Economía circular y eficiencia energética: reducción de los costes energéticos en un 30 % gracias a la tecnología de accionamiento directo

En colaboración con Baumüller, la empresa WEIMA Maschinenbau GmbH ha desarrollado una trituradora de un solo eje de gran rendimiento y con accionamiento de alto par

Las trituradoras de WEIMA permiten triturar rápidamente al tamaño que se desee materiales como plástico, madera, papel, metal, biomasa y residuos. La mejor forma de mostrar el principio de esta máquina es comparándola con una gigantesca destructora de documentos. Los usuarios finales valoran un alto rendimiento de producción y la máxima disponibilidad posible de la máquina.

El reciclado consiste en el tratamiento y la recuperación de residuos con el objetivo de generar nuevos productos con materiales usados. Todos utilizamos en nuestro día a día diversas materias primas, como metales, aceite, madera, plásticos y muchos otros, pero sus reservas son limitadas. Por este motivo, las plantas de reciclaje aplican a los residuos un tratamiento que permite obtener de ellos nuevos productos que se puedan utilizar. De esta forma, se crea un círculo que contribuye a proteger la naturaleza y el medio ambiente y, además, promueve la concienciación ambiental.

¿Triturar grandes cantidades de plástico? Sin problema para WEIMA.

La empresa WEIMA Maschinenbau GmbH, procedente de la localidad de Ilsfeld, en la región alemana de Baden-Württermberg, está especializada en las plantas para la trituración y la compactación de materias primas. Entre otros productos, fabrica máquinas para la trituración de residuos plásticos. Estas plantas son utilizadas por las grandes empresas de reciclado de residuos y de producción de plástico, como su actual cliente. Después de la trituración, los trozos de plástico, que, en función del tamaño del filtro utilizado, pueden tener solo entre 2 y 6 centímetros, se clasifican, funden y transforman en granulado de plástico. Esta masa se mezcla con el resto de elementos en la producción de piezas de alta calidad por moldeo por inyección y, así, se obtienen nuevos productos, tales como maceteros, mesas de plástico, etc.

Thanks to the perfect interaction of converter and motor, the rotor is able to set exact cuts – for optimum resultsEl juego perfecto entre el convertidor y el motor permite al rotor realizar cortes exactos y obtener óptimos resultadosLa planta trituradora WKS 2200, con un rendimiento de hasta 4 000 kg por hora, ha sido optimizada específicamente para las exigencias del cliente. Así, posee una cesta tamiz hidráulica que se puede girar hacia arriba y una compuerta de revisión en el lado opuesto, la cual facilita las labores de mantenimiento. Además, el diseño del color se ha ajustado a las preferencias del cliente. Asimismo, resulta especialmente importante conseguir las dimensiones exactas. El tamaño final de los granos del material triturado debe ser lo más homogéneo posible, ya que esto es importante para las siguientes fases del proceso. Este requisito se ha podido cumplir gracias a la excelente constancia de la velocidad de giro del accionamiento Baumüller. La elevada disponibilidad de la máquina y un bajo consumo energético también fueron criterios decisivos a la hora de elegir el concepto de accionamiento: «Al utilizar la tecnología de accionamiento directo hemos conseguido reducir el consumo energético en un 30 %», afirma el director de diseño Stefan Roth.

La empresa WEIMA utiliza en la WKS 2200 un concepto de accionamiento directo de Baumüller compuesto por un motor de alto par DST2-315 con árbol macizo y un servoaccionamiento del tipo b maXX 5500.

Funcionamiento de la trituradora de un solo eje

La máquina funciona a través del siguiente principio: los residuos son presionados por una compuerta hidráulica contra el rotor giratorio, el cual cuenta con unas cuchillas especiales y tritura el material en cuanto este accede al espacio entre las cuchillas de corte del rotor y las contracuchillas fijas. El tamaño de los granos de los residuos triturados queda definido por un filtro ubicado debajo del rotor cuyos agujeros pueden ser más grandes o pequeños según las preferencias del cliente. «Y en función del tamaño de los agujeros del filtro y de otros ajustes del corte, varía el rendimiento de producción de la máquina», explica el jefe de proyecto Stefan Reuß.

The DST2-315 high-torque motors made by Baumüller have a high torque at lower speed. Combined with belt speed reduction, the ideal drive for the applicationLos motores de alto par DST2-315 de Baumüller presentan un elevado par de rotación cuando la velocidad de giro es baja. En combinación con un sistema de correas reductoras, constituye el accionamiento ideal para esta aplicación

Las ventajas de renunciar al sistema hidráulico en un motor de accionamiento

Renunciar al sistema hidráulico ofrece numerosas ventajas. En primer lugar, se utiliza un menor número de piezas de desgaste, ya que no se necesitan mangueras ni tampoco el engranaje. Además, se consigue ahorrar una gran cantidad de energía y se reduce el nivel de ruido generado. «La mayor ventaja es la eficiencia energética del motor. Además, se puede regular y controlar a la perfección. Y tenemos la ventaja de que el par de rotación se incrementa cuando disminuye la velocidad de giro, lo cual es ideal para un proceso de trituración y constituye un gran avance», explica también Stefan Reuß.

Para la transmisión del accionamiento directo se ha utilizado una correa que transfiere la fuerza al rotor y, de este modo, propulsa el mecanismo de corte. Este sistema permite compensar las oscilaciones y reducir en gran medida el tiempo de mantenimiento. Los motores de alto par DST2-315 resultan idóneos para las plantas trituradoras gracias a sus óptimas propiedades de concentricidad. Asimismo, son robustos, compactos y eficientes desde el punto de vista energético.
 

El rotor WEIMA proporciona resultados de trituración homogéneos

El innovador rotor con ajuste de la ranura de corte proporciona una óptima geometría del corte. El resultado es una trituración de producción homogénea, su aplicación universal, un elevado rendimiento de producción, un menor consumo energético, una baja probabilidad de presencia de impurezas y un menor desgaste.

Y si el material obtenido contiene elementos externos, la situación no es grave, puesto que el sistema de seguridad integrado de la máquina dispara de inmediato una parada de emergencia. Así, la trituradora permanece detenida y se puede abrir la compuerta de revisión para extraer de forma rápida y segura el elemento externo. Para volver a arrancar la planta se requiere un par de rotación elevado, el cual se genera sin ningún problema mediante la tecnología de accionamiento directo.

A rocking system with hydraulic pusher presses the waste against the rotating rotor.
The rotor is equipped with special blades and cuts the material
Los residuos son presionados por una compuerta hidráulica (izquierda) por encima de un sistema oscilante contra el rotor giratorio (derecha), el cual cuenta con cuchillas especiales y tritura el material

The water-cooled b maXX 5500 mono units are compact, space-saving and powerfulLas monounidades refrigeradas por agua b maXX 5500 son compactas, potentes y de reducidas dimensiones

Tecnología de accionamiento compacta

Para desarrollar la nueva planta trituradora WKS 2200, WEIMA ha confiado en la competencia de su socio Baumüller. Los factores decisivos que motivaron a la empresa a elegir a Baumüller fueron, además de sus componentes de dimensiones reducidas, compactos y refrigerados por agua, su conocimiento práctico experto y los elevados pares de rotación que los motores de alto par de Baumüller permiten generar desde cero.

«Baumüller nos apoya desde 2017. Es para nosotros un socio proveedor que nos proporciona todo lo que necesitamos. Hemos buscado accionamientos con los cuales pudiéramos trabajar en un amplio rango de velocidades de giro. En esta ocasión, el rotor trabaja en un rango de entre 0 y 160 revoluciones por minuto»

Stefan Roth, director de diseño de WEIMA Maschinenbau GmbH

El juego perfecto entre el regulador, el convertidor de frecuencias y el motor ha permitido reducir el consumo energético de la planta en un 30 %. Los servoconvertidores Baumüller b maXX 5500 controlan el motor de alto par DST2-315. Asimismo, Baumüller se ha encargado del dimensionado del accionamiento y de la primera puesta en marcha de la trituradora. Debido a la disposición del árbol del rotor sobre la correa, el motor Baumüller debe poder absorber fuerzas radiales de hasta 40 000 N. Esto se consigue sin ningún problema gracias a un cojinete especial y a la validación correspondiente en función de las mediciones de oscilación.
 

Conclusión

La planta trituradora WKS 2200, desarrollada en colaboración con WEIMA Maschinenbau GmbH, es compacta, altamente productiva y eficiente desde el punto de vista energético. Ofrece numerosas particularidades, como la compuerta de revisión, la compuerta de bielas o el rotor con ajuste de la ranura de corte. La máquina posee un amplio espectro de velocidad de giro y permite así ejecutar una trituración muy homogénea. Gracias a la colaboración de Baumüller se ha desarrollado un sistema que renuncia al motor de accionamiento hidráulico y, así, reduce notablemente el tiempo de mantenimiento de la máquina e incrementa de manera significativa la eficiencia energética.


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