Korea Ever-Power · Serie NMRV · Guida all'azionamento di agitatori e miscelatori

Motoriduttore a vite senza fine per azionamenti di agitatori e miscelatori:
Guida alla selezione di coppia, velocità e viscosità

Gli agitatori e i miscelatori impongono una combinazione unica di requisiti di azionamento: una coppia di spunto molto elevata contro materiali viscosi o sedimentati, una velocità di rotazione bassa e costante da 5 a 100 giri/min e la necessità di mantenere la girante ferma senza deriva quando il miscelatore viene arrestato tra un ciclo e l'altro. I motoriduttori a vite senza fine NMRV di Ever-Power Korea soddisfano tutti e tre i requisiti in un'unica unità compatta ad angolo retto: l'elevato rapporto di trasmissione fornisce un'elevata coppia di spunto grazie al vantaggio meccanico, la bassa velocità di uscita si adatta ai giri/min della girante e l'autobloccaggio ad alti rapporti impedisce la deriva della girante quando il motore è arrestato. Questa guida illustra il calcolo della coppia, la correzione della viscosità, la selezione del rapporto e le specifiche dei motoriduttori NMRV per azionamenti di agitatori e miscelatori industriali.

Coppia di avviamento elevata
Uscita 5–100 giri/min
Blocco autobloccante
Correzione della viscosità
NMRV 030–090

5–100 giri al minuto
Intervallo di velocità tipico della girante
2–3×
fattore di servizio della viscosità
15:1–100:1
Intervallo di rapporto
S3 40%
Valutazione del lavoro di lotto
Foro cavo
Opzione di montaggio diretto sull'albero

Motore a vite senza fine NMRV, agitatore, miscelatore, azionamento a bassa velocità e coppia elevata, serbatoio chimico Ever-Power Corea

Il motoriduttore a vite senza fine Ever-Power NMRV di produzione coreana, ideale per azionamenti di agitatori e miscelatori, offre un'ampia gamma di rapporti di riduzione da 15:1 a 100:1, garantendo basse velocità di rotazione della girante (da 14 a 96 giri/min) e un'elevata coppia in uscita grazie al vantaggio meccanico. La funzione di autobloccaggio, con rapporti superiori a 40:1, impedisce lo slittamento della girante durante l'arresto del motore tra un ciclo e l'altro, eliminando la necessità di un freno o di un dispositivo di bloccaggio separato per applicazioni di miscelazione a media viscosità.

1. Caratteristiche di carico del miscelatore e dell'agitatore

I motori per miscelatori e agitatori si differenziano dai motori per nastri trasportatori per due aspetti importanti: la coppia necessaria per mantenere la velocità di miscelazione dipende fortemente dalla viscosità del prodotto e la coppia di avviamento da fermo, su un lotto decantato o raffreddato, può essere diverse volte superiore alla coppia di funzionamento. Entrambi questi fattori devono essere presi in considerazione nella scelta del motoriduttore per evitare sovraccarichi del motore e un eccessivo numero di giri della coppia in uscita dal riduttore.

Coppia di esercizio dipendente dalla viscosità

Per una turbina o una girante a pale in un serbatoio cilindrico, la potenza di esercizio è approssimativamente proporzionale al cubo del diametro della girante e al quadrato della velocità di rotazione per il flusso turbolento, e al diametro della girante elevato alla terza potenza e alla velocità di rotazione per il flusso viscoso (laminare). In pratica, il numero di potenza della girante (Np) e il numero di Reynolds del flusso determinano la relazione precisa. Ai fini della progettazione, applicare un fattore di correzione della viscosità da 1,5 a 3,0 sulla potenza equivalente in acqua quando la viscosità del prodotto è superiore a 1.000 cP.

Coppia di avviamento contro materiale assestato

Quando un miscelatore che è stato arrestato con il prodotto nel serbatoio viene riavviato, il prodotto potrebbe essersi depositato, raffreddato o parzialmente solidificato attorno alle pale della girante. La coppia di spunto necessaria per vincere questo attrito statico e avviare la rotazione della girante può essere da 3 a 8 volte la coppia di funzionamento a regime. Il motoriduttore a vite senza fine NMRV fornisce una coppia di avviamento pari alla coppia del rotore bloccato del motore moltiplicata per il rapporto di trasmissione, che in genere è da 2,0 a 2,8 volte la coppia nominale del motore × rapporto di trasmissione, offrendo un notevole vantaggio in termini di forza di avviamento rispetto ai sistemi ad azionamento diretto.

Lavoro continuo vs. lavoro a lotti

Alcuni miscelatori funzionano in modo continuo (mulini per vernici, serbatoi per fanghi, impianti di aerazione per il trattamento dei rifiuti), mentre altri funzionano a cicli discontinui (granulatori farmaceutici, frullatori per alimenti, reattori chimici). I miscelatori a funzionamento continuo richiedono che il motoriduttore NMRV sia classificato per S1 in continuo alla coppia nominale. I miscelatori a cicli discontinui con periodi di miscelazione definiti seguiti da pause di scarico e ricarica possono essere classificati per S3 con il CDF appropriato, il che può consentire la selezione di un telaio del motore più piccolo a parità di potenza media richiesta.

2. Calcolo della coppia dell'agitatore

Esempio di dimensionamento dell'agitatore per reattore chimico da 500 litri
Dato:
Volume del serbatoio: 500 L (0,5 m³)
Diametro del serbatoio: 0,80 m
Tipo di girante: a pale piatte a 4 pale
Diametro della girante: D = 0,45 m (D/T = 0,56)
Viscosità del prodotto: 800 cP (acqua = 1 cP)
Densità del prodotto: 1.050 kg/m³
Velocità target della girante: n = 45 giri/min = 0,75 giri/s
Numero di potenza (Np): 1,8 (pala piatta, turbolenta)
Calcolo:
P-acqua = Np × ρ × n³ × D⁵ = 1,8 × 1.050 × 0,75³ × 0,45⁵ = 41,9 W
Verifica del numero di Reynolds: Re = ρ×n×D²÷μ = 1050×0,75×0,2025÷0,8 = 199 (transitorio)
Fattore di correzione della viscosità: Kv = 2,0 (per 800 cP)
Potenza effettiva del motore = 41,9 × 2,0 ÷ 0,75 (eff.) = 111,7 W
Fattore di servizio 1,5 per l'avvio del lotto: 111,7 × 1,5 = 167,6 W
→ Selezionare NMRV 040, rapporto 20:1, YS 180 W 4 poli
Velocità di uscita = 1.380 ÷ 20 = 69 giri/min (ridurre a 45 giri/min tramite VFD o accettare 69 giri/min)

Per prodotti ad alta viscosità superiori a 5.000 cP (paste, creme dense, adesivi), utilizzare la formula della potenza del flusso laminare: P = Kp × μ × n² × D³ dove Kp è il valore di potenza laminare per lo specifico tipo di girante. Applicare un fattore di correzione della viscosità da 2,5 a 4,0 e un fattore di servizio di 2,0 per il riavvio di lotti ad alta viscosità. Contattare Korea Ever-Power per assistenza nel dimensionamento del motoriduttore dell'agitatore per applicazioni ad alta viscosità superiori a 5.000 cP.

3. Fattore di correzione della viscosità per il dimensionamento dei motoriduttori

Tipo di prodotto Viscosità (cP) Regime di flusso Fattore di viscosità Kv Fattore di servizio iniziale
Acqua, solventi diluiti 1–100 Turbolento 1.0 1.2
Oli leggeri, sciroppo, lattice 100–1.000 Transitorio 1.5 1.5
Vernici, resine, fanghi 1.000–5.000 Transitorio/Laminare 2.0 1.8
Paste dense, gel, adesivi 5.000–50.000 Laminare 3.0 2.5
Stucco, composto di gomma, impasto > 50.000 Laminare 4.0+ 3.0+

Applicare in modo moltiplicativo il fattore di correzione della viscosità Kv e il fattore di servizio SF: Potenza totale di progetto = Potenza equivalente in acqua calcolata × Kv × SF. Per il riduttore NMRV, verificare che la coppia di uscita risultante (coppia nominale del motore × rapporto di trasmissione × efficienza del riduttore) non superi la coppia di uscita nominale NMRV per la dimensione selezionata. Se la coppia di uscita richiesta supera la coppia nominale NMRV al rapporto richiesto, selezionare una dimensione NMRV maggiore anziché una potenza del motore superiore: la coppia nominale dell'albero di uscita NMRV è il vincolo principale per gli azionamenti degli agitatori ad alta viscosità.

4. Selezione del rapporto di trasmissione e della velocità della girante

15:1 → 96 giri/minuto
Agitazione a bassa viscosità

Trattamento delle acque, fermentazione, miscelazione per reazioni chimiche. Velocità della girante più elevata per miscelazione turbolenta. Non autobloccante; è sufficiente un motore Y2 standard.

25:1 → 58 giri/minuto
Miscelazione a viscosità media

Miscelazione di vernici, sciroppi e adesivi. Gamma di funzionamento quasi completamente autobloccante; aggiungere il motore con freno Y2EJ per un bloccaggio sicuro tra i lotti.

40:1 → 36 giri/min ★
Gamma standard di agitatori

Adatto alla maggior parte delle applicazioni di agitazione nei settori chimico, alimentare e farmaceutico. Il sistema autobloccante impedisce la deriva della girante. Rapporto di agitazione NMRV più comune.

60:1 → 24 giri/minuto
Miscelazione ad alta viscosità

Miscelazione di paste dense, resine e gel. Forte autobloccaggio. Coppia elevata per applicazioni ad alta viscosità. Girante a saracinesca o ad ancoraggio a basse velocità.

100:1 → 14 giri/minuto
Agitazione molto lenta

Giranti a saracinesca ad altissima viscosità o di grande diametro. Rapporto massimo per NMRV monostadio standard. Coppia massima in uscita ma efficienza inferiore (50–60%).

5. Valore di carico termico per azionamenti di miscelatori batch

S3 Funzione di miscelazione in batch

Un miscelatore batch che funziona per un periodo di miscelazione definito e poi si arresta per lo scarico e la ricarica opera in regime di servizio intermittente periodico S3. Se il periodo di miscelazione è di 30 minuti e lo scarico/ricarica richiede 15 minuti, il CDF è 30/45 = 67%. Il motore Y2 e il riduttore NMRV devono essere dimensionati per S3 con un CDF di 67% per questa applicazione. Molti cicli di miscelazione batch hanno una frazione di riposo maggiore di questa, consentendo la selezione a S3 40% o S3 25% e quindi un telaio del motore più piccolo per la stessa potenza di miscelazione nominale. Calcolare sempre il CDF effettivo dai parametri del processo batch anziché presumere un servizio continuo S1.

Monitoraggio della temperatura dell'olio del cambio NMRV

Gli azionamenti degli agitatori ad alta viscosità azionano il riduttore NMRV con elevate perdite di potenza nella vite senza fine (l'efficienza del riduttore è compresa tra 60 e 75% ad alti rapporti), il che genera un calore significativo nell'olio del riduttore. Per gli agitatori a funzionamento continuo ad alta viscosità con rapporto da 40:1 a 100:1, monitorare la temperatura dell'alloggiamento del riduttore durante la messa in servizio e in condizioni di viscosità massima. Se la temperatura dell'alloggiamento supera i 70 °C, aggiungere una ventola di raffreddamento esterna all'alloggiamento NMRV o utilizzare olio per ingranaggi sintetico (PAO) che offre una migliore stabilità della viscosità ad alte temperature rispetto all'olio minerale.

6. Specifiche NMRV per motoriduttori per azionamenti di agitatori

I motoriduttori a vite senza fine NMRV di Ever-Power Korea per applicazioni di agitatori e miscelatori sono disponibili con albero di uscita pieno per l'accoppiamento all'agitatore tramite un giunto flessibile, oppure con albero di uscita cavo per il montaggio diretto sull'albero dell'agitatore senza un giunto separato. L'opzione con albero cavo è particolarmente utile per gli agitatori montati sul coperchio del serbatoio, dove il motoriduttore deve essere montato direttamente sul moncone dell'albero dell'agitatore. Tutte le dimensioni NMRV accettano l'ingresso del motore standard Y2 o del motore con freno Y2EJ, senza modifiche al riduttore. La gamma completa di motoriduttori è disponibile. sezione prodotti motoriduttoriPer il dimensionamento di agitatori ad alta viscosità superiori a 2.000 cP, contattare Corea Ever-Power per una specifica completa del sistema di azionamento dell'agitatore.

NMRV — Dati di azionamento dell'agitatore
Dimensioni del cambio NMRV 030–090
Intervallo di rapporto Da 15:1 a 100:1
velocità della girante 14–96 giri/min (motore a 4 poli)
Opzioni motore motore del freno Y2 o Y2EJ
Potenza del motore 0,06–22 kW
Autobloccante Sì, con un rapporto di 40:1 e superiore.
Albero di uscita Foro pieno o cavo
Montaggio Qualsiasi orientamento (specificare)

7. Applicazioni di agitatori e miscelatori

NMRV motore a vite senza fine agitatore serbatoio chimico reattore recipiente bassa velocità alta coppia Corea Ever-Power

Agitatore per reattore chimico e recipiente

Agitatori per reattori di processi chimici per reazioni, dissoluzione e cristallizzazione. NMRV 050–090 con rapporto di compressione da 40:1 a 60:1 e motore Y2 da 0,37 a 7,5 kW. La viscosità del prodotto varia da quasi quella dell'acqua a diverse migliaia di cP a seconda dello stato di avanzamento della reazione. Per i reattori che trattano solventi infiammabili (Zona 1 o Zona 2), il motore deve essere YB2 Ex d IIB T4, mentre il riduttore NMRV può essere standard in quanto privo di componenti elettrici interni. Le specifiche delle guarnizioni del riduttore devono essere compatibili con l'ambiente del solvente.

NMRV motore a vite senza fine miscelatore per alimenti frullatore agitatore pala Korea Ever-Power batch

Evento di miscelazione di cibi e bevande

Impastatrici industriali per alimenti, ideali per la produzione di salse, marmellate, cioccolato, impasti e creme, con velocità di rotazione da 10 a 60 giri/min. Modelli NMRV 050–075 con rapporto di riduzione da 20:1 a 100:1, con motore Y2 o BXG da 0,25 a 2,2 kW a seconda della classificazione della zona di contatto con gli alimenti. Per le aree soggette a lavaggio, specificare il motore in acciaio inox BXG con riduttore NMRV e riempimento con olio per uso alimentare. Il sistema autobloccante, con rapporto di riduzione pari o superiore a 40:1, mantiene la pala in posizione tra i cicli di lavorazione anche in assenza di alimentazione del motore.

Miscelatore per vernici e rivestimenti

Dispersori per la produzione di vernici, agitatori a diluizione e serbatoi di miscelazione per basi coloranti. NMRV 050–075 da 30:1 a 60:1, Y2 da 0,37 a 2,2 kW. Viscosità della vernice da 500 a 10.000 cP — applicare Kv da 1,8 a 3,0. Molte applicazioni di miscelazione di vernici richiedono anche un motore Ex d nelle aree di stoccaggio vernici di Zona 2.

Agitatore per fanghi e acque reflue

Agitatori per vasche di sedimentazione, agitatori per vasche di contenimento fanghi e miscelatori per vasche di aerazione per impianti di trattamento delle acque reflue. NMRV 075–090 da 15:1 a 30:1 per miscelazione turbolenta ad alta velocità in fanghi a bassa viscosità. Y2 da 0,55 a 4,0 kW. IP55 per installazione esterna presso impianti di trattamento delle acque reflue.

Miscelatore di adesivi e resine

Miscelazione di adesivo ad alta viscosità, resina epossidica e composto di incapsulamento a 10-40 giri/min. NMRV 075-090 con rapporto di miscelazione da 40:1 a 100:1, Y2 da 0,55 a 2,2 kW. Richiede una coppia di avviamento molto elevata; specificare un fattore di servizio di 2,0 per il riavvio del lotto. Kv da 3,0 a 4,0 per viscosità superiori a 20.000 cP.

Betoniera per calcestruzzo e malta

Betoniere per piccoli lotti, stazioni di miscelazione malta e miscelatori per la preparazione di adesivi per piastrelle. NMRV 075–090 da 20:1 a 40:1 con Y2 da 0,75 a 4,0 kW. Elevata abrasione da aggregati: le guarnizioni dell'albero del riduttore devono essere in feltro per impieghi gravosi o di tipo a labirinto per impedire l'ingresso di detriti. IP55 per installazione in loco.

Lavorazione del riduttore dell'agitatore Ever-Power NMRV in Corea

Lavorazione di ingranaggi a vite senza fine

Test della coppia di uscita del motoriduttore Ever-Power NMRV in Corea

Test di coppia in uscita

Motoriduttori NMRV Ever-Power Korea disponibili a magazzino

Disponibilità a magazzino

Ever-Power, azienda coreana specializzata nell'esportazione globale di motoriduttori per agitatori,

Esportazione globale

8. Domande frequenti

Il motore dell'agitatore si blocca per sovraccarico ogni volta che lo riavvio con il prodotto freddo nel serbatoio. Come posso risolvere il problema?

L'intervento del dispositivo di protezione da sovraccarico all'avvio a freddo sugli agitatori è quasi sempre causato dal fatto che il prodotto freddo ha una viscosità da 3 a 10 volte superiore rispetto alla temperatura di esercizio e il motore è dimensionato solo per la viscosità di esercizio alla temperatura di processo. Tre soluzioni: (1) aumentare il fattore di servizio applicato nella scelta del motore: utilizzare un fattore di servizio da 2,0 a 3,0 per prodotti che sono significativamente più viscosi a freddo; (2) aggiungere un soft starter per limitare la corrente di avviamento del motore a 1,5-2 volte il valore nominale, pur sviluppando una coppia di avviamento adeguata tramite una rampa di tensione più lenta; (3) aumentare il rapporto di trasmissione a un valore più elevato (ad esempio da 40:1 a 60:1) in modo che lo stesso motore sviluppi una maggiore coppia sull'albero di uscita tramite vantaggio meccanico, mentre la corrente di avviamento del motore rimane entro il suo limite nominale. L'opzione 3 è la soluzione più affidabile a lungo termine perché non dipende da impostazioni elettriche che possono essere modificate accidentalmente: il rapporto più elevato significa che lo stesso motore fornisce sempre una coppia maggiore per agitare il prodotto freddo.

Devo montare il motoriduttore in verticale (motore in alto) o in orizzontale sull'agitatore del mio serbatoio?

La maggior parte degli agitatori da serbatoio utilizza un montaggio verticale con il motore in alto e l'albero di uscita rivolto verso il basso all'interno del serbatoio: questa è la configurazione di montaggio VF (verticale, flangiato, motore sopra). Questa è anche la configurazione di montaggio più comune per i motoriduttori NMRV di Korea Ever-Power nelle applicazioni di agitazione. Il montaggio verticale VF richiede che il riduttore venga fornito con le posizioni del tappo di riempimento dell'olio, del tappo di livello e del tappo di scarico impostate per il montaggio verticale, e la tenuta dell'albero di uscita deve essere a doppio labbro o meccanica, adatta all'orientamento verticale dell'albero, per impedire che l'olio goccioli lungo l'albero di uscita nel prodotto. Specificare sempre la configurazione di montaggio al momento dell'ordine: Korea Ever-Power fornisce il motoriduttore NMRV preconfigurato per la configurazione di montaggio indicata, con le posizioni corrette del tappo di riempimento dell'olio e del tappo di scarico. Per il montaggio orizzontale a lato del serbatoio (albero dell'agitatore che entra nel lato di un recipiente orizzontale), è necessario specificare separatamente la configurazione orizzontale HW (orizzontale, ingresso vite senza fine orizzontale) o altre configurazioni orizzontali.

Posso utilizzare un variatore di frequenza (VFD) sul motoriduttore dell'agitatore NMRV per regolare la velocità di miscelazione in base al prodotto da miscelare?

Sì, il controllo della velocità tramite VFD sui motoriduttori degli agitatori NMRV è un'ottima soluzione per i recipienti multiprodotto che richiedono velocità di rotazione della girante diverse per ricette diverse. Il VFD consente di impostare la velocità della girante da 20% a 100% della velocità base impostata dal rapporto di trasmissione, offrendo un intervallo di velocità di 5:1 senza dover cambiare marcia. Ad esempio, con un motoriduttore con rapporto 40:1 e un motore a 4 poli, la velocità di uscita base è di 36 giri/min; con un intervallo di VFD da 10 a 50 Hz, la velocità di uscita è regolabile da 7 a 36 giri/min. L'efficienza del riduttore rimane sostanzialmente invariata in questo intervallo di velocità (l'efficienza della vite senza fine dipende principalmente dal rapporto, non dalla velocità) e la coppia di uscita disponibile è costante, dal punto di vista della coppia nominale del motore, fino a circa 20% della velocità base. Per velocità di miscelazione molto basse, inferiori a 7 giri/min, selezionare un rapporto più elevato (60:1 o 100:1) anziché far funzionare l'inverter al di sotto di 10 Hz, poiché il raffreddamento del motore diventa insufficiente a frequenze VFD molto basse con un motore IC411 standard, oppure utilizzare un motore YVF2 IC416 per il funzionamento dell'inverter su tutta la gamma di velocità.

 

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Ever-Power NMRV (Repubblica Coreana): rapporti di trasmissione da 15:1 a 100:1, alesaggio pieno e cavo, motore con freno Y2 o Y2EJ, da 0,06 a 22 kW, tutti gli orientamenti di montaggio. Supporto per il dimensionamento dell'agitatore disponibile.

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A cura di Cxm