serie fe - ELECTRO ADDA SpA

MOTORI ASINCRONI TRIFASI AUTOFRENANTI
A CORRENTE ALTERNATA
SERIE FE
MANUALE ISTRUZIONI
PARTI FRENANTI
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AVVERTENZE GENERALI SULLA SICUREZZA ................................................................................. 3
I MOTORI ASINCRONI TRIFASI AUTOFRENANTI ............................................................................. 4
DESCRIZIONE DEI FRENI AC.............................................................................................................. 5
CARATTERISTICHE..........................................................................................................................................5
FUNZIONAMENTO ............................................................................................................................................5
MONTAGGIO .....................................................................................................................................................6
MANUTENZIONE E RIPARAZIONE..................................................................................................................6
REGOLAZIONE DEL TRAFERRO ....................................................................................................................7
CONTROINDICAZIONI......................................................................................................................................7
REGOLAZIONE DELLA COPPIA FRENANTE..................................................................................................7
TABELLA VALORI COPPIA FRENANTE............................................................................................. 8
CARATTERISTICHE TECNICHE .......................................................................................................... 9
COPPIA FRENANTE ........................................................................................................................... 10
CRITERI DI SELEZIONE .................................................................................................................................10
CALCOLO DELLA COPPIA FRENANTE NECESSARIA ................................................................................10
VERIFICA DELLA DISSIPAZIONE TERMICA.................................................................................................11
REGISTRAZIONE DEL TRAFERRO CON USURA DI 0,1 MM ........................................................................11
VALUTAZIONE APPROSSIMATA DELLA COPPIA FRENANTE ...................................................................12
COLLEGAMENTO ELETTRICO .........................................................................................................13
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AVVERTENZE GENERALI SULLA SICUREZZA
L’installazione, la conduzione e la manutenzione dei motori elettrici presentano alcuni potenziali
pericoli. È necessario, pertanto, porre in atto tutti gli accorgimenti e le misure atte ad impedire che si
verifichino tali condizioni di pericolo.
AVVISO
I motori elettrici sono componenti che presentano parti pericolose in quanto poste
sotto tensione o dotate di parti in movimento durante il funzionamento.
Pertanto:
un uso improprio
la rimozione delle protezioni senza aver provveduto a sezionare la linea di
alimentazione
lo scollegamento dei dispositivi di protezione,
la carenza di ispezioni o manutenzioni,
possono causare gravi danni alle persone.
In particolare, gli interventi di manutenzione devono essere eseguiti esclusivamente da personale
qualificato, ossia che dispone di conoscenze specifiche, esperienza, adeguata formazione
professionale e conoscenza delle norme di sicurezza, dei regolamenti, delle prescrizioni per la
prevenzione di incidenti e delle condizioni di esercizio. Tale personale va autorizzato dai
responsabili della sicurezza ad eseguire i lavori necessari e deve riconoscere ed evitare eventuali
pericoli (per la definizione di personale qualificato vedere. anche IEC 364).
Per lavori in impianti ad elevate correnti elettriche, il divieto di accesso e lavoro per personale non
qualificato e' regolato sempre dalla IEC 364.
Nel manuale di uso e manutenzione sono riportati alcuni simboli che richiamano l'attenzione sui
pericoli che possono essere presenti nell'eseguire le diverse operazioni.
La simbologia, assieme alle relative diciture "Pericolo", "Attenzione" ed "Avvertenza" indicano la
potenzialità del rischio derivante dal mancato rispetto della prescrizione alla quale sono stati abbinati
Il significato dei simboli è riportato nella seguente tabella:
PERICOLO - RISCHIO DI SCARICHE ELETTRICHE
Avverte che la mancata osservanza della prescrizione comporta un rischio
di scariche elettriche
PERICOLO
Avverte che la mancata osservanza della prescrizione comporta un rischio
di danno molto grave alle persone.
ATTENZIONE
Avverte che la mancata osservanza della prescrizione comporta un rischio
di danno alle persone e/o alle cose.
AVVERTENZA
Avverte che la mancata osservanza della prescrizione comporta un rischio
di danno al motore o all’impianto
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I MOTORI ASINCRONI TRIFASI AUTOFRENANTI
I motori di questa serie risultano dall’accoppiamento di un motore asincrono trifase e di un gruppo
freno elettromagnetico a disco.
Le caratteristiche di sicurezza, precisione, rapidità dell’arresto con tempo di inserzione e
disinserzione dell’ordine di 5÷80 millisecondi li rendono adatti a molteplici applicazioni:
•
Frenature di carichi o coppie agenti sull’albero motore
•
Frenature di masse rotanti allo scopo di eliminare tempi passivi
•
Frenature per aumentare la precisione della messa a punto
•
Frenature di parti di macchine in caso di pericolo nel rispetto della normativa antinfortunistica
Per qualsiasi informazione o per problemi specifici contattare il nostro ufficio tecnico.
NOTA:
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Il presente manuale riguarda solo ed esclusivamente le
parti frenanti.
Per quanto riguarda la PARTE MOTORE consultare il
manuale “Motori Asincroni Trifasi Serie C”
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DESCRIZIONE DEI FRENI AC
CARATTERISTICHE
Questi freni tradizionali in corrente alternata, oltre alla loro collaudata affidabilità in qualsiasi ambiente di
lavoro, si caratterizzano per i seguenti aspetti:
• Struttura robustissima;
• Massima rapidità nei tempi di intervento, che possono essere considerati trascurabili;
• Ottima dissipazione del calore;
• Protezione dell'elettromagnete completamente cementato con resina epossidica; protezione delle parti
meccaniche tramite verniciatura
FUNZIONAMENTO
Il freno è progettato per garantire, a riposo e tramite le molle di coppia, la sicurezza intrinseca pari al suo
valore di targa espresso in Nm. All’eccitazione dell'elettromagnete [1], l'ancora [2] viene attratta verso lo
stesso caricando le molle di coppia [5]. Ciò permette al disco, [3] accoppiato all'albero meccanico per
mezzo del mozzo dentato [4], di girare liberamente. In mancanza di corrente, cessando il campo
magnetico, le molle di coppia [5] spingono l'ancora contro il disco, frenando di conseguenza l'albero. La
regolazione della coppia frenante è realizzata agendo tramite i dadi [6].
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
ELETTROMAGNETE
ANCORA
DISCO
MOZZO
MOLLE DI COPPIA
DADO DI REGOLAZIONE COPPIA
O-RING
TIRANTI
DADO REGOLAZIONE TRAFERRO
DADO BLOCCAGGIO MAGNETE
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MONTAGGIO
Posizionare dapprima il mozzo [4] sull’albero motore. Quindi inserire il disco [3] sul mozzo. L’O-ring [7]
presente nel mozzo consente al freno di lavorare in posizione verticale.
Montare i perni prigionieri [8] inserendo, per sicurezza, del prodotto bloccante nel filetto [per esempio
Loctite]. Inserire l'ancora [2] e portarla contro il disco di frenatura. Inserire le molle di coppia [5] ed i dadi
autobloccanti di regolazione della stessa [6]. Inserire il dado di regolazione traferro [9]. Posizionare,
quindi, il magnete [1] ed eseguire il montaggio dei dadi di bloccaggio del magnete [10]. Procedere quindi
alla regolazione del traferro avendo l’accortezza di alternare il serraggio dei dadi. Il piano di frenatura
dovrà essere di acciaio o ghisa e con una superficie piana lavorata con rugosità 1.6 Ra.
Per ottemperare alle norme sulla sicurezza bisogna eseguire con cura le seguenti operazioni:
• eseguire la foratura sulla copertura del motore con punta elicoidale di (UNI 5699)
Foro
Diam. Punta
M4
3,2
M5
4,2
M6
5
M8
6,75
M10
8,6
• assicurarsi che la foratura eseguita sia in tolleranza;
• eseguire la filettatura con maschio lubrificato.
• eseguire la suddivisione della foratura di bloccaggio, equidistante.
MANUTENZIONE E RIPARAZIONE
È necessaria una frequente ispezione di controllo del freno in tutte le sue parti. Tuttavia il consumo
dipende da una molteplicità di fattori, principalmente dall'inerzia del carico, dalla velocità di rotazione del
motore e dalla frequenza degli interventi.
La sostituzione del disco deve avvenire tenendo conto dei seguenti criteri:
- usura del disco; se il materiale di frizione è sottoposto a notevole stress derivato da
alte temperature di funzionamento, deve essere anticipata la sostituzione;
- è indispensabile sostituire il disco dopo un consumo del materiale d'attrito pari a 3
mm (1,5 mm + 1,5 mm).
Assicurarsi dopo l'ispezione che il traferro sia correttamente regolato. La regolazione del traferro deve
essere fatta agendo sui dadi di registro [9]. Le operazioni di ispezione del freno devono essere eseguite a
freno elettricamente scollegato e dopo avere verificato il collegamento di messa a terra, seguendo
quanto riportato nella fase di montaggio e regolazione. Il buon funzionamento del freno può essere
garantito solo con l’utilizzo di componenti originali, forniti dalla nostra azienda. Per informazioni più
dettagliate Vi preghiamo di informarci circa le specifiche condizioni di lavoro del freno.
Il valore del traferro non deve superare 0,7 mm. Nel caso di utilizzo del foro centrale
filettato, presente nell'ancora, per la funzione di sblocco del freno, è a cura del cliente
il ripristino della sicurezza nell'azione di frenatura.
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REGOLAZIONE DEL TRAFERRO
La regolazione del traferro avviene agendo sui dadi [9]. Se l’operazione di regolazione del traferro viene
eseguita al termine di un turno lavorativo assicurarsi che il corpo del freno non sia surriscaldato. Il valore
massimo accettabile del traferro in coppia massima è di 0.7mm. L’aumento del traferro derivato dal
consumo del materiale d’attrito modifica le prestazioni del freno.
Il superamento del valore massimo di traferro porta ad un decadimento delle
prestazioni del freno. La mancata manutenzione di ripristino del traferro porta alla non
apertura del sistema in fase di rotazione con conseguente surriscaldamento del
motore e del freno.
CONTROINDICAZIONI
Il corretto funzionamento del freno può essere garantito quando si opera a
temperatura ambiente. Nel caso il freno venga utilizzato in locali oleosi o a temperature differenti da
quella ambiente, Vi preghiamo di contattare il ns. Ufficio Tecnico.
Qualora il freno operi in ambiente esterno con condizioni di umidità ed a temperature basse, è
indispensabile utilizzare protezioni, meccaniche o di altra natura, al fine di evitare che il materiale d’attrito
del disco, dopo una fase prolungata di inattività, rimanga attaccato alla superficie di frenatura.
Importante: allentando completamente la ghiera di regolazione della coppia frenante non si genera
nessuna azione frenante sul disco. Nella tabella di regolazione della coppia frenante è evidenziato il
valore minimo di distanza della ghiera. La registrazione minima della coppia frenante deve essere
sempre superiore al 30% del valore di coppia nominale.
REGOLAZIONE DELLA COPPIA FRENANTE
Il freno tipo AC permette di variare la coppia frenante di lavoro. In funzione del carico, della velocità di
rotazione, ed il tempo di frenata, il Cliente potrà impostare la coppia frenante più idonea alle proprie
esigenze. Nella tabella a pagina seguente diamo le distanze (A) in millimetri dei dadi di regolazione [5]
(Vedi fig. pag. 5) dall’elettromagnete per ottenere la coppia frenante in (Nm) desiderata.
Se il vostro carico lo permette, la registrazione della coppia frenante sotto il valore del 100%, porterà ad
una diminuzione dell’usura del materiale d’attrito del freno.
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TABELLA VALORI COPPIA FRENANTE
Coppia massima:
Coppia max Dist. Min. “A”
(Nm)
(mm)
AC70MD/MS
9
9.7
ACMEC71MD/MS
17
12
AC90SMD/MS
35
18
AC100MD/MS
48
17
AC120MD/MS
90
23
AC140MD/MS
130
22.5
AC160MD/MS
150
23
AC180MD/MS
250
26
AC120DD/MS
180
23
AC140DD/MS
260
22.5
AC160DD/MS
300
23
AC180DD/MS
500
26
AC200DD/MS
600
31
TIPO
Valore della coppia frenante (Nm) all’aumentare della distanza “A”:
TIPO
AC70MD/MS
ACMEC71MD/MS
AC90SMD/MS
AC100MD/MS
AC120MD/MS
AC140MD/MS
AC160MD/MS
AC180MD/MS
AC120DD/MS
AC140DD/MS
AC160DD/MS
AC180DD/MS
AC200DD/MS
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A+1 mm A+2 mm A+3 mm A+4 mm A+5 mm A+6 mm
7.25
13.6
32.3
42
77.2
111.4
120
236
152
123
240
472
533
5.5
10.2
29.6
36
63.2
92.8
90
222
124
186
180
444
466
3.75
26.9
30
49.4
74.2
208
97
148
416
400
24.2
24
35.6
55.6
194
70
111
388
333
21.5
18
180
361
266
18.8
166
333
-
8
CARATTERISTICHE TECNICHE
TIPO
Coppia frenante
statica (Nm)
Coppia frenante
dinamica (Nm)
Velocità max
rotazione motore
(rpm)
Potenza elettrica (W)
Momento inerzia
disco/mozzo
(Kg.cmq)
Valore max
rumorosità (dB-A)
Peso (kg)
Diam.max foro
mozzo
N° denti mozzo
Tiranti filettati
N° tiranti
AC70
MD/MS
ACMEC71
MD/MS
AC90S
MD/MS
AC100
MD/MS
AC120
MD/MS
AC140
MD/MS
AC160
MD/MS
AC180
MD/MS
9
17
35
48
90
130
150
250
7.5
14
30
40
75
105
135
220
3600
3600
3600
3600
3600
3600
1800
1800
50
60
140
180
400
480
600
740
4.2
7.8
11.1
13.2
40.8
50.1
59
162
68
69
69
70
69
70
70
70
2
3
4.5
5
9.5
16
17
35
14
14
18
24
28
34
44
48
15
M8x77
15
M8x80
15
M10x98
3
TIPO
Coppia frenante
statica (Nm)
Coppia frenante
dinamica (Nm)
Velocità max
rotazione motore
(rpm)
Potenza elettrica
(W)
Momento inerzia
disco/mozzo
(Kg.cmq)
Valore max
rumorosità (dB-A)
Peso (kg)
Diam. Max foro
mozzo
N° denti mozzo
Tiranti filettati
N° tiranti
15/20
20
20
23
28
M10x101 M12x120 M12x130 M12x130 M14x175
6
AC120
DD/MS
AC140
DD/MS
AC160
DD/MS
AC180
DD/MS
AC200
DD/MS
180
260
300
500
600
150
210
270
440
540
3600
3600
1800
1800
1800
400
480
600
740
800
82
100
118
162x2
162x2
69
70
70
70
70
11
18.5
19.5
48.5
55
28
34
44
48
48
20
20
23
28
28
M12x135 M12x145 M12x145 M14x195 M18x220
3
6
Coppie di serraggio tiranti:
M8=12,54 Nm
M10=24,75 Nm
M12=49,6 Nm
M18=402,26 Nm
Nota
• A freno non rodato il valore della coppia frenante statica potrà discostarsi fino al +/- 20% dal valore di targa.
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COPPIA FRENANTE
CRITERI DI SELEZIONE
Per la definizione della coppia frenante sono stati individuati quattro casi che si presentano con maggior
frequenza:
A) Sollevamento di un peso P [N] avente rispetto all'asse di rotazione un momento ML;
B) Discesa di un peso P [N] avente rispetto all'asse di rotazione un momento ML;
C) Coppia costante resistente ML [Nm] che si oppone alla rotazione del motore;
D) Coppia costante resistente ML [Nm] che favorisce la rotazione del motore.
Nelle formule utilizzate vengono calcolate alcune quantità che servono per verificare l'applicazione.
Tali formule sono:
- CS coefficiente di sicurezza (deve essere CS>= 2);
- ct coefficiente di riduzione del tempo di intervento (mediamente pari a 0,995);
- L lavoro per manovra (J) che deve essere dissipato in calore dal freno;
- W potenza nominale del motore (Watt).
CALCOLO DELLA COPPIA FRENANTE NECESSARIA
La coppia frenante necessaria è calcolata utilizzando le formule sotto indicate. Moltiplicando il risultato di tali
formule per il coefficiente di sicurezza CS, generalmente pari a 2, si ottiene la coppia frenante desiderata.
Formula 1 (casi A e C)
Formula 2 (casi B e D)
Formula 3
Dal grafico 1 si ricava il tipo di freno che approssima il valore ottenuto per eccesso.
(Grafico 1)
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VERIFICA DELLA DISSIPAZIONE TERMICA
Durante la frenata si sviluppa una quantità di calore che dovrà essere smaltita dal freno.
Occorre quindi verificare che tale quantità di calore sia compatibile con il numero di manovre/ora che il
freno deve effettuare.
Per calcolare il valore dell’energia [L] da dissipare si utilizzano le seguenti formule:
Formula 4 (caso A)
Formula 5 (caso B)
Formula 6 (casi C e D)
Conoscendo il numero di manovre/ora da eseguire entrare nel grafico n.1 e verificare che il punto K sia al
di sotto della curva limite del tipo di freno selezionato. Se ciò non si verifica occorre passare a un “dash”
superiore e ripetere l’operazione.
REGISTRAZIONE DEL TRAFERRO CON USURA DI 0,1 mm
Il numero massimo di manovre “m max” possibili prima di effettuare la registrazione del traferro si ricava
con il seguente grafico.
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Entrare sull’asse delle ascisse col lavoro [L] da dissipare e leggere sulle ordinate della curva del freno
selezionato il numero delle manovre complessive. In termini di tempo [ore], la regolazione si ricava con la
seguente formula:
La formula sopraesposta consente il calcolo del consumo pari a 0,1 mm di traferro. La funzionalità del
freno è garantita per un valore massimo di traferro di 0,7 mm (consumo 0,5 mm).
VALUTAZIONE APPROSSIMATA DELLA COPPIA FRENANTE
Conoscendo solamente la potenza del motore (W) e il suo numero massimo di giri (no), la coppia
frenante necessaria (Mf) può essere calcolata in modo approssimato con la seguente formula:
Se non è possibile controllare la dissipazione del calore, il coefficiente di sicurezza CS deve essere
selezionato con criterio in accordo all'applicazione richiesta.
Determinare la coppia agente sul sistema ML e definire l'applicazione del carico. Dal paragrafo "Criteri di
selezione” determinare la tipologia di appartenenza del carico. Le quattro tipologie presentate soddisfano
la maggior parte dei casi di frenatura. Scegliere quindi la formula necessaria a soddisfare le esigenze del
carico. Dalla formula 1, ML sottrae energia tramite il carico e pertanto il valore di Mf può essere più
basso.
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COLLEGAMENTO ELETTRICO
I freni della serie AC devono avere una alimentazione in corrente alternata ed il collegamento elettrico
alla rete deve essere realizzato secondo lo schema sotto indicato.
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ELECTRO ADDA SpA
VIA NAZIONALE 8 - 23883 BEVERATE di BRIVIO LC – ITALY
TELEFONO +39 039 53.20.621 TELEFAX +39 039 53.21.335
www.electroadda.com- [email protected]
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