Выбор электродвигателей для пресса-гранулятора: главный и вспомогательные приводы

Пресс-гранулятор превращает порошкообразную кормовую смесь в спрессованные гранулы, продавливая её через матрицу под давлением и при нагреве. Хотя снаружи он выглядит как одна машина, на деле это система из нескольких отдельных приводов: главного двигателя, вращающего матрицу и вальцы, питающего шнека, дозированно подающего смесь в машину, кондиционера, обрабатывающего её паром, а дальше по линии — охладителя, крошителя, сита и транспортного оборудования. У каждого из них свой характер нагрузки; следовательно, при выборе двигателей каждый привод нужно рассматривать отдельно. В этой статье мы разделяем двигатели линии гранулирования по их назначению и объясняем, что является решающим при выборе каждого из них и какие сведения нужны для заказа.

Какие двигатели есть на линии гранулирования?

На типичной линии гранулирования комбикормов двигатели условно делятся на три группы. Такое деление помогает понять, какой двигатель выбирается для тяжёлого режима, а какой — для точного регулирования скорости.

• Главный привод: в прессах с кольцевой матрицей (ring die) это двигатель, который вращает матрицу и через вальцы продавливает смесь через отверстия матрицы. Здесь сосредоточена наибольшая мощность линии, а нагрузка постоянно меняется в зависимости от состояния матрицы и свойств смеси.
• Подача и кондиционирование: питающий шнек подаёт смесь в машину с контролируемой скоростью; кондиционер перемешивает её, добавляя пар и при необходимости жидкие добавки. Питающий шнек обычно работает от преобразователя частоты, поскольку скорость подачи регулируют по току главного двигателя.
• Остальная часть линии: охладитель гранул, вытяжной вентилятор охладителя, крошитель (crumbler), сито, ковшовый элеватор и шнековые конвейеры. Как правило, это независимые друг от друга приводы малой и средней мощности.

Двигатель главного привода: характер нагрузки и выбор мощности

Главный двигатель пресса-гранулятора напрямую определяет производительность линии. Энергия, необходимая для прохождения смеси через отверстия матрицы, зависит от рецептуры сырья, содержания жира и клетчатки, температуры кондиционирования, диаметра отверстий и толщины матрицы (степени сжатия), а также от зазора между вальцом и матрицей. Одна и та же машина при другой рецептуре может потреблять совершенно иной ток.

Поэтому мощность главного двигателя — это значение производителя машины. Производитель рассчитывает диаметр матрицы, количество вальцов, редуктор или ремённую передачу и целевую производительность исходя из этой мощности. Если заменяется двигатель существующего пресса, ориентиром служат мощность, частота вращения, напряжение и код габарита IEC с таблички старого двигателя. Если для увеличения производительности рассматривается более мощный двигатель, вместе с производителем машины нужно оценить, выдержат ли новую мощность редуктор, опора матрицы и вал; увеличение мощности одного лишь двигателя перегружает самое слабое звено механической цепи.

Забивание и резкая нагрузка

Самый тяжёлый момент для главного привода — забивание матрицы. Когда влажная или поданная в избытке смесь заполняет отверстия матрицы, вальцы проскальзывают, и ток быстро растёт. В этом случае двигатель защищают правильно настроенный автомат защиты двигателя и срезной штифт или срезная муфта, которые есть на большинстве машин. Автоматическое замедление питающего шнека в зависимости от тока главного двигателя снижает частоту забиваний, а это напрямую продлевает срок службы главного двигателя.

О сервис-факторе

У моделей HEM Motor мощностью от 75 кВт сервис-фактор равен 1,15; иными словами, эти двигатели имеют запас мощности 15 % сверх номинальной мощности с таблички. При колеблющейся нагрузке, как у пресса-гранулятора, этот запас служит резервом безопасности. Его не следует использовать как обоснование для выбора двигателя меньшей мощности, чем нужно; мощность по-прежнему выбирают по значению производителя машины.

Соединение, частота вращения и пуск главного двигателя

На прессах-грануляторах главный двигатель соединяется с матрицей либо через редуктор, либо через ремённую передачу со шкивами. На прессах с редуктором двигатель обычно устанавливается на лапах (B3) и соединяется муфтой; на прессах с ремённой передачей частоту вращения матрицы определяет передаточное отношение шкивов. В обоих случаях частота вращения двигателя должна совпадать с указанной производителем машины. На практике обычно применяют 4-полюсные двигатели (1500 об/мин синхронных); тем не менее уточните требуемую частоту вращения по табличке или у производителя. В ремённой передаче изменение частоты вращения без пересчёта передаточного отношения шкивов меняет скорость матрицы и ухудшает качество гранул.

Для главных двигателей большой мощности применяют пускатели «звезда-треугольник», устройства плавного пуска или преобразователи частоты, чтобы защитить сеть и механические узлы. Прессы обычно запускают вхолостую, а подачу открывают после того, как двигатель набрал обороты; при соблюдении этого порядка пуска «звезда-треугольник» в большинстве случаев достаточно. Если матрица остановилась заполненной, её очистка перед пуском защищает и двигатель, и редуктор. Общее правило работы от преобразователя частоты изложено в вопросе об использовании инвертора.

Вспомогательные двигатели: небольшие приводы, которые не должны подводить

Если при работающем главном двигателе останавливается один из вспомогательных, останавливается и вся линия. Поэтому выбор небольших двигателей требует не меньшей тщательности, чем выбор главного.

• Питающий шнек: обычно работает через редуктор и от преобразователя частоты; от него ждут равномерного вращения в широком диапазоне скоростей. Если он будет долго работать с полным моментом на низкой частоте, необходимость независимого вентилятора обсуждается при заказе.
• Кондиционер: непрерывно перемешивает пропаренную смесь. Двигатель может подвергаться утечкам пара и воздействию горячего влажного воздуха; в этом отношении важны уплотнения клеммной коробки и кабельные вводы. Следует следить, чтобы корпус двигателя не располагался вплотную к паропроводу.
• Охладитель и вытяжной вентилятор: вентилятор, обеспечивающий воздушный поток охладителя гранул, — нагрузка непрерывного действия. Частоту вращения двигателя вентилятора определяет рабочее колесо; при замене двигателя её не меняют.
• Крошитель, сито, элеватор и конвейеры: чаще всего приводы малой мощности с редуктором или ремнём. При планировании резервных двигателей унификация двигателей одного габарита и напряжения ускоряет замену при отказе.

Линия гранулирования пыльная от начала до конца, а зона вокруг кондиционера и охладителя влажная. Класс IP55 защищает двигатель от проникновения пыли и брызг воды, но слой пыли, скопившийся на рёбрах корпуса, мешает отводу тепла; поэтому рёбра и кожух вентилятора нужно периодически очищать. На предприятиях, где образуется конденсат, при заказе можно запросить антиконденсатный подогреватель и датчик обмотки (PTC или PT100).

Примеры моделей

Мы выбрали четыре чугунные модели, чтобы показать уровни мощности, встречающиеся в главных и вспомогательных приводах линий гранулирования. Значения в списке — не рекомендация; для вашего пресса определяющими являются мощность, указанная производителем, и табличка снятого двигателя. Все четыре модели имеют защиту IP55 и изоляцию класса F и предназначены для сетей 50 Гц; первые три рассчитаны на 400/690 В (Δ/Y) и поэтому при 400 В работают в схеме «треугольник».

• 280S-4: 75 кВт (100 HP), 4 полюса, 1486 об/мин, IEC 280S, 129 А при 400 В, номинальный момент 482 Нм, сервис-фактор 1,15. Для главного привода прессов средней и большой производительности.
• 250M-4: 55 кВт (75 HP), 4 полюса, 1485 об/мин, IEC 250M, 97,6 А при 400 В, номинальный момент 353,7 Нм. Для главного привода небольших прессов.
• 132S-4: 5,5 кВт, 4-полюсная модель с номинальной частотой вращения 1460 об/мин; габарит IEC 132S, номинальный ток 10,7 А (400 В), номинальный момент 36 Нм. Для вспомогательных задач, например привода кондиционера или охладителя.
• 100L1-4: 2,2 кВт (3 HP), 4 полюса, 1450 об/мин, IEC 100L, 4,52 А при 400 В, номинальный момент 14,5 Нм. Для питающего шнека и небольших конвейеров; поскольку модель рассчитана на 230/400 В (Δ/Y), в сети 400 В она подключается «звездой».

Комбикормовое производство в целом, включая дробильные, смесительные и транспортные машины, представлено на странице двигатели для кормового оборудования. Размеры по габаритам приведены в техническом и продуктовом каталоге 2026, а варианты монтажа — в вопросе о монтажных исполнениях.

Гипотетический пример: совместная оценка главного двигателя и двигателя подачи

Описываемая ситуация на самом деле не происходила; это сценарий, составленный, чтобы показать, как рассматривать главный и вспомогательные двигатели вместе. Допустим, на комбикормовом заводе сгорела обмотка главного двигателя 75 кВт пресса с редуктором. На табличке указано 75 кВт, около 1486 об/мин, габарит 280S и 400/690 В. Подходящая модель — 280S-4. Однако история отказов показывает, что матрица часто забивалась, а питающий шнек работал с постоянной скоростью. В этом случае одновременно с заменой главного двигателя рассматривают перевод питающего шнека на преобразователь частоты и автоматическое регулирование подачи по току главного двигателя. Если на табличке двигателя подачи указано 2,2 кВт и габарит 100L, 100L1-4 — кандидат для этой задачи; если планируется длительная работа на низкой частоте от преобразователя, это указывают при заказе.

Что прислать вместе с заказом

Чтобы мы могли подобрать правильную модель для двигателей вашей линии гранулирования, пришлите следующие сведения отдельно по каждому приводу:

• Назначение привода (главный пресс, подача, кондиционер, охладитель, вентилятор, конвейер)
• Табличку снятого двигателя (достаточно фото) или мощность и частоту вращения, указанные производителем пресса
• Тип соединения: редуктор и муфта, ремень и шкив или фланцевое соединение с редуктором
• Напряжение сети, способ пуска и наличие преобразователя частоты в приводе
• Условия среды: пыль, пар, влажность и продолжительность работы в сутки

Все продаваемые модели и актуальная цена каждой приведены на странице купить электродвигатель. Узнайте подходящую модель по табличкам двигателей вашей линии; можно прислать и общий список для нескольких приводов. По другим вопросам пишите нам через страницу контактов.