Conception de moteur de scie circulaire en métal

Conception du moteur de scie circulaire à métaux : spécifications techniques et guide de sélection

1. Exigences de performance de base

Paramètres opérationnels critiques

Paramètre	Qualité industrielle	Niveau d'atelier	Coupe de précision
Puissance	3-7,5 kW	1,5-3 kW	0,75-2,2 kW
Vitesse	2 800-4 500 tr/min	1 500 à 3 000 tr/min	500-1 500 tr/min
Couple	15-40 Nm	8-15 Nm	5-10 Nm
Cycle de service	S1 (continu)	S3 40%	S6 60%
Ø de la lame	300-500mm	200-315mm	80-200mm

2. Comparaison de la technologie des moteurs

Analyse du type de moteur

Tapez	Couple de démarrage	Contrôle de vitesse	Entretien	Idéal pour
Induction triphasée	150 % noté	VFD requis	Faible	Coupe robuste
PMSM	300 % noté	FOC de précision	Aucun	Applications CNC
Réticence commutée	250 % noté	Excellent	Aucun	Environnements difficiles

Tendance de l'industrie: 72% de nouvelles scies industrielles maintenant utiliser Moteurs PMSM avec entraînements intégrés.

3. Conception d'intégration mécanique

Spécifications de l’arbre et du montage

• Diamètre de l'arbre : 24-40 mm (tolérance ISO 286 h6)

• Montage sur bride : normes CEI B14 ou B5

• Système de roulement :

♦ Double contact angulaire (7205B/7206B)

♦ Lubrifié à la graisse (NLGI #2)

♦ Durée de vie L10 >30 000 heures

Contrôle des vibrations

• Équilibrage dynamique au grade G2.5 (ISO 1940)

• Montage isolant avec atténuation des vibrations de 85 à 90 %

• Vitesse critique > 1,25x vitesse de fonctionnement maximale

4. Gestion thermique

Solutions de refroidissement

Méthode de refroidissement	Débit d'air (CFM)	Augmentation de la température (°C)	Convient pour
TEFC	120-180	65-75	Service intermittent
Air-over	200-300	55-65	Fonctionnement continu
Refroidi par liquide	N/D	40-50	CNC haute densité

Protection thermique:

• Isolation classe F (155°C)

• Capteurs PT100 intégrés (précision ±1°C)

• Déclassement automatique à une température d'enroulement >105°C

5. Caractéristiques électriques

Exigences d'alimentation

• Tension : 380VAC ±10 % (industriel), 220VAC (atelier)

• Fréquence : 50/60 Hz ±5 %

• Courant de démarrage :

Interface de contrôle

• Standard : Modbus RTU sur RS485

• Avancé : EtherCAT pour l'intégration CNC

• E/S :

♦ 2x entrées numériques (start/stop)

♦ 1x entrée analogique (réf. vitesse 0-10V)

♦ 1x sortie défaut (NO relais)

6. Sécurité et conformité

Certifications obligatoires
•CE (EN 61000-6-2, EN 60204-1)

• UL 1004 (Amérique du Nord)

• GB755 (Chine)

Fonctions de protection
• Surintensité instantanée (déclenchement à 200 %)

• Détection de défaut à la terre du stator

• Frein mécanique (sécurité intégrée 24 V CC)

7. Spécifications d'entretien

Intervalles d'entretien

Composant	Contrôle	Remplacement
Roulements	500 heures	10 000 heures
Ventilateur de refroidissement	1 000 heures	5 000 heures
Encodeur	-	20 000 heures

8. Analyse des coûts

Répartition totale de la propriété

• Coût initial : 45 à 55 %

• Consommation d'énergie : 30 à 40 %

• Entretien : 10-15 %

• Élimination : 2 à 5 %

Période de récupération: 18-24 mois pour PMSM à haut rendement vs induction

9. Technologies émergentes

Solutions innovantes

• Systèmes d'auto-affûtage : conditionnement de lame intégré au moteur

• Détection de charge AI : réglage automatique de la vitesse d'avance

• Surveillance de l'alimentation sans fil : suivi de l'efficacité en temps réel

• Boîtiers composites : 30 % de réduction de poids

10. Algorithme de sélection

Organigramme de décision

(1). Déterminer la dureté du matériau (HRC/Brinell)

(2). Calculer la force de coupe requise (F=π×D×t×k)

(3). Sélectionnez le diamètre de la lame → couple requis

(4). Choisissez la technologie du moteur en fonction du cycle de service

(5). Vérifier les besoins en refroidissement

(6). Finaliser les besoins en interface de contrôle

Exemple de calcul:

Pour couper de l'acier doux de 50 mm (k=500N/mm²) :
Force de coupe = π × 300 mm × 3 mm × 500 N/mm² = 1 413 N
Couple requis = (1 413 N × 0,15 m)/2 = 106 Nm
→ Sélectionner Moteur PMSM de 5,5 kW avec une capacité maximale de 120 Nm

Conclusion

Moderne moteurs de scie circulaire en métal nécessitent une correspondance minutieuse de performances dynamiques, capacité thermique et précision de contrôle aux demandes des applications. Le marché évolue vers des solutions à aimants permanents avec des fonctionnalités d’intelligence intégréesqui optimisent les performances de coupe tout en réduisant la consommation d’énergie. Une sélection appropriée nécessite la prise en compte simultanée des paramètres mécaniques, électriques et de contrôle pour garantir un fonctionnement fiable tout au long de la durée de vie de l'équipement.

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