Choix du moteur électrique pour la pompe hydraulique des machines à parpaings et à pavés

Sur une machine à parpaings et pavés, le moteur de pompe hydraulique est généralement un moteur triphasé 4 pôles en fonte, relié à la pompe par une lanterne et un accouplement, et sa puissance se choisit d'après le couple de pompe dans la phase la plus exigeante. Dans l'exemple à pompe double de cet article, la phase la plus dure demande environ 90 Nm ; le DRG-160L-4 de 15 kW à 4 pôles fournit 97,8 Nm de couple nominal à 1465 tr/min et absorbe 27,3 A sous 400 V, il couvre donc cette charge. La vibration est assurée par des moteurs séparés (moteurs vibrants sous la table ou moteurs 2 pôles entraînant des arbres à balourd), qui partagent la même armoire et le même châssis vibrant que le moteur hydraulique.

Ce qui use le plus le moteur sur ces machines, ce n'est pas la puissance mais l'environnement : poussière de ciment, vibration permanente et cycle de pressage répété toutes les quelques secondes. Outre le contrôle de couple, le choix doit donc tenir compte du desserrage des boulons de pattes et de bride, de l'encrassement du capot de ventilateur et de l'ouverture des entrées de câble sous l'effet des vibrations. Les données techniques des modèles 2 et 4 pôles adaptés aux groupes hydrauliques et à l'entraînement de vibration se trouvent sur la page Acheter un moteur électrique en ligne. Les tailles de pompe et pressions de cet article sont des hypothèses d'exemple ; les valeurs qui font foi figurent sur les plaques de la machine et du groupe hydraulique. Les travaux d'armoire et de raccordement doivent être réalisés par un électricien qualifié.

Quel est le rôle des moteurs sur une machine à parpaings ?

Une machine à parpaings ou à pavés comporte en général trois groupes de moteurs :

• Moteur du groupe hydraulique : entraîne les pompes qui actionnent le moule, la tête de dameur et les vérins de poussée des palettes. C'est le sujet principal de cet article.
• Moteurs vibrants ou moteur d'entraînement de vibration : compactent le béton dans le moule par vibration. On utilise soit des moteurs vibrants fixés directement sous la table, soit des moteurs standard 2 pôles entraînant des arbres à balourd par courroie.
• Moteurs auxiliaires : tiroir d'alimentation, convoyeur de matériaux et malaxeur. Pour le moteur de malaxeur, voir Choix du moteur électrique pour malaxeur à béton.

La page moteurs vibrants DRG détaille la conception et le choix des moteurs vibrants ; nous traitons ci-dessous uniquement la protection d'un moteur standard dans un entraînement de vibration et sur le groupe hydraulique.

Groupe hydraulique à pompe double : exemple de couple et de puissance

Un cycle de pressage est court mais comporte plusieurs phases de charge :

Le calcul général des kW à partir du débit et de la pression figure dans Choix du moteur électrique pour pompe hydraulique : calcul des kW. Ici, nous utilisons la disposition à pompe double propre aux machines à parpaings pour trouver la phase qui charge le plus le moteur. Hypothèses :

• Grande pompe 40 cm³/tr, petite pompe 20 cm³/tr (hypothèse)
• Pression de mouvement rapide 80 bar, pression de pressage 180 bar (hypothèse)
• Rendement global de la pompe 0,85 (hypothèse)
• Moteur : DRG-160L-4, 1465 tr/min

Débits : grande pompe 40 × 1465 ÷ 1000 ≈ 58,6 l/min, petite pompe 20 × 1465 ÷ 1000 ≈ 29,3 l/min.

Mouvement rapide (deux pompes, 87,9 l/min, 80 bar) : P = Q × p ÷ 600 ÷ 0,85 = 87,9 × 80 ÷ 600 ÷ 0,85 ≈ 13,8 kW.

Pressage (petite pompe, 29,3 l/min, 180 bar) : P = 29,3 × 180 ÷ 600 ÷ 0,85 ≈ 10,3 kW.

Dans cet exemple, la phase qui charge le moteur n'est pas le pressage à haute pression mais le mouvement rapide où les deux pompes débitent ensemble. Couple nécessaire T = P × 9550 ÷ n = 13,8 × 9550 ÷ 1465 ≈ 90 Nm ; le couple nominal du DRG-160L-4 est de 97,8 Nm, 15 kW suffisent donc. Le DRG-160M-4 de 11 kW fournit 71,7 Nm et serait en surcharge permanente dans cette phase. La pression à laquelle la grande pompe est mise à vide (réglage de la valve de décharge) détermine directement la charge du moteur : si le réglage monte, la charge monte aussi.

Valeurs catalogue du moteur de l'exemple :

• Puissance: 15 kW
• Vitesse nominale: 1465 tr/min
• Courant (400 V): 27,3 A
• cos φ: 0,86
• Couple nominal: 97,8 Nm
• Ts/Tn: 2,2
• Tmax/Tn: 2,3
• Is/In: 7,8
• Arbre (D×E): 42×110 mm
• Carcasse CEI: 160L (fonte)

Moteur standard dans un entraînement de vibration

Sur les machines équipées d'un vibrateur à arbre à balourd sous la table, l'arbre est entraîné par courroie par un moteur 2 pôles ; la fréquence de vibration dépend de la vitesse de l'arbre. Le DRG-160M1-2 à 2 pôles tourne à 2945 tr/min, soit environ 49 vibrations/s (2945 ÷ 60) avec des poulies 1:1 ; le rapport de poulies modifie cette valeur. Utilisez le calculateur poulie et courroie pour le calcul des poulies. La puissance du moteur dépend de la masse du balourd et du poids de la table ; la valeur qui fait foi est sur la plaque de la machine.

La particularité d'un moteur d'entraînement de vibration est la fréquence très élevée des démarrages et arrêts : la vibration est activée puis coupée quelques secondes à chaque cycle de pressage. C'est pourquoi, sur beaucoup de machines, le moteur tourne en permanence et la vibration est enclenchée par embrayage ou frein ; si le moteur est arrêté et redémarré à chaque cycle, l'échauffement du bobinage s'accélère et un variateur ou le mode de démarrage prévu par le constructeur est nécessaire. En entraînement par courroie, les pattes du moteur doivent être isolées autant que possible du châssis vibrant ; sinon, contrôlez souvent la tension des courroies.

Poussière et vibration : liste de contrôle contre le desserrage

Sur une machine à parpaings, la plupart des problèmes moteur sont mécaniques plutôt qu'électriques. Les modèles DRG de la boutique sont IP55 et refroidis par la surface extérieure de la carcasse (IC 411) ; si les ailettes et le capot de ventilateur se remplissent de poussière, le moteur chauffe. Lors de la maintenance hebdomadaire et mensuelle :

• Les boulons de pattes et de bride sont-ils serrés au couple, avec contre-écrous ou rondelles élastiques ? Un repère de peinture sur les têtes de boulon rend le desserrage visible d'un coup d'œil.
• La surface de centrage entre lanterne et bride moteur présente-t-elle fissure, ovalisation ou bavure ?
• L'élément d'accouplement (caoutchouc ou polyuréthane) est-il fissuré ou écrasé ? Il s'use vite sous vibration.
• La grille du capot de ventilateur et les ailettes ont-elles été nettoyées de la poussière de ciment ?
• Les presse-étoupes sont-ils serrés, ou le câble a-t-il été arraché par la vibration ? Bridez le câble avant le moteur.
• Les écrous de raccordement dans la boîte à bornes ont-ils été contrôlés ? Une borne desserrée chauffe et conduit à une perte de phase.
• Les roulements font-ils un bruit anormal ? Raccourcissez l'intervalle de contrôle des roulements pour les moteurs sur châssis vibrant.

Câble, protection et démarrage : exemple 15 kW

Le DRG-160L-4 est bobiné en 400/690 V et couplé en triangle sur un réseau 400 V ; il convient donc au démarrage étoile-triangle. En démarrage direct, le courant vaut 7,8 fois le nominal, soit environ 213 A ; en étoile, il tombe au tiers (environ 71 A). Si la pompe est à vide au démarrage (disposition habituelle des groupes hydrauliques), la baisse du couple de démarrage en étoile ne pose pas de problème. Vous pouvez comparer les méthodes sur la page méthodes de démarrage et étoile-triangle.

Pour la section de câble, courant nominal 27,3 A × 1,25 = 34,1 A ; en câble cuivre PVC, 4 mm² admet 34 A, c'est limite, on retient donc 6 mm² (43 A). Sur 30 m de ligne, la chute de tension vaut ΔU = √3 × 27,3 × 0,03 × 3,08 × 0,86 ≈ 3,8 V, soit environ 0,9 % sous 400 V. En étoile-triangle, deux câbles séparés vont au moteur et chacun se dimensionne sur le courant de phase (1/√3 du courant nominal) ; le mode de pose et le groupement modifient le résultat. Vérifiez vos valeurs avec le calculateur de section de câble moteur.

Quel moteur DRG choisir ?

Sur les machines à parpaings et à pavés, le moteur du groupe hydraulique varie selon la taille de la machine ; sur les machines moyennes, on le voit le plus souvent entre 7,5 et 22 kW, la valeur qui fait foi étant la plaque de la machine. Modèles 4 pôles en fonte pour le groupe hydraulique :

Modèles 2 pôles pour l'entraînement de vibration à arbre à balourd :

Au remplacement, conservez le type de bride (B5 / B35), la taille d'arbre et la carcasse de l'ancien moteur : le DRG-160L-4 de 15 kW et le DRG-180M-4 de 18,5 kW ont la même bride B5 (P 350 mm) mais des arbres différents (42 mm contre 48 mm), ce qui implique de changer le moyeu d'accouplement. Pour les cotes, voir la page dessins techniques des moteurs DRG.

Moteurs de cette puissance pour machines à parpaings

• DRG-132M-4 – 7,5 kW – 1460 tr/min – 132M fonte
• DRG-160M-4 – 11 kW – 1465 tr/min – 160M fonte
• DRG-160L-4 – 15 kW – 1465 tr/min – 160L fonte
• DRG-180M-4 – 18,5 kW – 1470 tr/min – 180M fonte
• DRG-132S2-2 – 7,5 kW – 2930 tr/min – 132S fonte
• DRG-160M1-2 – 11 kW – 2945 tr/min – 160M fonte

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Questions fréquentes

Quelle puissance pour le moteur d'une machine à parpaings ?

Le moteur du groupe hydraulique varie selon la taille de la machine et la disposition des pompes ; sur les machines moyennes, on le voit le plus souvent entre 7,5 et 22 kW. Dans notre exemple, une pompe double 40 + 20 cm³/tr demandait environ 13,8 kW en mouvement rapide à 80 bar et un moteur de 15 kW a été retenu.

Pourquoi les moteurs des machines à parpaings tombent-ils souvent en panne ?

Les causes les plus fréquentes sont les boulons de pattes/bride et les connexions de bornes desserrés par la vibration, l'échauffement dû à un capot de ventilateur encrassé de poussière et un élément d'accouplement usé. Ces trois points doivent être contrôlés régulièrement.

Combien d'ampères consomme un moteur de 15 kW ?

Le DRG-160L-4 à 4 pôles absorbe à pleine charge 27,3 A sous 400 V et 28,8 A sous 380 V. On observe environ 213 A en démarrage direct et environ 71 A au stade étoile d'un démarrage étoile-triangle.

Peut-on utiliser un moteur standard au lieu d'un moteur vibrant sur une machine à pavés ?

S'il y a un arbre à balourd sous la table, il peut être entraîné par courroie par un moteur standard 2 pôles. En revanche, un vibrateur fixé directement sur la table est un moteur vibrant avec ses propres masses excentriques et ne peut pas être remplacé par un moteur standard.

Envoyez-nous la plaque signalétique ou les données hydrauliques/mécaniques de la machine et nous déterminerons ensemble le bon modèle DRG : téléphone +90 (542) 666 11 11, e-mail [email protected], ou notre page contact. Pour parcourir directement les modèles, rendez-vous sur Acheter un moteur électrique en ligne.