De juiste industriële trilmotor kiezen
Een gids over wanneer een trilmotor de juiste keuze is en welke factoren belangrijk zijn bij het kiezen van een trilmotor.
Hoe kies je een industriële trilmotor: een selectiegids
Het korte antwoord is: het selecteren van een trilmotor verloopt in acht stappen: definieer de toepassing, beschrijf het materiaal, evalueer de omgeving, controleer de beschikbaarheid, beoordeel de massa en beweging, bereken de kracht, snelheid en amplitude, kies de serie en plan de installatie. De belangrijkste formule is F = Γ × M × g, waarbij F de centrifugale kracht in newton is, Γ de beoogde versnelling in g (2 tot 4 voor toevoerinstallaties en transportbanden), M de trillende massa in kg en g 9,81 m/s².
Deze selectiegids behandelt industriële trilmotoren, ook wel bekend als vibratiemotor of onbalansmotor: elektromotoren met verstelbare excentrische gewichten die toevoerinstallaties, zeefmachines, trechters, tafels en transportbanden in trilling brengen. De motoren die BEGE levert, zijn trilmotoren van Venanzetti.
Deze gids doorloopt het hele traject: van de eerste toepassingsvraag tot de selectie van de juiste serie, inclusief twee dimensioneringsberekeningen en vier BEGE-toepassingen. Er is één factor die bij het berekenen van de juiste maat snel over het hoofd wordt gezien en die ertoe leidt dat de trilmotor te klein wordt gedimensioneerd. Deze factor wordt in stap 5 duidelijk uitgelegd.
Wanneer is een trilmotor de juiste keuze?
Een trilmotor is de juiste keuze wanneer bulkmateriaal of onderdelen moeten worden verplaatst, gedoseerd, gescheiden, verdicht of in beweging gehouden met gecontroleerde trillingen. In de praktijk betekent dit: product dat brugvorming vertoont of vastloopt in plaats van uit zichzelf te stromen, een doseersnelheid die constant en instelbaar moet blijven, deeltjesgroottes die gesorteerd moeten worden, of transport dat zacht moet verlopen over een vaste baan. Voor machinebouwers die een compacte, instelbare vibratiemotor nodig hebben, combineert een elektrische trilmotor de aandrijving en de triller in één eenheid en kan de kracht ter plaatse worden afgesteld met de excentrische gewichten.
Er zijn ook andere trilling aandrijvingen. Elektromagnetische trilmotoren hebben de voorkeur voor kleine en nauwkeurige doseerinstallaties, terwijl pneumatische of hydraulische trillers geschikt zijn wanneer er geen elektrische voeding beschikbaar is. De trilmotoren uit het aanbod van BEGE variëren van 39 N tot 245.000 N, van compacte mini trilmotoren voor kleine doseermachines tot grote zeefinstallaties en bulktoevoersystemen.
Stappen om de juiste trilmotor te kiezen
Hieronder volgen de acht stappen waarmee de selectie vanuit de toepassing wordt teruggebracht tot één enkele serie.
Stap 1: Bepaal de taak en het gewenste effect
Wat moet er met het materiaal worden gedaan: transport, dosering, scheiding, verdichting of doorstroming? Elk proces vereist een bepaald soort beweging en kracht. Eén zin, die het gewenste effect beschrijft, bijvoorbeeld ‘dosering van droge korrels met een instelbare snelheid’, vormt de basis voor alle verdere stappen.
Stap 2: Beschrijf het materiaal en het proces
Korrelgrootte, bulkdichtheid, vochtgehalte, kleverigheid en schurend vermogen bepalen de frequentie en amplitude. Voor fijne, droge poeders zijn een hoge frequentie en een lage amplitude nodig. Voor grove, zware en kleverige materialen moeten een lage frequentie en een grote amplitude worden gebruikt.
Stap 3: Breng de omgeving en het explosiegevaar in kaart
Temperatuur, vochtgehalte, aanwezigheid van stoom, stoffige omstandigheden en reinigingswijze bepalen het niveau van de beschermingsklasse en de afwerking van de constructie. Het normale temperatuurbereik ligt tussen -20 en +40 °C, op aanvraag maximaal +55 °C. Beschermingsklasse IP66 is geschikt voor toepassingen met afspoelen, buitengebruik en stoffige omgevingen. De standaard epoxycoating is 500 uur getest tegen zoutnevel en op verzoek wordt een door de USDA goedgekeurde coating van polyurethaanhars aangeboden voor toepassingen in de voedingsmiddelenindustrie.
Vervolgens is er het explosiegevaar. Voor brandbaar stof is een stofdichte motor (zone 21, 22) vereist en voor explosief gas is een gasdichte motor nodig. Gasomgevingen worden in Europa gedekt door de VVE-serie en in Noord-Amerika door de VVC-serie.
Stap 4: Controleer de voeding en de besturing
Driefasige 230/400 V, 50 Hz-voeding is standaard. Op verzoek kunnen alternatieve spanningen van 24 V tot 690 V worden gebruikt; voor de kleinere maten wordt eenfasige voeding aangeboden. Een voedingsfrequentie van 60 Hz leidt tot een toename van het toerental met 20% en een toename van de kracht met 44%.
De trillingsfrequentie wordt geregeld met behulp van excentrische gewichten binnen een bereik van 0 tot 100% op een schaalverdeling. De VV-serie is geschikt voor gebruik met een frequentieregelaar vanaf 20 Hz tot de nominale frequentie bij constant koppel; de VVE-serie moet bij gebruik van een frequentieregelaar worden aangesloten op de bijbehorende thermistor. Aangezien de kracht evenredig is met het kwadraat van de snelheid, maakt een frequentieregelaar het mogelijk om de kracht, de amplitude en de doseersnelheid op een andere manier te regelen.
Stap 5: Bepaal de massa en de beweging
De massa M van de trillende machine is de machine zelf (trechter, dek, glijgoot, gereedschap) plus het materiaal dat deze bevat. Dit is het materiaal dat bij berekeningen gemakkelijk over het hoofd wordt gezien en het negeren ervan leidt tot een te kleine motor.
- Lineaire beweging (toevoerinstallaties, transportbanden, trilbedden): twee identieke, tegengesteld draaiende motoren, waarbij de krachtlijn onder een hoek van ongeveer 30° tot 45° ten opzichte van het transportoppervlak staat.
- Circulaire of draaiende beweging (zeven, roterende zeven, trechterwanden, tafels met slechts één motor): één motor.
Stap 6: Bereken de kracht, snelheid en amplitude
Welke kracht heeft een bepaalde machine of een bepaalde massa nodig? De volgende vijf regels geven daar antwoord op.
- Vereiste kracht: F = Γ × M × g. Vuistregels voor Γ: toevoer en transport 2 tot 4, algemeen zeven 3 tot 5, fijnmazige trillende zeeftafels voor boorvloeistoffen 6 tot 8, verdichting en zware tafels afhankelijk van het project. Bij twee motoren worden de krachten in de bewegingsrichting bij elkaar opgeteld en vervolgens per motor door twee gedeeld.
- Kracht: F = m·e·ω², waarbij m·e het statische moment van de excentrische gewichten is en ω = 2π × rpm / 60.
- Amplitude (peak to peak): S ≈ 2F / (M × ω²).
- Frequentie: 2 polen (3.000 rpm bij 50 Hz) voor fijn materiaal en kleine amplitude. 4 polen (1.500 rpm) voor algemene transportbanden en zeven. 6 en 8 polen (1.000 en 750 rpm) voor zwaar en grof materiaal en grotere amplitude. De frequentie varieert van 750 tot 3.600 rpm, afhankelijk van het aantal polen en de voedingsfrequentie.
- Marge: dimensioneer de motor zodanig dat de vereiste kracht tussen 70% en 80% van het maximum ligt. De resterende marge is bedoeld voor afstellingen ter plaatse.
Stap 7: Selecteer de serie
Welke serie is geschikt? De beslissingsboom beantwoordt deze vraag in twee stappen.
-
Explosieve atmosfeer?
-
Ja
Welke regio? Locatie van de machine
-
Europa
VVEGas en stof
-
Noord-Amerika
VVCClass I, Div. 2
-
Europa
-
Nee
Lichte belasting en droog? Tot circa 440 N per motor
-
Ja
VV MicroStof: zone 22
-
Nee
VVStof: zone 21
-
Ja
-
Ja
| Serie | Kracht (N, bij 50 Hz) | Toerental (rpm, 50/60 Hz) | Explosieve atmosfeer | Beschermingsklasse | Geschikt voor |
|---|---|---|---|---|---|
| VV Micro | 39 tot 441 | 3.000 / 3.600 | Stof, zone 22 (II3D) | IP65 | Kleine toevoerinrichtingen, lichte zeven, compacte tafels |
| VV | 311 tot 245.000 | 750 tot 3.000 / 900 tot 3.600 | Stof, zone 21 (II2D), bij de meeste maten | IP66 | Toevoerkanalen, zeven, stortkokers, silo's, algemene industrie |
| VVE (ATEX) | ongeveer 1.100 tot 96.000 | 750 tot 3.000 / 900 tot 3.600 | Gaszones 1 en 2, stofzones 21 en 22 | IP66 | Gas- en stofomgevingen in Europa |
| VVC (CSA) | 311 tot ongeveer 69.000 | 750 tot 3.000 / 900 tot 3.600 | Klasse I, Divisie 2 gas | IP66 | Gevaarlijke locaties in Noord-Amerika |
Alle series behoren tot het trilmotorenaanbod van BEGE. De covers zijn vervaardigd uit roestvrij staal AISI 304 en de VV-serie beschikt tevens over CSA-goedkeuring voor standaardlocaties.
Stap 8: Plan de montage, installatie en het onderhoud
- Monteer op een stevige, machinaal bewerkte montageplaat met plaatselijk versterkte structuur. Draai de bouten vast volgens de handleiding en controleer het aanhaalmoment opnieuw na de eerste bedrijfsuren.
- Stel bij elke motor beide gewichtseinden in op hetzelfde percentage en doe dat ook onderling voor de twee motoren van een paar. Zorg ervoor dat de aslijnen parallel blijven.
- Monteer de apparatuur op isolatoren met een eigenfrequentie van niet meer dan een derde van de bedrijfsfrequentie en zorg ervoor dat er geen bedrijfsfrequentie is die gelijk is aan een eigenfrequentie van het frame.
- Controleer of de gekoppelde motoren in tegengestelde richting draaien, sluit de PTC-thermistor aan op het relais en leg de kabel in een flexibele lus met trekontlasting.
- Controleer regelmatig de staat van bouten, lasnaden en het geluid van de lagers. Lagers zijn ontworpen voor continu bedrijf bij 100% belasting en de labyrintafdichting houdt het smeervet in het lager vast.
Hulp nodig bij het kiezen van de juiste trilmotor?
Plan een telefonisch consult in met onze engineers.
Hoe bepaal je de juiste afmetingen van een trilmotor: twee voorbeelden
Hieronder staan twee toepassingen waarbij de formules uit stap 6 worden toegepast: totale kracht, als gevolg van massa en versnelling, verdeeld over de motoren, met als doel 70% – 80% van de maximale waarde.
Voorbeeld 1: kleine toevoer voor droge korrels
- M = 12 + 3 kg = 15 kg voor de goot en de opbouw plus 3 kg product.
- Poederachtig en droog product op een lineaire toevoer: Γ = 3, 2 polen (3.000 rpm, ω ≈ 314 rad/s).
- F = 3 × 15 × 9,81 ≈ 441 N in totaal, dat is ongeveer 221 N per motor bij een instelling van 75% van het maximum van 295 N per motor.
- De VV Micro-serie VV002N/2, een micro vibratiemotor, produceert 441 N bij 50 Hz en werkt op ongeveer 50% van zijn snelheid.
- Amplitude: S ≈ 2 × 441 / (15 × 314²) ≈ 0,6 mm, geschikt voor fijne korrels.
- Stofachtig droog voedingsmateriaal in zone 22 is van toepassing op de stofclassificatie voor de Micro. Hogedrukreiniging duidt op het gebruik van VV (IP66).
Voorbeeld 2: zware bulktoevoer voor grind
- Goot 800 kg + 200 kg materiaal: M = 1.000 kg.
- Grof, zwaar materiaal: Γ = 3,5, 4 polen (1.500 rpm, ω ≈ 157 rad/s).
- F = 3,5 × 1.000 × 9,81 ≈ 34.300 N in totaal, dus ongeveer 17.200 N per motor.
- De VV-serie VV50B/4 produceert 24.500 N bij 50 Hz; daarom zal elke grote trilmotor op ongeveer 70% werken.
- Amplitude: S ≈ 2 × 34.300 / (1.000 × 157²) ≈ 2,8 mm, binnen het gebruikelijke bereik voor grof materiaal.
- Stof in de buitenlucht, geen gas: IP66 en normale coating vereist. Brandbaar stof betekent dat zone 21-classificatie noodzakelijk is.
Wanneer is een maatwerk trilmotor nodig?
Wat moet er gebeuren als apparatuur niet volgens het bovengenoemde algoritme kan worden berekend? De overgrote meerderheid van de toevoerinstallaties, zeven en stortgoten kan volgens deze procedure worden gedimensioneerd. Er zijn echter situaties waarbij de machines wat meer aandacht vereisen, zoals een atypische vorm van het frame, meerdere aandrijvingen die hun acties moeten coördineren, of een proces waarbij trilling en een roterende aandrijving als één systeem moeten functioneren.
In deze situaties denken onze engineers graag mee, vanaf het allereerste idee tot de uiteindelijke opstelling. Trilmotoren kunnen worden gecombineerd met motorreductoren en tandwielkasten tot een geïntegreerde aandrijving, specifiek ontworpen voor de machine en het materiaal. Het delen van de toepassingskenmerken is een goed uitgangspunt om samen tot de beste maatwerk trilmotor te komen.
Veelgemaakte fouten bij het dimensioneren van trilmotoren
Wat zijn de gebruikelijke problemen bij het dimensioneren van een trilmotor? Zes aspecten om rekening mee te houden voor het plaatsen van een order.
- Berekenen op basis van alleen de machinemassa, zonder de massa op het werkblad mee te nemen.
- Het gebruik van één enkele motor wanneer de taak een lineaire beweging vereist.
- De machine monteren op een plaat die de uitgeoefende kracht absorbeert.
- De machine in de buurt van de eigenfrequentie laten draaien.
- Verschillende gewichtsverhoudingen gebruiken voor de twee motoren van een paar.
- Het temperatuurbereik of de explosiezone van de locatie negeren.
Checklist voor het dimensioneren van trilmotoren
Onze engineers controleren elke berekening op basis van de specifieke machine en het materiaal en zorgen ervoor dat de certificering voor elk model correct wordt aangeduid. Een aanvraag met de volgende informatie wordt binnen één werkdag volledig beantwoord:
- Type apparatuur en vereiste beweging (lineair, cirkelvormig, draaiend)
- Trilmassa: machine en materiaal
- Materiaalsoort, deeltjesgrootte, vochtgehalte, kleverigheid
- Vereiste output of toevoersnelheid
- Voedingsspanning, frequentie en fase
- Omgevingsomstandigheden: afspoelbaar, buiten, water, stoom, stof
- Explosiegevaar: regio, zone, gas, stof
- Beschikbare inbouwruimte
BEGE is de exclusieve leverancier van Venanzetti trilmotoren in Nederland, met voorraad voor snelle levering, reserveonderdelen en maatwerkoplossingen. Neem contact op met BEGE.
Hulp nodig bij het kiezen van de juiste trilmotor? Plan een telefonisch adviesgesprek in met onze engineers