигатель по-разному даже при одинаковой мощности.

Поэтому приводить жёсткую таблицу вида «такая производительность — столько кВт» было бы неверно. Правильный способ определить мощность двигателя — следовать порядку, описанному ниже.

Кто и как определяет мощность?

Для новой машины мощность — это значение производителя машины. Производитель рассчитал диаметр ротора, расположение молотков, площадь решета и целевую производительность исходя из этой мощности; установка меньшего двигателя ограничивает машину, а установка намного большего может нагрузить механические детали — ротор, подшипники и ремни — сверх их расчётных пределов.

Если заменяется двигатель существующей машины, опорной информацией служит табличка старого двигателя: мощность, частота вращения, напряжение и код габарита IEC. Если старый двигатель годами работал без проблем, двигатель с теми же параметрами — самый надёжный выбор. Если двигатель часто отключается по тепловому реле или перегревается, прежде чем увеличивать мощность, нужно задать такие вопросы: не заменили ли решето на более мелкое? Не изменилось ли сырьё? Не изношены ли молотки? Не меняли ли настройку подачи? Не проскальзывают ли ремни? Большинство этих проблем решается не увеличением двигателя, а исправлением самой машины.

Если переход на более мощный двигатель действительно необходим, например при планируемом увеличении производительности, решение нужно принимать вместе с производителем машины. Выдержат ли ротор, вал и ремённая передача новую мощность, можно оценить только со стороны машины.

Что показывает измерение тока?

Практический способ понять, насколько на самом деле нагружен двигатель работающей дробилки, — измерить фазные токи токоизмерительными клещами при обычной подаче. Если измеренный ток очень близок к номинальному току с таблички или превышает его, двигатель работает на пределе. Если он заметно ниже, двигатель работает с запасом, и причину перегрева нужно искать в другом месте. Такое измерение позволяет принимать решение о замене на основе данных, а не догадок.

Частота вращения и передача: прямая муфта или ремень и шкив?

В молотковых дробилках ротор обычно вращается с высокой окружной скоростью; поэтому на многих машинах 2-полюсный двигатель (3000 об/мин синхронных) соединяется с ротором напрямую через муфту. В этой схеме частота вращения ротора равна частоте вращения двигателя, и изменить частоту вращения двигателя нельзя. На некоторых машинах 4-полюсный двигатель вращает ротор через ремни и шкивы; передаточное отношение шкивов определяет частоту вращения ротора.

• Схема с прямой муфтой: частота вращения двигателя должна совпадать с требуемой производителем машины. Двигатель на лапах (B3) центруется с ротором на общей раме; высоту оси вала и расстояние между лапами сравнивают со старым двигателем.
• Схема с ремнём и шкивом: если меняется частота вращения двигателя, меняется и частота вращения ротора. Замена двигателя на 1500 об/мин двигателем на 3000 об/мин без замены шкивов удваивает частоту вращения ротора; это опасно и для молотков, и для подшипников. Частоту вращения не меняют, не пересчитав передаточное отношение шкивов.
• Натяжение ремня: перетянутый ремень создаёт радиальную нагрузку на передний подшипник двигателя; ослабленный ремень проскальзывает, греется и впустую расходует часть мощности.

Поскольку частота вращения ротора высока, важен и дисбаланс. Если один из молотков сломан или отсутствует, возникающая вибрация передаётся на подшипники двигателя. Если истинной причиной выхода из строя подшипников старого двигателя был такой дисбаланс, новый двигатель вскоре постигнет та же участь.

Пуск и электрические условия

Ротор молотковой дробилки тяжёлый и ведёт себя как маховик. Поэтому время пуска может быть большим даже вхолостую. Если дробилку остановили заполненной, при пуске двигатель должен разогнать и ротор, и оставшийся внутри продукт.

• Не останавливать дробилку, не опорожнив её, и запускать её пустой — это заметно снижает нагрузку на двигатель и пусковое устройство.
• При средних и больших мощностях распространены пускатели «звезда-треугольник» и устройства плавного пуска. Поскольку в положении «звезда» момент двигателя падает, время переключения нужно настроить так, чтобы тяжёлый ротор успел набрать достаточную частоту вращения на «звезде».
• Работа от преобразователя частоты позволяет плавно запускать машину и регулировать производительность. Общее правило изложено в вопросе об использовании инвертора; длительную работу с полной нагрузкой на низкой частоте и длинные кабели указывают при заказе.
• Длительный пуск требует соответствующего выбора уставки защиты двигателя. О защитных устройствах читайте в статье о выборе тепловых реле и предохранителей.

Комбикормовые производства — пыльная среда. Защита IP55 защищает от пыли и брызг воды; однако если рёбра охлаждения и кожух вентилятора двигателя покрываются пылью, охлаждение ослабевает. Регулярная очистка — самая простая и эффективная мера для продления срока службы двигателя. Если из-за запылённости на предприятии действует особая классификация зон, эти сведения нужно отдельно указать при заказе.

Примеры моделей

Приведённые ниже модели в чугунном корпусе — примеры мощностей и частот вращения, часто встречающихся на кормодробилках; правильная мощность для вашей машины определяется значением производителя машины и табличкой существующего двигателя. Все модели имеют защиту IP55, изоляцию класса F и питание 400/690 В (Δ/Y), 50 Гц; в сети 400 В подключаются треугольником и подходят для пуска «звезда-треугольник».

• 160L-4: 15 кВт (20 HP), 4 полюса, 1465 об/мин, IEC 160L, 27,3 А при 400 В, номинальный момент 97,8 Нм. Для машин, вращающих ротор через ремни и шкивы.
• 180M-2: 22 кВт (30 HP), 2 полюса, 2955 об/мин, IEC 180M, 38,5 А при 400 В, номинальный момент 71,1 Нм. Для дробилок с прямым приводом ротора через муфту.
• 200L1-2: 30 кВт (40 HP), 2 полюса, 2960 об/мин, IEC 200L, 52,1 А при 400 В, номинальный момент 96,8 Нм.

Чугунный корпус благодаря жёсткой конструкции хорошо проявляет себя на вибрирующих и пыльных комбикормовых производствах. Общие сведения о других машинах кормовых производств приведены на странице двигатели для кормового оборудования, а о других дробильно-размольных установках — на странице двигатели для мукомольных мельниц. Размеры смотрите на 2D-чертежах по габаритам.

Гипотетический пример: дробилка, которая часто отключается

Этот раздел — не реальная запись клиента, а пример, составленный, чтобы показать порядок решений. Допустим, на молотковой дробилке с прямой муфтой в откормочном хозяйстве двигатель 22 кВт, 2 полюса, в последние месяцы часто отключается. Первая мысль — перейти на двигатель 30 кВт. Однако осмотр показывает, что решето заменили на более мелкое, а концы молотков изношены. Когда молотки переворачивают и обновляют, а подачу немного уменьшают, ток опускается ниже значения с таблички. Даже если старый двигатель вышел из строя, правильная замена — 180M-2 с теми же параметрами. Если бы производитель машины одобрил большую мощность для увеличения производительности, можно было бы рассмотреть 200L1-2 вместе с проверкой ротора и вала.

Что прислать вместе с заказом

Чтобы мы могли подобрать подходящий двигатель для вашей кормодробилки, пришлите вместе следующие сведения:

• Мощность и частоту вращения, рекомендованные производителем машины, или фото таблички старого двигателя
• Тип передачи: прямая муфта или ремень и шкив; для шкивов — их диаметры
• Монтажное исполнение (на лапах, фланцевое) и код габарита IEC старого двигателя
• Напряжение сети и способ пуска
• Перерабатываемое сырьё, продолжительность работы в сутки и запылённость среды

Подходящие модели и актуальные цены можно посмотреть на странице купить электродвигатель. Если вы заменяете двигатель, пришлите фото таблички двигателя, и мы вместе подберём аналогичную модель; по другим вопросам к вашим услугам страница контактов.