Moteur d'alimentateur à tablier : entraînement lent sous forte charge

Le moteur d'un alimentateur à tablier (apron feeder) est le moteur d'entraînement qui déplace des plaques d'acier montées sur chaînes à très basse vitesse, quelques mètres par minute ; ce travail est assuré par un moteur asynchrone triphasé standard, un réducteur à fort rapport et le plus souvent un variateur. Le moteur tourne vers 1000 ou 1500 tr/min, le réducteur ramène cette vitesse à quelques tours par minute au pignon d'entraînement et multiplie le couple dans le même rapport. Comme l'alimentateur doit démarrer trémie pleine, c'est le couple de démarrage plus que la puissance qui guide le choix du moteur.

Vous trouverez ci-dessous la place de l'alimentateur à tablier dans l'installation, les puissances observées sur le marché, la distinction entre vitesse de sortie du réducteur et vitesse moteur, et un exemple de calcul de couple. Les modèles adaptés sont sur Acheter un moteur électrique en ligne ; pour les autres moteurs de l'installation, voir la page Moteurs pour installations de concassage.

Qu'est-ce qu'un alimentateur à tablier et pour quel matériau le choisit-on ?

Un alimentateur à tablier comprend deux chaînes sans fin, proches de chenilles d'engin, sur lesquelles sont boulonnées des plaques (palettes) en acier ou en acier au manganèse qui se chevauchent. La chaîne roule sur des galets latéraux et les plaques forment un plancher continu sous la trémie. Le matériau est extrait sans glissement, porté par les plaques ; la capacité dépend de la largeur des plaques, de la hauteur de matériau et de la vitesse de chaîne.

On l'utilise devant le concasseur primaire, sous la trémie où les camions déversent. Un fabricant le recommande pour les matériaux humides, argileux, abrasifs et collants ainsi que pour les gros blocs, en indiquant qu'il supprime les difficultés de l'alimentateur vibrant avec ces matériaux et offre une forte capacité à basse vitesse [1]. Roche de carrière, calcaire argileux, minerai et charbon sont des matériaux typiques. L'alimentateur vibrant est une solution plus légère et plus simple pour la roche sèche, tandis que la bande d'un alimentateur à trémie ne supporte pas les gros blocs tranchants. Cette distinction décide de la machine retenue en alimentation primaire.

Comment le moteur entraîne les plaques : réducteur, variateur, entraînement simple ou double

La chaîne cinématique est semblable chez tous les fabricants :

• Moteur : moteur asynchrone triphasé standard, le plus souvent 4 ou 6 pôles. Un fabricant fournit le moteur avec ventilation forcée [2] ; un ventilateur séparé compte pour les moteurs qui tourneront longtemps à basse vitesse sur variateur.
• Réducteur : planétaire ou à couple conique-hélicoïdal. Un fabricant relie la sortie du réducteur à l'arbre d'entraînement par frette de serrage (shrink disk) [2] ; un autre accouple directement moteur et réducteur [1].
• Variateur : il adapte la vitesse d'alimentation à la charge du concasseur ; chez un fabricant, la vitesse est gérée par variateur de fréquence [2].
• Entraînement simple ou double : sur les alimentateurs larges et longs, un motoréducteur est placé à chaque extrémité de l'arbre d'entraînement. Dans la série d'un fabricant turc, les petits modèles ont un moteur (4–7,5 kW) et les grands deux (2 × 5,5 – 2 × 22 kW) [1]. Sur les grands types miniers, les entraînements peuvent aussi être hydrauliques [3].

Sur un alimentateur à double entraînement, les deux moteurs font tourner le même arbre. Pour partager la charge, les deux variateurs fonctionnent en général ensemble (maître-esclave) ; ce réglage relève de l'entraînement et la disposition exacte vient du projet du fabricant de la machine.

Puissance moteur des alimentateurs à tablier du marché

A) Valeurs relevées dans les catalogues

Dans ce groupe de machines, on observe selon le modèle et la capacité du fabricant des options de moteur d'environ 1,5–710 kW (par moteur) [2][3]. Les alimentateurs des carrières de granulats restent dans la moitié haute du tableau, soit 1,5–44 kW au total ; les doubles entraînements de plusieurs centaines de kW appartiennent aux mines et aux grandes usines de traitement de minerai.

À capacité égale, la puissance peut beaucoup varier : sur deux alimentateurs de 1500 t/h d'un même fabricant, l'un est équipé de 22 kW et l'autre de 2 × 120 kW [3]. L'écart vient non de la capacité mais de la longueur de l'alimentateur, du matériau et de la charge que la trémie exerce sur lui. Un alimentateur de 6,6 m et un de 10,6 m peuvent porter le même tonnage, mais le plus long a des chaînes et des plaques bien plus lourdes, plus de frottement aux galets et une résistance au cisaillement bien supérieure sous la colonne de matériau. L'installation inclinée, le matériau collant et le froid augmentent aussi la puissance.

B) Ce que couvre la gamme DRG

DRG Motor est fabricant, fournisseur et vendeur de moteurs électriques. Notre gamme va de 0,25 à 11 kW en aluminium et de 0,55 à 355 kW en fonte, 1000/1500/3000 tr/min, triphasé 230/400 V ou 400/690 V ; montage B3, B5, B14 et B35 sur note de commande.

• Tous les moteurs de 1,5–44 kW, simples ou doubles, des types pour granulats sont dans cette gamme.
• Les moteurs de 2 × 120, 2 × 200 et 2 × 315 kW des types miniers peuvent aussi être couverts par des moteurs en fonte 4 ou 6 pôles.
• Les entraînements de plus de 355 kW par moteur (comme 2 × 710 kW) et les conceptions demandant un moteur de 750 tr/min sont hors de la gamme DRG.

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Vitesse de sortie du réducteur et vitesse du moteur ne sont pas la même chose

Ce sont les deux valeurs les plus souvent confondues sur un alimentateur à tablier. La vitesse de la plaque moteur (par ex. 1470 tr/min) est celle de l'arbre moteur. La vitesse de la fiche technique de l'alimentateur est celle des plaques, en m/min ; dans le tableau d'un fabricant, elle va de 6 à 24 m/min [3]. Le réducteur fait le lien :

• Si la vitesse des plaques v (m/s) et le diamètre primitif D (m) du pignon sont connus, la vitesse de sortie vaut n₂ = v × 60 / (π × D).
• Rapport du réducteur i = n_moteur / n₂.
• Couple de sortie environ T₂ = T_moteur × i × η_réd ; η_réd est le rendement du réducteur, fourni par son fabricant.

Si l'on remplace l'ancien moteur par un moteur d'une autre polarité, la vitesse des plaques change donc dans la même proportion : passer d'un moteur de 1000 tr/min à un 1500 tr/min accélère l'alimentateur d'environ cinquante pour cent et suralimente le concasseur. Vérifiez toujours la vitesse d'entrée sur la plaque du réducteur lors d'un remplacement. Le calcul se fait avec notre calculateur de sortie de réducteur.

Exemple de calcul : couple de sortie et basse vitesse sur un alimentateur de 22 kW

Hypothèse : un alimentateur à entraînement unique de 22 kW tournant à 20,8 m/min comme dans son catalogue [3] ; diamètre primitif du pignon supposé de 0,9 m et rendement du réducteur de 0,9. Le moteur retenu est le DRG-180L-4 4 pôles (1470 tr/min, couple nominal 142,9 Nm, Ts/Tn = 2,0).

• Vitesse des plaques : 20,8 / 60 ≈ 0,347 m/s.
• Vitesse du pignon : 0,347 × 60 / (π × 0,9) ≈ 7,36 tr/min.
• Rapport du réducteur : 1470 / 7,36 ≈ 200.
• Couple de sortie : 142,9 × 200 × 0,9 ≈ 25 700 Nm.
• Le rapport de couple de démarrage du moteur étant de 2,0, un démarrage direct peut produire brièvement environ 51 400 Nm en sortie. Chaîne, pignon et réducteur doivent être dimensionnés pour cela ; ce contrôle revient au fabricant de la machine.

Si le même alimentateur est ralenti à 6 m/min par variateur, la fréquence tombe à 50 × 6 / 20,8 ≈ 14,4 Hz et la vitesse moteur à environ 424 tr/min. Le besoin de couple ne baisse pas avec la vitesse ; c'est une charge à couple constant. À cette vitesse, le ventilateur propre du moteur ne fournit plus assez d'air. Les alimentateurs appelés à tourner longtemps sous 20 Hz demandent un moteur à ventilation séparée (forcée) ou une surveillance de la température du bobinage par thermistance. Nos moteurs standard sont refroidis par leur ventilateur calé sur l'arbre ; si un ventilateur séparé est nécessaire, indiquez-le au stade du devis.

Liste de choix du moteur : démarrage en charge, mode de démarrage et environnement

• Démarrage en charge : l'alimentateur est sous la trémie ; à l'arrêt, des tonnes de matériau restent dessus. Le moteur démarre chaque matin avec cette charge. Le démarrage étoile-triangle divisant le couple de démarrage par trois, il convient rarement à cette machine ; comparez les méthodes sur notre page démarrage étoile-triangle.
• Taille du variateur : le moteur dépassant son couple nominal au démarrage, le courant du variateur doit être choisi au-dessus du courant nominal du moteur. Le moteur de 22 kW de l'exemple a un courant nominal de 39,7 A sous 400 V.
• Polarité : si l'entrée du réducteur est prévue pour 1500 tr/min, prenez 4 pôles ; pour 1000 tr/min, 6 pôles. À puissance égale, le moteur 6 pôles a un couple nominal plus élevé (à 22 kW : 4 pôles 142,9 Nm, 6 pôles 214,4 Nm).
• Montage : B5 si le moteur est bridé sur le réducteur, B3 ou B35 s'il est à pattes avec accouplement. Vérifiez le type exact sur le dessin du constructeur de la machine.
• Double entraînement : les deux moteurs doivent être du même modèle et de même vitesse ; quand on en remplace un, vérifiez aussi la plaque de l'autre.
• Environnement : le dessous d'une trémie primaire est poussiéreux et souvent à l'air libre ; pluie, boue et chocs au déversement touchent l'alimentateur plutôt que le moteur, mais moteur et boîte à bornes doivent être protégés.

Moteurs DRG pour alimentateurs à tablier

Les modèles du tableau ont été choisis dans la plage de puissance des alimentateurs à tablier. Le 315L2-4 illustre les doubles entraînements de 200 kW des types miniers.

Les moteurs DRG MOTOR sont garantis contre les défauts de matériau et de fabrication pendant 2 ans à compter de la date de livraison (certificat de garantie). Pour l'effet du courant de démarrage sur le réseau, lisez notre article sur le courant de démarrage ; pour la fourniture de moteurs côté concasseur, voir fourniture de moteurs pour concasseurs.

Moteurs de cette puissance

• DRG-160L-4 – 15 kW – 1465 tr/min – 160L fonte
• DRG-180L-4 – 22 kW – 1470 tr/min – 180L fonte
• DRG-200L2-6 – 22 kW – 980 tr/min – 200L fonte
• DRG-200L-4 – 30 kW – 1475 tr/min – 200L fonte
• DRG-225M-4 – 45 kW – 1485 tr/min – 225M fonte

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Moteur d'alimentateur à tablier : questions fréquentes

Quelle puissance a un moteur d'alimentateur à tablier ?

Pour les alimentateurs à tablier des carrières de granulats, les catalogues indiquent 1,5–15 kW en moteur unique ou 2 × 5,5 – 2 × 22 kW en double. Sur les grands alimentateurs miniers, on monte à 120–710 kW par moteur. La plaque de l'alimentateur donne la valeur exacte.

Pourquoi un alimentateur à tablier fonctionne-t-il sur variateur ?

Pour adapter la vitesse d'alimentation à la charge du concasseur et démarrer en douceur mais avec force trémie pleine. Contrairement à l'étoile-triangle, le variateur ne réduit pas le couple au démarrage.

Peut-on remplacer un moteur 4 pôles par un 6 pôles sur un alimentateur à tablier ?

Dans ce cas, la vitesse des plaques baisse d'environ un tiers, et la capacité dans la même proportion. Si le rapport du réducteur n'est pas modifié en conséquence, choisissez un moteur de même polarité que la plaque.

Quelle intensité pour un moteur d'alimentateur à tablier de 22 kW ?

Le DRG-180L-4 4 pôles absorbe 39,7 A sous 400 V et le DRG-200L2-6 6 pôles 42,5 A sous 400 V.

Transmettez-nous la plaque de l'alimentateur ainsi que les étiquettes moteur et réducteur ; nous confirmerons ensemble le bon moteur. Téléphone +90 (542) 666 11 11, e-mail [email protected], page contact. Pour tous les modèles et les prix actuels : Acheter un moteur électrique en ligne.

Sources

1. MTM Kırma Eleme – Paletli Besleyiciler (MAF serisi) – MAF-0620–1350 : 4 / 5,5 / 7,5 kW simple, 2 × 5,5 / 2 × 15 / 2 × 22 kW double ; 100–600 t/h ; motoréducteur accouplé.
2. BSI – Primary Apron Feeder – 150–600 t/h, puissance installée 1,5–15 kW ; moteur à ventilation forcée, réducteur planétaire, variateur.
3. TAKRAF – Apron Feeders (broşür) – 22 kW (20,8 m/min) et 2 × 120 kW (6–24 m/min) pour 1500 t/h ; 2 × 315 et 2 × 710 kW pour 4250–12 000 t/h ; entraînement simple ou double.