Согласование электродвигателя и редуктора для цементного шнека бетонного завода

На бетонном заводе шнековый конвейер под цементным силосом подаёт материал в весовой бункер и может запускаться и останавливаться сотни раз в день. Когда его двигатель выходит из строя, большинство эксплуатационников сначала читают мощность на табличке и ищут те же кВт. Однако для цементного шнека мощность — не единственный параметр, определяющий двигатель: угол наклона шнека, входная сторона редуктора, частые пуски из-за цикла дозирования, пыльная и открытая среда под силосом и первый пуск при трубе, оставшейся заполненной на ночь, должны рассматриваться вместе. В этой статье мы по шагам разбираем, как согласовать двигатель с редуктором и какую информацию нужно собрать перед заменой.

Цементный шнек — не обычный конвейер

Шнек под силосом забирает цемент из конического выпуска силоса и подаёт его в расположенный выше весовой бункер. Поэтому на большинстве заводов шнек установлен не горизонтально, а под определённым углом. С ростом наклона винт не только перемещает материал вперёд, но и поднимает его; цемент, сползающий назад внутри трубы, создаёт дополнительное трение. Именно поэтому из двух шнеков одинакового диаметра и длины наклонный требует большей мощности привода. При замене старого двигателя проблем обычно нет, если угол шнека не менялся; но если завод перенесли, шнек удлинили или сделали круче, прежнее значение на табличке может перестать быть правильным ориентиром.

Сам цемент тоже меняет поведение шнека. Свежий аэрированный цемент из силоса течёт почти как жидкость; цемент, долго простоявший и слежавшийся, образует комки внутри трубы. Во влажную погоду на входе трубы может образовываться корка. При выборе двигателя эти две крайности — свободное течение и слежавшееся заполнение — нужно рассматривать отдельно.

Входной фланец редуктора и габарит существующего двигателя

На большинстве цементных шнеков двигатель крепится фланцем непосредственно к входной стороне редуктора. При такой схеме прежде мощности должна совпасть присоединительная поверхность. Входной фланец редуктора обработан под определённый габарит IEC; диаметр вала двигателя, шпоночный паз и тип фланца должны подходить к этому входу. Большой фланец со сквозными отверстиями (B5) и малый фланец с резьбовыми отверстиями (B14) не взаимозаменяемы.

На практике соблюдают следующий порядок:

• Запишите код габарита IEC (например, 132S, 132M, 160M) и монтажное исполнение с таблички старого двигателя.
• Проверьте по табличке редуктора или его каталогу, под какой габарит рассчитан вход.
• Если вы думаете изменить мощность двигателя, проверьте, находится ли новая мощность в том же габарите IEC; если габарит увеличится, фланец и вал могут перестать подходить.
• Не превышайте предельный момент, который может передать редуктор; более мощный двигатель может его перегрузить.

В HEM Motor монтажные исполнения B3, B5, B14, B34, B35 и вертикальные V1/V3/V5/V6/V15 предлагаются в зависимости от габарита; размер фланца подтверждается при заказе. Пригодность не подтверждается лишь по обозначению B5 или B14 в названии модели. Размеры можно сравнить в технических чертежах и каталоге продукции, а варианты исполнения — в вопросе о монтажных исполнениях. Общие сведения о двигателях для присоединения к редукторам приведены на странице электродвигатели для редукторов.

Цикл дозирования: как частые пуски и остановы влияют на двигатель?

Цементный шнек — не машина непрерывного действия. Когда весы приближаются к заданному значению, шнек останавливается и снова запускается для следующего замеса. В некоторых системах управления для точного дозирования шнек в конце включается и выключается короткими интервалами. При каждом пуске двигатель потребляет ток, в несколько раз превышающий номинальный, и обмотка нагревается. Чем чаще пуски, тем меньше времени у двигателя на охлаждение.

Поэтому в заявке на замену важна следующая информация:

• Примерно сколько замесов делается в час и сколько раз шнек запускается и останавливается за один замес
• Применяется ли работа короткими импульсами при окончательном дозировании
• Как запускается двигатель: прямым пуском, по схеме «звезда-треугольник», устройством плавного пуска или через преобразователь частоты

Пуск «звезда-треугольник» снижает пусковой ток, но снижает и пусковой момент; на заполненном наклонном шнеке это может не дать двигателю тронуться в положении «звезда». Преобразователь частоты позволяет плавный пуск и регулирование скорости. Наши трёхфазные серии подходят для регулирования скорости с помощью преобразователя частоты; при длительной работе на низкой частоте вращения с полным моментом может потребоваться независимый вентилятор, а при длинном кабеле между преобразователем и двигателем рассматривается фильтр dv/dt или синусный фильтр; эти условия указываются при заказе. Подробности — в вопросе о работе с преобразователем частоты. Если тепловое реле часто срабатывает, нужно проверить и настройку защиты; об этом можно прочитать в нашей статье о защите двигателя.

Пыль, дождь и солнце под силосом

Зона под силосом обычно открыта, и двигатель подвергается воздействию дождя, солнца и перепада температур между днём и ночью. Цементная пыль проникает даже в самые узкие зазоры. Трёхфазные модели HEM Motor, представленные в продаже, имеют степень защиты IP55 и изоляцию класса F; тем не менее внимание к нескольким моментам продлевает срок службы двигателя:

• Слой цемента, накопившийся на рёбрах охлаждения, затрудняет отвод тепла; его нужно регулярно очищать.
• Передняя часть кожуха вентилятора не должна закрываться пылью или остатками мешков.
• На наклонном шнеке двигатель тоже стоит под углом; где будет собираться конденсат и как будет ориентирована клеммная коробка, нужно обсудить при заказе.
• В установках под прямым дождём полезен простой навес или защитный кожух; он не должен перекрывать охлаждающий воздух.

Что касается материала корпуса, на площадках с сильной вибрацией и ударами часто предпочитают чугунный корпус. Чтобы оценить выбор вместе с другими приводами завода, можно посмотреть страницу электродвигатели для бетонных заводов.

Первый пуск при трубе, заполненной слежавшимся цементом

После выходных или долгого простоя из-за неисправности труба шнека может остаться заполненной цементом. За это время цемент теряет воздух и уплотняется вокруг винта. При первом утреннем пуске сопротивление, с которым сталкивается двигатель, заметно выше нагрузки в обычном цикле. В этом случае увеличение мощности двигателя — не единственное решение, и часто оно перегружает редуктор, муфту или шнек. В эксплуатации применяют следующие меры:

• Опорожнять шнек перед длительной остановкой
• Включать систему аэрации на выпуске силоса перед пуском
• Если шнек остался заполненным, запускать его постепенно и следить за током двигателя
• Если проблема с пуском повторяется, пересматривать вместе способ пуска и передаточное число редуктора

Примеры моделей

На цементных шнеках к входу редуктора обычно присоединяют 4-полюсные двигатели. Модели ниже приведены как примеры; правильная мощность определяется наклоном, длиной и производительностью шнека, а также передаточным числом редуктора:

• 132S-4 в чугунном корпусе: 5,5 кВт (7,5 л. с.), 4 полюса, номинальная частота вращения 1460 об/мин, IEC 132S, 400/690 В (Δ/Y), 50 Гц, номинальный момент 36 Нм.
• 132M-4 в чугунном корпусе: 7,5 кВт (10 л. с.), 4 полюса, 1460 об/мин, IEC 132M, 400/690 В (Δ/Y), 50 Гц, номинальный момент 49,1 Нм.
• 160M-4 в чугунном корпусе: 11 кВт (15 л. с.), 4 полюса, 1465 об/мин, IEC 160M, 400/690 В (Δ/Y), 50 Гц, номинальный момент 71,7 Нм.

Обратите внимание: модели 5,5 кВт и 7,5 кВт относятся к семейству габарита 132, а модель 11 кВт выполнена в габарите 160M. Если ваш редуктор обработан под габарит 132, переход на 11 кВт может нарушить совместимость фланца и вала. Актуальные цены указаны на страницах продуктов.

Гипотетический пример: запрос более мощного двигателя для редуктора под габарит 132

На гипотетическом заводе наклонный цементный шнек приводится 4-полюсным двигателем 5,5 кВт, а вход редуктора соответствует габариту 132. Эксплуатационник замечает, что зимой при утренних пусках срабатывает тепловое реле, и хочет поставить двигатель 11 кВт. Однако при проверке выясняется, что шнек каждый вечер оставляют заполненным, двигатель запускается по схеме «звезда-треугольник», а рёбра покрыты цементом. Поскольку двигатель 11 кВт выполнен в габарите 160M, он не подойдёт напрямую к входу редуктора. В этом примере сначала рассматривают опорожнение шнека, очистку рёбер и пересмотр способа пуска; если увеличение мощности действительно необходимо, обсуждают предельный момент редуктора и вариант 7,5 кВт в том же габарите. Этот сценарий — лишь иллюстрация и не относится к реальному предприятию.

Вывод и информация, необходимая для заказа

Правильный двигатель для цементного шнека — тот, который подходит к входу редуктора, выдерживает частоту пусков цикла дозирования и условия под силосом. Назвать точную мощность по одному названию машины невозможно; для замены или новой установки пришлите вместе следующие данные:

• Мощность, частоту вращения и фото таблички существующего двигателя
• Код габарита IEC, монтажное исполнение и данные о входном фланце редуктора
• Напряжение сети и способ пуска
• Наклон и длину шнека, а также количество замесов в час
• Условия установки (открытая площадка, пыль, дождь) и наличие пусков под полной загрузкой

Подходящие модели и актуальные цены можно посмотреть на странице купить электродвигатель. Чтобы подобрать подходящую модель по данным таблички вашего двигателя, отправьте фото таблички или свяжитесь с нами через страницу контактов.