Moteur de machine de coupe de pierre et marbre : choisir la puissance pour débiteuse à pont et coupe-blocs

Sur une machine de coupe de pierre et de marbre, le moteur de disque se choisit à partir du diamètre du disque et de la vitesse périphérique qu'il demande : un disque de 600 mm doit tourner à environ 1273 tr/min pour 40 m/s ; cette vitesse est obtenue d'un moteur 2 pôles par courroie, et le moteur de disque d'une débiteuse à pont se situe généralement entre 11 et 22 kW, tandis que les coupe-blocs à grand diamètre sont à 30 kW et plus. Exemple : le DRG-160M2-2 (15 kW, 2945 tr/min, 26,5 A sous 400 V) entraîne un disque de 600 mm à 40,1 m/s avec des poulies 130/300 mm. La puissance exacte figure sur la plaque de la machine et dans les données de son constructeur ; les plages données ici sont des estimations prudentes.

Sur cette machine, le moteur est sollicité de deux façons : la résistance de coupe varie avec la dureté de la pierre et la vitesse d'avance, et l'environnement est en permanence mouillé d'eau et de boue de pierre. Lors du remplacement, comparez un à un la vitesse, l'arbre, les cotes de pattes et l'indice de protection avec l'ancien moteur ; le raccordement doit être fait par un électricien qualifié, car un défaut de mise à la terre sur un sol mouillé est un danger de mort direct.

Vous pouvez filtrer les moteurs de disque et d'avance adaptés par puissance, vitesse et matière de carcasse parmi les 120 modèles de la page Acheter un moteur électrique en ligne.

Débiteuse à pont, coupe-blocs et coupe latérale : quel moteur où ?

La débiteuse à pont pose la tranche sur la table ; le disque se déplace d'avant en arrière et de haut en bas sur un pont. Le moteur de disque est sur la tête du pont et entraîne généralement l'arbre du disque par courroie. Il existe en plus des moteurs de faible puissance pour la translation du pont sur ses rails, le mouvement transversal de la tête et la plongée du disque.

Le coupe-blocs tranche le bloc brut venu de la carrière. Le diamètre du disque est grand (on voit 1 200 à 1 600 mm et plus), la vitesse baisse et le couple augmente. Sur cette machine, le moteur de disque est nettement plus gros que sur une débiteuse à pont et doit accélérer au démarrage une lourde masse de disque.

Le disque de coupe latérale (horizontale) fait des coupes horizontales sous le bloc ou sur son côté ; sur la plupart des machines, il dispose d'un second moteur de disque, plus petit, séparé du disque principal.

Les trois machines comportent deux familles de moteurs distinctes, qui se choisissent séparément :

• Moteur de disque (coupe) : 2 pôles, à pattes, entraînement par courroie ; sa puissance dépend du diamètre du disque et de la dureté de la pierre.
• Moteurs d'avance / translation / plongée : 4 pôles de faible puissance, ralentis par un réducteur ou un variateur de fréquence ; leur puissance vient de la masse déplacée et du frottement, pas de l'effort de coupe.

Du diamètre du disque à la vitesse : le calcul v = π·D·n/60

La vitesse au bord coupant du disque (vitesse périphérique) se calcule ainsi : v = π · D · n / 60, avec v en m/s, D le diamètre du disque en mètres et n en tr/min. Pour trouver la vitesse de rotation, on inverse la formule : n = v · 60 / (π · D). La vitesse périphérique à retenir dépend de la pierre et du fabricant du disque ; la vitesse maximale admise est marquée sur le disque et ne doit jamais être dépassée. Le tableau ci-dessous donne les vitesses calculées pour 30 et 40 m/s ; c'est un point de départ pour le calcul du moteur et des poulies, pas pour le choix du disque.

Comme le montre le tableau, les disques de débiteuse à pont de 350 à 625 mm demandent environ 900 à 2 200 tr/min, alors que les disques de coupe-blocs de 1 200 à 1 600 mm descendent à 360–640 tr/min.

Pourquoi un moteur 2 pôles et une courroie ?

Que se passe-t-il si le moteur est accouplé directement au disque ? Si un moteur 2 pôles (2945 tr/min) entraînait directement un disque de 400 mm, la vitesse périphérique serait π × 0,4 × 2945 / 60 ≈ 61,7 m/s, au-delà de la limite de la plupart des disques à pierre. La vitesse élevée du moteur 2 pôles est donc réduite par une courroie. La courroie apporte deux autres avantages : elle amortit une partie du choc quand le disque accroche dans la pierre, et elle permet d'installer le moteur loin de la zone du disque où l'eau gicle.

Exemple chiffré 1 : disque de 600 mm sur débiteuse à pont

Hypothèse : disque de 600 mm, vitesse périphérique visée 40 m/s, moteur DRG-160M2-2.

• Vitesse de disque nécessaire : n = 40 × 60 / (π × 0,6) ≈ 1273 tr/min.
• Rapport de poulies : 2945 / 1273 ≈ 2,31. Avec une poulie moteur de 130 mm, la poulie du disque fait 130 × 2,31 ≈ 300 mm.
• Vérification : vitesse du disque = 2945 × 130 / 300 ≈ 1276 tr/min → v = π × 0,6 × 1276 / 60 ≈ 40,1 m/s.
• Couple sur l'arbre du disque (pertes de courroie négligées) : 48,6 Nm × 300 / 130 ≈ 112 Nm.

Exemple chiffré 2 : disque de 1 600 mm sur coupe-blocs

Hypothèse : disque de 1 600 mm, objectif 30 m/s. Vitesse nécessaire ≈ 358 tr/min. À une vitesse aussi basse, le rapport avec un moteur 2 pôles dépasse 8 et se réalise mal avec un seul étage de courroie ; c'est pourquoi les moteurs 4 pôles sont aussi courants sur les grands coupe-blocs. Avec le DRG-200L-4 (1475 tr/min), une poulie moteur de 180 mm et une poulie de disque de 740 mm, le disque tourne à 1475 × 180 / 740 ≈ 359 tr/min et la vitesse périphérique vaut ≈ 30,1 m/s. Pour essayer d'autres diamètres, utilisez le calculateur de poulies et courroies.

Combien de kW pour le moteur de disque ?

La puissance du moteur de disque est le produit de l'effort de coupe au bord du disque par la vitesse périphérique : P (kW) = F_t (N) × v (m/s) / 1000. L'effort de coupe varie avec la dureté de la pierre, la profondeur de passe, la vitesse d'avance et l'état du disque (segments affûtés ou usés) et se mesure difficilement sur site. Le calcul ne peut donc se faire qu'avec une hypothèse.

Hypothèse d'exemple : effort au bord de 300 N sur un disque de 600 mm, vitesse périphérique 40 m/s → P = 300 × 40 / 1000 = 12 kW. En ajoutant une marge de 20 % pour les pertes de courroie et les surcharges brèves (veine dure, disque usé), on obtient 14,4 kW ; on retient la puissance normalisée supérieure, 15 kW. Avec un effort de 200 N, le même calcul donnerait 9,6 kW et 11 kW suffiraient. Le résultat dépend entièrement de l'hypothèse ; la plaque de l'ancien moteur reste le point de départ le plus fiable.

Plages prudentes observées sur le terrain : 4 à 7,5 kW sur les petites machines de coupe latérale et d'atelier, 11 à 22 kW sur les débiteuses à pont, 30 kW et plus sur les coupe-blocs de grand diamètre. Si votre ancien moteur déclenche souvent son relais thermique, vérifiez l'usure des segments du disque, la tension de courroie et la vitesse d'avance avant d'augmenter la puissance .

Eau, boue et montage : IP55, pattes B3 et glissière

En coupe de pierre, le disque est refroidi à l'eau en permanence ; l'eau se mêle à la poussière de pierre et forme une boue qui éclabousse partout. Ces points décident du choix du moteur et du montage :

• Protection au moins IP55 : protège contre la poussière et les jets d'eau de toutes directions. Placez malgré tout le moteur hors du rideau d'eau du disque, de préférence derrière une tôle de protection ; l'IP55 n'est pas prévu pour le lavage sous pression.
• Boîte à bornes et presse-étoupe : le joint de la boîte doit être en place, le presse-étoupe serré selon le diamètre du câble et toute entrée inutilisée fermée par un bouchon. C'est par là que l'humidité entre le plus souvent.
• Montage à pattes B3 sur glissière : la tension de courroie ne se règle que sur une glissière qui laisse le moteur se déplacer. Les pattes reposent sur la glissière et une vis de tension tend la courroie. Une courroie lâche patine et chauffe ; trop tendue, elle surcharge le roulement du moteur.
• Capot de ventilateur : en séchant, la boue bouche la grille du capot et le moteur ne refroidit plus. Ajoutez le capot à la liste de nettoyage hebdomadaire.

Le diamètre (D) et la longueur (E) de l'arbre, l'entraxe des trous de pattes (A×B) et la hauteur d'axe (H) doivent être identiques à ceux de l'ancien moteur, sinon la poulie et les trous de glissière ne coïncideront pas. Vous pouvez comparer les cotes par carcasse sur la page dessins techniques.

Démarrage des fortes puissances : étoile-triangle

Le moteur de disque démarre à vide, avant que le disque ne touche la pierre, mais la masse du disque et de la poulie allonge le démarrage. En démarrage direct, le moteur appelle plusieurs fois son courant nominal. Données du DRG-160M2-2 : 26,5 A sous 400 V, Id/In = 8,1 → environ 215 A en démarrage direct. Pour le DRG-200L-4 d'un coupe-blocs : 53,8 A × 7,3 ≈ 393 A.

Le démarrage étoile-triangle ramène ce courant de ligne à environ un tiers (≈ 72 A et ≈ 131 A dans les exemples), mais le couple de démarrage tombe lui aussi au tiers. Comme le disque démarre à vide, ce couple réduit suffit le plus souvent. L'étoile-triangle exige un moteur couplé en triangle sur un réseau 380–400 V (plaque 400/690 V) ; les modèles DRG de 4 kW et plus ont ce couplage. Pour comparer les méthodes, voir méthodes de démarrage et étoile-triangle, et pour le câble d'alimentation le calculateur de section de câble moteur.

Si la carrière dispose aussi d'une installation de concassage, les moteurs des concasseurs supportent une charge très différente (chocs, volant lourd, démarrage en charge) ; notre guide dédié est Choix d'un moteur électrique pour concasseur.

Moteurs DRG adaptés aux machines de coupe de pierre

Les valeurs du tableau proviennent de la fiche technique (carcasse en fonte). Sont listés des modèles 2 pôles pour le disque, des 4 pôles pour la faible vitesse de disque des coupe-blocs, et de petits 4 pôles à associer à un réducteur pour l'avance et la translation.

Liste de contrôle avant de remplacer le moteur

• Les kW, la vitesse et la tension/couplage (230/400 V ou 400/690 V) de l'ancienne plaque sont-ils notés ?
• Le diamètre et la longueur d'arbre (D×E), la largeur de clavette et la hauteur d'axe (H) sont-ils mesurés ?
• L'entraxe des trous de pattes (A×B) correspond-il à la glissière ?
• La vitesse maximale marquée sur le disque est-elle respectée avec le nouveau rapport de poulies ?
• Le mode de démarrage de l'armoire (direct / étoile-triangle) convient-il au couplage du nouveau moteur ?
• La boîte à bornes et l'entrée de câble sont-elles du côté opposé au rideau d'eau ?
• Le relais thermique est-il réglé sur le courant de plaque du nouveau moteur ?

Moteurs de cette gamme de puissance

• DRG-160M1-2 – 11 kW – 3000 tr/min – 160M fonte
• DRG-160M2-2 – 15 kW – 3000 tr/min – 160M fonte
• DRG-160L-2 – 18,5 kW – 3000 tr/min – 160L fonte
• DRG-180M-2 – 22 kW – 3000 tr/min – 180M fonte
• DRG-200L-4 – 30 kW – 1500 tr/min – 200L fonte
• DRG-90L-4 – 1,5 kW – 1500 tr/min – 90L fonte

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Les autres puissances et carcasses figurent parmi les 120 modèles de notre boutique en ligne.

Questions fréquentes

Quelle vitesse pour le moteur d'une machine à couper le marbre ?

Le moteur de disque est généralement 2 pôles et sa propre vitesse est d'environ 2945 tr/min (modèle 15 kW). La vitesse du disque se règle par les poulies : un disque de 600 mm doit tourner à environ 1273 tr/min pour 40 m/s, un disque de 400 mm à environ 1910 tr/min. La vitesse maximale marquée sur le disque fait toujours foi.

Quelle puissance de moteur pour une débiteuse à pont ?

Sur les débiteuses à pont, le moteur de disque se situe généralement entre 11 et 22 kW ; la valeur exacte figure sur la plaque de la machine et dans les données de son constructeur. Conservez la puissance de l'ancien moteur ; s'il déclenche souvent, contrôlez d'abord le disque, la courroie et la vitesse d'avance.

Peut-on accoupler directement le moteur au disque ?

En général non. Si un moteur 2 pôles entraîne directement un disque de 400 mm, la vitesse au bord atteint environ 61,7 m/s, au-delà de la limite de la plupart des disques. La courroie réduit la vitesse et éloigne le moteur de la zone d'éclaboussures.

Pourquoi les moteurs tombent-ils en panne en coupe à l'eau ?

La cause la plus fréquente est l'humidité qui entre par la boîte à bornes et le presse-étoupe ; la deuxième est le capot de ventilateur bouché par la boue, qui fait chauffer le moteur. Choisissez au moins de l'IP55, contrôlez joints et presse-étoupes et nettoyez régulièrement le capot.

Pour choisir un moteur, envoyez-nous une photo de l'ancienne plaque et les cotes d'arbre et de pattes : téléphone +90 (542) 666 11 11, e-mail [email protected] ou la page contact.