Moteur pour convoyeur à rouleaux : choix du réducteur et réglage de vitesse

Le moteur d'un convoyeur à rouleaux se choisit à partir du poids total de la charge, de la résistance au roulement des rouleaux et de la vitesse de ligne : P = m·g·μ·v / η. Par exemple, sur une ligne entraînée par chaîne transportant 4 tonnes de cartons au total à 12 m/min, avec μ = 0,05 en hypothèse, la puissance en régime vaut environ 0,49 kW et 0,59 kW avec un démarrage de 2 secondes ; un moteur 4 pôles de 0,75 kW, le DRG-802-4 (1420 tr/min, 1,75 A sous 400 V), avec un réducteur d'environ 33:1 suffit. Ces valeurs sont indicatives ; la puissance exacte relève des données du constructeur du convoyeur et de la plaque de l'ancien moteur.

Sur une ligne à rouleaux, ce n'est pas la vitesse qui décide mais la masse et le temps de démarrage : sur les lignes de palettes lourdes, la puissance du moteur vient souvent de la part d'accélération, et une rampe allongée par variateur permet parfois un moteur plus petit. La vitesse s'obtient par le diamètre des rouleaux et le rapport du réducteur, puis s'affine au variateur. Le raccordement du moteur et du variateur doit être confié à un électricien qualifié ; ne faites jamais tourner la ligne carter de chaîne ouvert.

Une fois la puissance connue, comparez les carcasses et les vitesses parmi les 120 modèles de la page Acheter un moteur électrique en ligne.

Convoyeur à rouleaux motorisés : comment calculer la puissance d'un système à chaîne ?

Sur un convoyeur à rouleaux motorisés, la charge roule sur des rouleaux en rotation au lieu de glisser ; la résistance ne vient donc pas du frottement bande-sur-table comme sur un convoyeur à bande, mais des roulements des rouleaux et de la résistance au roulement de la charge. Le calcul comporte trois termes :

• Effort de roulement : F = m·g·μ. m est la charge présente en même temps sur la ligne plus la masse tournante rouleaux/chaîne ; μ dépend du fond de la charge et du rouleau (carton, palette bois, caisse plastique). Nous avons pris μ = 0,05 en hypothèse.
• Effort d'accélération : F_a = m·a, avec a = v / t_démarrage. Plus le démarrage est court, plus ce terme grandit.
• Perte de la chaîne d'entraînement : dans les systèmes à chaîne de rouleau à rouleau, chaque boucle ajoute une petite perte ; avec celle du réducteur, nous avons supposé un coefficient de transmission global η = 0,8.

Puissance moteur : P = (F + F_a) · v / η. Le tableau compare deux lignes à la même vitesse (12 m/min = 0,2 m/s) :

Les troisième et quatrième lignes sont parlantes : sur la ligne de palettes de 10 tonnes, une rampe de 1 s porte la puissance à 1,73 kW, au-delà de la puissance assignée d'un moteur de 1,5 kW ; en allongeant la rampe à 4 s, elle redescend à 1,35 kW et le DRG-90L-4 suffit. C'est le variateur qui fixe la rampe : puissance et commande de vitesse se conçoivent ensemble.

Vitesse de ligne, diamètre des rouleaux et rapport du réducteur

La vitesse du convoyeur est la vitesse périphérique du rouleau : v = π·D·n. Connaissant le diamètre et les m/min voulus, la vitesse du rouleau vaut n = v / (π·D) et le rapport du réducteur = vitesse moteur / vitesse rouleau. Le tableau ci-dessous vaut pour un rouleau Ø89 mm (hypothèse), des pignons de chaîne 1:1 et un moteur de 1420 tr/min :

Si les pignons diffèrent (par exemple petit pignon en sortie de réducteur, grand pignon sur le rouleau), leur rapport entre dans le rapport global : rapport global = rapport réducteur × (dents pignon rouleau / dents pignon réducteur). Vérifiez avec le calculateur de vitesse et couple de sortie du réducteur.

Contrôle du couple : la sortie du réducteur tient-elle la charge ?

La puissance peut suffire sans que le couple de sortie du réducteur suffise. Dans l'exemple 1, le rouleau d'entraînement demande (F + F_a) × D/2 = 2362 × 0,0445 ≈ 105 Nm. Le DRG-802-4 a un couple nominal de 5,04 Nm ; avec un rapport de 33,1 et η = 0,8, il délivre ≈ 133 Nm en sortie : la charge est couverte. Sur la ligne de 10 tonnes, le moteur de 1,5 kW (9,91 Nm) donne ≈ 267 Nm en sortie pour 241 Nm demandés. Au premier mouvement, le fond de palette s'est tassé sur les rouleaux et la résistance monte un instant ; le couple de démarrage valant 2,3 fois le nominal, ce décollement est assuré.

4 pôles ou 6 pôles ?

Sur les lignes lentes, un moteur 6 pôles réduit le rapport : pour 12 m/min, le rapport ≈ 33,1 nécessaire en 4 pôles tombe à ≈ 21,8 avec le DRG-90S-6 (935 tr/min). En revanche, le 6 pôles utilise une carcasse plus grande à puissance égale (90S au lieu de 80) et un cos φ plus faible (0,71 au lieu de 0,75). Avec des réducteurs standard, le 4 pôles reste le plus souvent le choix le plus souple.

Démarrage progressif et commande de vitesse par variateur

Sur un convoyeur à rouleaux, le variateur remplit trois rôles : démarrage progressif, réglage de vitesse et arrêt progressif. Sur une ligne de cartons ou de caisses, un démarrage brutal fait basculer la charge ; sur une ligne de palettes, il donne des chocs aux chaînes et aux pignons. Plus la rampe est longue, plus l'accélération a = v / t diminue ; dans l'exemple des palettes, passer de 1 s à 4 s a divisé par quatre l'effort d'accélération.

La vitesse est proportionnelle à la fréquence : une ligne à 12 m/min sous 50 Hz tourne à 6 m/min sous 25 Hz. Un convoyeur à rouleaux est une charge à couple constant ; le moteur demande le même couple à basse fréquence, mais son ventilateur calé sur l'arbre ralentit et le refroidissement baisse. Si la ligne doit tourner longtemps à basse vitesse, choisissez le rapport pour rester près de 50 Hz ou prévoyez une ventilation forcée. Voyez la relation fréquence–couple–puissance dans le calculateur VFD fréquence, couple et puissance.

• Sur les lignes d'accumulation, les zones s'arrêtent par des moteurs ou embrayages séparés ; sur une ligne à moteur unique, toute la ligne s'arrête ensemble.
• Sur les lignes de transfert réversibles, changez de sens au variateur ; une inversion brutale par contacteurs donne un choc à la chaîne.
• Si la ligne s'arrête sur capteurs en entrée et en sortie, la rampe d'arrêt doit être assez longue pour que la charge ne glisse pas sur les rouleaux.

Liaison au réducteur : bride, arbre et clavette

Sur un convoyeur à rouleaux, le moteur est en général bridé sur un réducteur, qui entraîne le rouleau moteur par un pignon. Le point de vigilance : une même bride peut exister avec des diamètres d'arbre différents. Dans notre catalogue, les carcasses 80 et 90 partagent la même bride B5 mais pas le même arbre :

• Carcasse 80 (DRG-802-4) : arbre 19 × 40 mm, bride B5 P 200 / N 130 / M 165 mm
• Carcasse 90L (DRG-90L-4) : arbre 24 × 50 mm, bride B5 P 200 / N 130 / M 165 mm

Si vous voulez monter un 1,5 kW à la place d'un 0,75 kW, la bride s'adapte, mais un arbre de 24 mm n'entre pas dans un alésage de réducteur de 19 mm : il faut une douille ou un adaptateur d'entrée. Les cotes B14 (petite bride taraudée), courantes sur les petites carcasses, ne figurent pas dans notre tableau catalogue ; dans la boutique, l'option de montage (B5 / B35 / B14) est indiquée dans la note de commande, et les cotes se relèvent sur la bride d'entrée du réducteur. Toutes les cotes de bride et d'arbre sont sur la page dessins techniques des moteurs DRG.

Notre article sur le choix du moteur de convoyeur à bande détaille diamètre de tambour, tension de bande et calcul du rapport pour les convoyeurs à bande, utile quand lignes à bande et à rouleaux cohabitent dans le même site.

Liste de contrôle pour le moteur d'un convoyeur à rouleaux

• Le cas de charge le plus lourd présent en même temps sur la ligne (nombre de palettes/cartons, kg total) est-il défini ?
• La résistance au roulement pour ce fond de charge et ce type de rouleau vient-elle du constructeur ?
• Le rapport global est-il calculé à partir de la vitesse voulue (m/min), du diamètre des rouleaux et des dents des pignons ?
• Le temps de démarrage (rampe) est-il fixé et la part d'accélération ajoutée à la puissance ?
• Le couple de sortie du réducteur dépasse-t-il le couple au rouleau d'entraînement ?
• L'arbre moteur et l'alésage du réducteur ont-ils le même diamètre ; le type de bride (B5 / B14) correspond-il ?
• En fonctionnement sur variateur, la vitesse minimale et sa durée sont-elles compatibles avec le refroidissement ?
• Tension de chaîne, alignement des pignons et carter ont-ils été contrôlés après montage ?

Modèles DRG adaptés aux convoyeurs à rouleaux

Les modèles du tableau ont une carcasse en aluminium ; les courants sont donnés sous 400 V. Les lignes de cartons légers utilisent souvent 0,55 à 0,75 kW et les lignes de palettes lourdes 1,1 à 2,2 kW ; la puissance exacte doit venir du calcul ci-dessus et des données du constructeur.

Moteurs de cette gamme de puissance

• DRG-801-4 – 0,55 kW – 1400 tr/min – 80 aluminium
• DRG-802-4 – 0,75 kW – 1420 tr/min – 80 aluminium
• DRG-90S-4 – 1,1 kW – 1445 tr/min – 90S aluminium
• DRG-90L-4 – 1,5 kW – 1445 tr/min – 90L aluminium
• DRG-100L1-4 – 2,2 kW – 1450 tr/min – 100L aluminium
• DRG-90S-6 – 0,75 kW – 935 tr/min – 90S aluminium

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Questions fréquentes

Quelle puissance de moteur pour un convoyeur à rouleaux ?

On applique P = (m·g·μ + m·a)·v / η. Avec 4 t de cartons, 12 m/min et une rampe de 2 s, on obtient ≈ 0,59 kW et un moteur de 0,75 kW suffit ; les lignes de palettes lourdes peuvent demander 1,5 kW ou plus.

Comment calculer la vitesse d'un convoyeur ?

v = π × diamètre du rouleau × vitesse du rouleau. Un rouleau Ø89 mm tournant à 42,9 tr/min fait avancer la ligne à 12 m/min ; avec un moteur de 1420 tr/min, il faut un rapport d'environ 33,1.

Un variateur est-il indispensable sur un convoyeur à rouleaux ?

Pas indispensable, mais recommandé pour le démarrage progressif et le réglage de vitesse. Une rampe plus longue réduit l'effort d'accélération ; dans notre exemple de palettes, une rampe de 4 s a suffi pour le moteur de 1,5 kW.

Le réducteur convient-il quand je change de moteur ?

Oui si le type de bride et le diamètre d'arbre sont identiques. Les carcasses 80 et 90 ont la même bride B5 mais des arbres de 19 mm et 24 mm ; contrôlez l'alésage du réducteur quand vous montez en puissance.

Envoyez-nous la charge, la vitesse et le diamètre des rouleaux de votre convoyeur : nous déterminerons ensemble le moteur et le rapport adaptés. Tous les modèles sont sur la page Acheter un moteur électrique en ligne. DRG Motor est fabricant, fournisseur et vendeur de moteurs électriques. Téléphone : +90 (542) 666 11 11 · E-mail : [email protected] · Contact