Silniki elektryczne trójfazowe kołnierzowe - niezbędne w każdym warsztacie

Silniki trójfazowe kołnierzowe w warsztacie spotyka się częściej, niż mogłoby się wydawać. Siedzą w agregacie hydraulicznym prasy i podnośnika, w szlifierce taśmowej, w wiertarce kolumnowej, w pompie chłodziwa tokarki i w napędzie posuwu starej frezarki. Kołnierz zamiast łap oznacza, że silnik jest przykręcony bezpośrednio do korpusu maszyny, pompy lub przekładni i stanowi z nią jedną, sztywną całość.

Dla właściciela warsztatu ma to praktyczne konsekwencje. Wymiana takiego silnika wymaga dopasowania nie tylko mocy i obrotów, ale też kołnierza, średnicy wału i długości czopa. Z kolei przy budowie własnego urządzenia, np. przecinarki, giętarki czy stołu obrotowego, silnik kołnierzowy pozwala zaoszczędzić miejsce i uniknąć osobnej ramy.

W tym artykule pokazujemy, w jakich maszynach warsztatowych pracują silniki kołnierzowe, jak rozpoznać i zmierzyć silnik przy wymianie, co zrobić, gdy w warsztacie nie ma zasilania 400 V, oraz jak zabezpieczyć napęd i dbać o niego w zapylonym, zaolejonym otoczeniu.

Silniki trójfazowe kołnierzowe w warsztacie – gdzie pracują

Silnik kołnierzowy wybiera się wtedy, gdy napędzany element ma własną obudowę, do której silnik można przykręcić czołowo. W warsztatach mechanicznych, samochodowych i ślusarskich typowe przykłady to:

• agregaty hydrauliczne pras warsztatowych, podnośników, giętarek i nożyc – silnik łączy się z pompą zębatą przez latarnię (dzwon) i sprzęgło;
• wiertarki kolumnowe i stołowe – silnik przykręcony do głowicy, napęd przez pasy lub przekładnię zębatą;
• szlifierki taśmowe i polerki – często silnik o prędkości około 2800 obr/min z kołem lub tarczą na wale;
• pompy chłodziwa w obrabiarkach – małe silniki kołnierzowe o mocy rzędu kilkuset watów;
• napędy z przekładnią – posuwy, stoły obrotowe do spawania, podajniki prętów, w których silnik B5 lub B14 łączy się bezpośrednio z reduktorem;
• myjki części i odciągi – napęd pompy lub wentylatora zabudowanego w obudowie urządzenia.

Wiele z tych maszyn można też spotkać z silnikiem łapowym na pasach. Kołnierz ma jednak przewagę tam, gdzie liczy się współosiowość z pompą lub przekładnią i zwarta zabudowa.

B5 czy B14 – jak rozpoznać kołnierz w maszynie

W warsztacie najczęściej spotkamy dwa typy kołnierzy. Kołnierz B5 jest duży, ma otwory przelotowe i przykręca się go śrubami od strony silnika. Kołnierz B14 jest mniejszy, ma otwory gwintowane i śruby wkręca się od strony maszyny. Szczegółowe różnice konstrukcyjne omawia artykuł o formach montażu B3, B5 i B14, dlatego tutaj skupiamy się na praktyce warsztatowej.

Co zmierzyć przed zamówieniem zamiennika

1. Odczytaj tabliczkę znamionową: moc, prędkość, napięcie i układ połączeń, wielkość mechaniczną (np. 80, 90, 100), formę montażu.
2. Zmierz średnicę i długość czopa wału oraz szerokość wpustu.
3. Zmierz średnicę zewnętrzną kołnierza, średnicę rozstawu otworów i średnicę centrującą (wystający pierścień, który wchodzi w gniazdo maszyny).
4. Sprawdź, czy otwory są przelotowe (B5), czy gwintowane (B14).
5. Zanotuj położenie skrzynki zaciskowej, jeśli maszyna ma ograniczone miejsce na przewód.

Jeśli tabliczka jest nieczytelna, pomiary wału i kołnierza w połączeniu ze znormalizowanymi wymiarami silników IEC zwykle wystarczą, aby ustalić wielkość mechaniczną. Kołnierze B14 występują w kilku wariantach średnic dla tej samej wielkości, dlatego przy B14 pomiar średnicy rozstawu otworów jest szczególnie ważny. W ofercie znajdują się osobne kategorie silniki trójfazowe kołnierzowe B5 i silniki trójfazowe kołnierzowe B14, podzielone według prędkości obrotowej.

Typowe maszyny warsztatowe i ich napędy – zestawienie

Tabela pokazuje orientacyjne parametry silników kołnierzowych spotykanych w warsztatach. Dane są przykładowe; konkretną moc i prędkość zawsze ustala się z tabliczki znamionowej oryginalnego silnika lub z dokumentacji maszyny.

Przykładem silnika pasującego do wielu z tych zastosowań jest silnik trójfazowy 1,5 kW, 1400 obr/min, wielkość 90, kołnierz B14, często spotykany w agregatach hydraulicznych i napędach z reduktorem.

Warsztat bez zasilania 400 V – co wtedy

Wiele mniejszych warsztatów i garaży ma tylko zasilanie jednofazowe 230 V. Nie przekreśla to stosowania silnika trójfazowego, ale wymaga świadomej decyzji. Ogólne porównanie obu rodzajów silników znajdziesz w artykule silnik jednofazowy czy trójfazowy.

Falownik z zasilaniem jednofazowym

Najbardziej praktycznym rozwiązaniem jest falownik zasilany z 230 V, który na wyjściu daje trzy fazy o napięciu międzyfazowym 230 V. Silnik o napięciu znamionowym 230/400 V łączy się wtedy w trójkąt. Zyskujemy płynny rozruch i regulację prędkości, co przydaje się np. w szlifierce taśmowej czy wiertarce. Ograniczeniem jest moc: falowniki jednofazowe obsługują zwykle silniki do kilku kilowatów, a dokładny zakres podaje karta katalogowa. Trzeba też sprawdzić, czy zabezpieczenie obwodu 230 V wytrzyma prąd pobierany przez falownik.

Kondensator – rozwiązanie awaryjne

Uruchamianie silnika trójfazowego z jednej fazy przez kondensator jest możliwe, ale silnik traci wtedy znaczną część mocy i momentu rozruchowego. W maszynach z ciężkim rozruchem, jak prasa hydrauliczna pod obciążeniem, zwykle się to nie sprawdza.

Silnik jednofazowy

Jeśli maszyna nie wymaga regulacji prędkości, a moc jest niewielka, można rozważyć silnik jednofazowy o tej samej wielkości mechanicznej i kołnierzu. Ma on jednak inną charakterystykę rozruchu i większy prąd przy starcie.

Zabezpieczenia i podłączenie silnika w warsztacie

Silnik w maszynie warsztatowej często pracuje z przerwami, bywa przeciążany i jest obsługiwany przez różne osoby. Podstawą jest dobre zabezpieczenie:

• wyłącznik silnikowy z nastawą równą prądowi znamionowemu z tabliczki – chroni uzwojenie przed przeciążeniem i pracą na dwóch fazach. Jak go dobrać, wyjaśnia artykuł o doborze wyłącznika silnikowego;
• wyłącznik awaryjny łatwo dostępny z miejsca obsługi, zatrzymujący maszynę;
• zabezpieczenie przed samoczynnym ponownym uruchomieniem po zaniku i powrocie napięcia, co ma znaczenie zwłaszcza przy szlifierkach i wiertarkach;
• przewód zasilający o przekroju dobranym do mocy i długości, poprowadzony tak, aby nie był narażony na wióry i olej;
• sprawdzenie kierunku obrotów przed pierwszym uruchomieniem, zwłaszcza w pompach hydraulicznych, które pracując w złym kierunku mogą ulec uszkodzeniu.

Podłączenie silnika, wykonanie instalacji i pomiary ochronne należą do osoby z uprawnieniami SEP. To nie formalność: błąd w połączeniu ochronnym w maszynie z metalowym korpusem stanowi realne zagrożenie porażeniem.

Eksploatacja w zapylonym i zaolejonym otoczeniu

Warsztat to trudne środowisko dla silnika. Pył szlifierski, opiłki, mgła olejowa i chłodziwo osiadają na żebrach i w osłonie przewietrznika. Silnik oblepiony warstwą brudu nie oddaje ciepła, a uzwojenie pracuje w wyższej temperaturze, co skraca jego trwałość.

Lista kontrolna dla właściciela warsztatu

• Co kilka tygodni oczyść osłonę przewietrznika i żebra silnika sprężonym powietrzem lub szczotką, przy wyłączonym zasilaniu.
• Sprawdź, czy dławnica przewodu jest szczelna i czy w skrzynce zaciskowej nie ma opiłków.
• Przy silnikach na pasach kontroluj napięcie pasów – zbyt mocny naciąg niszczy łożyska.
• W agregatach hydraulicznych zwracaj uwagę na stan sprzęgła między silnikiem a pompą; zużyta wkładka powoduje stuki i drgania.
• Gdy silnik zaczyna pracować głośniej lub buczy przy rozruchu, nie czekaj na awarię – sprawdź łożyska i zasilanie.
• W miejscach narażonych na chłodziwo wybieraj silniki o odpowiednim stopniu ochrony, zwykle IP55.

Wymiana łożysk lub przewietrznika jest prosta i często tańsza niż nowy silnik, jeśli uzwojenie jest w dobrym stanie. Części można dobrać w kategorii części do silników na podstawie wielkości mechanicznej.

Najczęstsze pytania

Czy silnik B5 można zamontować w miejsce B14?

Bezpośrednio nie, bo kołnierze mają inne wymiary i inny sposób mocowania. Czasem da się zastosować płytę przejściową, ale prościej jest dobrać silnik z takim samym kołnierzem jak oryginał.

Jaka prędkość silnika do szlifierki, a jaka do pompy hydraulicznej?

Szlifierki i polerki zwykle wykorzystują około 2800 obr/min. Pompy zębate w agregatach hydraulicznych pracują najczęściej z silnikami około 1400 obr/min. Zawsze sprawdź dopuszczalną prędkość podaną przez producenta pompy.

Czy w garażu z gniazdem 230 V można używać silnika trójfazowego?

Tak, przez falownik zasilany jednofazowo, jeśli silnik ma napięcie 230/400 V i zostanie połączony w trójkąt. Moc falownika musi odpowiadać mocy silnika.

Dlaczego nowy silnik w prasie hydraulicznej się wyłącza?

Najczęstsze przyczyny to zbyt niska nastawa wyłącznika silnikowego, zbyt duże ciśnienie robocze w stosunku do mocy silnika albo zły kierunek obrotów pompy. Sprawdź nastawę z tabliczką i ustawienie zaworu przelewowego.

Czy silnik kołnierzowy wymaga dodatkowego podparcia?

Małe silniki trzymają się na samym kołnierzu. Przy dużych silnikach i długich latarniach, zwłaszcza w maszynach narażonych na drgania, producent może zalecać dodatkową podporę korpusu.

Silniki do maszyn warsztatowych znajdziesz w kategoriach kołnierzowych B5 i B14, a pełny wybór w kategorii silniki trójfazowe. Przed zamówieniem porównaj dane z tabliczką znamionową starego silnika i dokumentacją maszyny.