COMPRENDRE LES OPTIONS D'ALIGNEMENT D'ARBRE POUR LES ENTRAÎNEMENTS DE CONVOYEUR

L'alignement des arbres revêt une importance cruciale lorsque vous avez affaire à des moteurs de grande puissance. Le moindre désalignement angulaire ou déplacement latéral entraînera des vibrations, une usure accélérée et peut-être même une défaillance catastrophique.

Il s'agit d'un problème particulier avec les convoyeurs à usage intensif utilisés dans les mines, les carrières et d'autres applications de transport d'agrégats. Ces convoyeurs transportent de lourdes charges sur de longues distances et peuvent se déplacer à grande vitesse. Un mauvais alignement entre le moteur, le réducteur de vitesse et la poulie du convoyeur peut entraîner des temps d'arrêt coûteux et même poser un risque pour la sécurité.

Les systèmes d'entraînement sans alignement sont présentés comme la solution à ce problème. Cependant, ils ne conviennent pas à toutes les situations. Voici un aperçu de leurs forces et faiblesses et une discussion sur le moment où un disque monté sur base pourrait être le meilleur choix.

BASES DES SYSTÈMES D'ENTRAÎNEMENT DE CONVOYEURS À USAGE INTENSIF

Les trois éléments comprennent un moteur, une boîte de vitesses ou réducteur de vitesse et un accouplement. Le moteur génère la rotation, la boîte de vitesses ralentit la rotation tout en augmentant le couple, et l'accouplement relie la sortie de la boîte de vitesses à l'arbre de la poulie du convoyeur.

Voici quelques points à noter à ce sujet :

• Les moteurs sont de plus en plus entraînés par des variateurs de fréquence (VFD). Un VFD offre un meilleur contrôle de la vitesse et un fonctionnement plus efficace.
• Les boîtes de vitesses/réducteurs sont produits dans des configurations décalées à angle droit et parallèles.
• Les convoyeurs à usage intensif utilisent souvent des coupleurs hydrauliques, car ceux-ci réduisent l'inertie et les charges de démarrage.
• Les moteurs, les réducteurs et les accouplements hydrauliques ont besoin d'accouplements pour relier leurs arbres à ceux des autres composants du système. Il s'agit soit d'accouplements à brides, de douilles coniques ou de conceptions de disques rétractables.

SANS ALIGNEMENT OU MONTAGE SUR BASE :QUELLE EST LA DIFFÉRENCE ?

Lorsque l'arbre d'entraînement n'est pas précisément aligné avec l'axe de la poulie, les forces agissant sur l'arbre de la poulie varient lorsque les arbres tournent. Cela provoque des vibrations, une usure rapide des roulements et peut même cisailler les arbres, en particulier lorsque le moteur génère des niveaux élevés de puissance et de couple.

Une solution consiste à monter le moteur et le réducteur sur une base solide, généralement un socle en béton coulé, et à aligner très soigneusement les axes entre eux et avec l'arbre de la poulie. Il s'agit d'une activité chronophage qui nécessite un équipement de mesure de précision et des compétences considérables.

L'alternative consiste à monter le réducteur directement sur l'arbre de la poulie et le moteur sur le réducteur, avec le coupleur hydraulique inséré à un emplacement approprié dans le système.

Cette dernière approche, montée directement sur l'arbre de la poulie, est ce qu'on appelle sans alignement. Le fait est qu'aucun alignement n'est requis car il est fourni par les arbres.

CONFIGURATION DU DRIVE SANS ALIGNEMENT

Un système d'entraînement sans alignement utilise presque toujours un réducteur à angle droit. Cela place le moteur le long du convoyeur plutôt que de le faire dépasser à une certaine distance de la bande.

Un inconvénient de la configuration sans alignement est que le réducteur et le moteur sont suspendus à l'arbre de la poulie. Par conséquent, une charge suspendue doit être prise en compte lors du dimensionnement approprié d'un arbre de poulie. De plus, un bras de couple doit être inclus dans les systèmes d'entraînement sans alignement pour empêcher l'ensemble d'entraînement de tourner autour de l'arbre de poulie. Un bras de couple relie le réducteur au châssis du convoyeur.

Dans certaines situations, ce bras de torsion est monté de manière rigide sur le réducteur et le châssis du convoyeur. Le plus souvent, cependant, il y a une certaine conformité dans la liaison pour s'adapter au faux-rond dans l'arbre de la poulie.

Une considération importante lors de la conception d'un entraînement sans alignement est de savoir si le moteur sera jamais inversé. Si tel est le cas, le couple agira dans la direction opposée et la plupart des types de bras de couple, comme un tendeur, céderont sous la charge de compression. Pour lutter contre cela, les entraînements qui fonctionneront dans les deux sens seront généralement équipés de deux bras de couple.

POINTS FORTS DES DISQUES SANS ALIGNEMENT

• Les problèmes de désalignement sont évités, empêchant l'usure rapide, la fatigue et même une défaillance catastrophique
• Travail sur site limité requis avant l'installation
• Simple à installer
• Minimise l'espace nécessaire pour le lecteur (une caractéristique particulièrement intéressante dans les endroits confinés comme les mines souterraines).
• Perte d'énergie minimale dans le système de transmission d'entraînement (donc très efficace)
• Utilisé dans les applications de convoyeurs de surface et souterrains

LIMITATIONS DES LECTEURS SANS ALIGNEMENT

Les systèmes sans alignement sont limités aux moteurs de moins de 600 ch. Au-delà, le couple et la masse deviennent trop importants pour un système de montage sur arbre.

CONFIGURATION DU DISQUE DE MONTAGE DE BASE

Dans cette configuration, le moteur et le réducteur sont montés sur une base en béton. Des précautions doivent être prises pour s'assurer que les deux unités sont alignées avec précision. Dans certaines zones minières, les disques montés sur base peuvent utiliser une configuration parallèle ou à angle droit.

La sortie du réducteur, qui peut être du type à décalage parallèle, est reliée à l'arbre de la poulie. Il peut s'agir d'une connexion directe à engrenage via le réducteur ou via des courroies. En règle générale, la base est décalée sur le côté du convoyeur ou située en dessous plutôt que de faire tourner l'entraînement à 90 °.

POINTS FORTS DES SYSTÈMES DE MONTAGE SUR BASE

• Il n'y a pas de limite à la taille du moteur pouvant être utilisé. Le montage sur base est toujours utilisé lorsque les moteurs dépassent les tailles NEMA.
• Convient aux applications hors sol où l'espace n'est pas un problème

LIMITATIONS DES SYSTÈMES DE MONTAGE SUR BASE

• Offre plusieurs points en cas de désalignement
• Nécessite une grande quantité de préparation du site avant l'installation
• Nécessite une installation soignée et donc longue
• Maintenance plus intense :alignement laser, remplacement des composants

CHOIX DU SYSTÈME D'ENTRAÎNEMENT

Un aspect clé de la conception du système de convoyeur est la configuration du moteur et de l'entraînement du réducteur.

Le style sans alignement a tendance à être le choix par défaut car il est plus compact et plus rapide à installer. Cependant, son gros inconvénient est qu'il est limité aux moteurs de 600 ch et moins. Pour les systèmes d'entraînement plus grands, il n'y a pas d'autre choix que d'opter pour une configuration de montage sur base, malgré les contraintes d'espace et de temps.

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Nous concevons des systèmes de convoyeurs à usage intensif pour les mines, les carrières et d'autres environnements exigeants depuis plus de 30 ans. C'est assez long pour apprendre qu'il n'y a pas deux systèmes identiques.

Alors que les disques sans alignement semblent souvent le choix évident, votre application peut avoir des caractéristiques uniques qui justifient une approche de montage sur base. Alternativement, même si le montage sur socle semble être le seul moyen de piloter un convoyeur, notre expérience peut nous laisser suggérer une alternative.

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