Moteur d'alimentateur vibrant : moteurs vibrants ou entraînement par excitateur

Le moteur d'un alimentateur vibrant est l'entraînement qui fait vibrer l'auge pour que le matériau s'écoule régulièrement vers le concasseur ou le crible, et il existe en deux conceptions différentes. Dans la conception courante, deux moteurs vibrants (quatre sur les grands modèles) sont boulonnés directement sur le côté ou sous l'auge ; le moteur et la masse excentrique qui crée la vibration partagent le même carter. Dans l'autre conception, un vibrateur mécanique (excitateur) fixé sur l'auge produit la vibration, et un moteur asynchrone triphasé standard posé sur un socle fixe l'entraîne par un arbre à cardan. C'est cette distinction qui détermine le moteur à acheter.

Cette page explique la différence entre les deux conceptions, les puissances observées sur les modèles du marché, les données nécessaires au choix du moteur et la correspondance dans la gamme DRG. Les modèles adaptés à la conception à moteur standard figurent sur Acheter un moteur électrique en ligne ; pour les moteurs de toute l'installation, voir notre page Moteurs pour installations de concassage.

Qu'est-ce qu'un alimentateur vibrant et où se situe-t-il dans l'installation ?

Un alimentateur vibrant se compose d'une auge en acier posée sur ressorts et d'un entraînement qui la fait vibrer dans une direction donnée. L'auge effectue des mouvements courts et rapides vers l'avant et le haut ; à chaque coup, le matériau saute un peu vers l'avant et progresse vers l'extrémité de décharge. Le débit se règle par l'amplitude, la fréquence et l'inclinaison de l'auge.

Il est utilisé à deux endroits d'une installation de concassage-criblage :

• Alimentation primaire : il reprend dans la trémie la roche de carrière déversée par le camion ou la chargeuse et la livre au concasseur à mâchoires ou au concasseur à percussion primaire. La plupart de ces appareils ont une grille à barreaux (grizzly) en sortie ; les fines sont séparées avant le concasseur.
• Alimentation sous silo et intermédiaire : il dose le matériau d'un silo tampon vers un concasseur secondaire, un concasseur à cône ou un crible. Les blocs sont petits, l'auge est courte et les moteurs aussi.

Il sert pour le calcaire, le basalte, le granit, le gravier de rivière et le béton recyclé. Un matériau très collant et argileux bouche l'auge ; on choisit alors un alimentateur à tablier. L'alimentateur à trémie (bunker) et le crible grizzly, qui ne fait que scalper, sont des machines distinctes.

Conception à moteurs vibrants ou à vibrateur mécanique : la différence

Les deux conceptions se ressemblent de l'extérieur, mais du point de vue du moteur ce sont des produits totalement différents.

Dans la conception à moteurs vibrants, les deux moteurs tournent en sens inverse ; les forces horizontales des masses s'annulent, les composantes verticales s'additionnent et l'auge vibre dans une seule direction (linéaire) [2]. Les deux moteurs doivent donc être du même modèle et travailler au même réglage d'excentrique. Si l'un tombe en panne, on remplace les deux ensemble ou l'on aligne le réglage des masses du nouveau moteur sur l'ancien.

Dans la conception mécanique, le boîtier excitateur contient deux arbres reliés par engrenages et munis de masses ; un arbre à cardan transmet le mouvement au boîtier, et ce cardan est entraîné soit par un moteur asynchrone triphasé, soit par un moteur hydraulique [4]. Le moteur électrique se trouve hors de l'auge, sur un socle qui ne vibre pas. On trouve cette conception en alimentation primaire lourde ; le catalogue d'un grand fabricant propose le même alimentateur avec entraînement électrique ou hydraulique [3].

Puissance moteur observée sur les alimentateurs du marché

A) Valeurs des catalogues de fabricants

Dans ce groupe de machines, on observe selon le modèle et la capacité du fabricant des options de moteur d'environ 1,1–55 kW [1][3]. Sur les conceptions à moteurs vibrants, ces valeurs sont par moteur (1,1–19 kW) et se multiplient par deux ou quatre pour obtenir le total ; sur les conceptions à vibrateur mécanique, elles correspondent au moteur d'entraînement unique ou au total de deux vibrateurs (15–55 kW).

La capacité n'est pas seule en cause : taille de l'auge, charge, course et longueur du grizzly augmentent la masse vibrante, et la même amplitude demande alors un moteur plus fort. Chez le même fabricant, un alimentateur sous silo de 100–150 t/h fonctionne avec 2 × 1,1 kW, tandis qu'un modèle à crible grizzly de 1000–1500 t/h monte à 2 × 19 kW [1].

B) La partie couverte par la gamme DRG

DRG Motor est fabricant, fournisseur et vendeur de moteurs électriques. La gamme de la boutique couvre 0,25–11 kW en carcasse aluminium et 0,55–355 kW en fonte ; 1000, 1500 et 3000 tr/min ; triphasé, 230/400 V ou 400/690 V ; montage B3, B5, B14 et B35 sur note de commande. Pour ces alimentateurs, le recoupement est le suivant :

• Conception à vibrateur mécanique (15–55 kW) : le moteur d'entraînement est un moteur IEC standard et toute la plage se trouve dans la gamme fonte DRG.
• Conception à moteurs vibrants : ces moteurs ne peuvent pas être remplacés par les moteurs standard de la boutique. La gamme de moteurs vibrants DRG présentée sur notre page Moteurs vibrants va de 0,12 à 15 kW ; elle couvre les moteurs vibrants du tableau jusqu'à 15 kW. Les grands modèles à crible grizzly au-delà de 15 kW par moteur (comme 2 × 19 kW) sont hors de cette gamme.
• Si un excitateur conçu pour 750 tr/min doit être accouplé directement au moteur, il faut un moteur 8 pôles ; la gamme DRG n'a pas de moteur 750 tr/min. Il faut alors étudier avec le fabricant une transmission intermédiaire par poulies ou réducteur.

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Données nécessaires au choix du moteur

Remplissez cette liste pour ce qui ne figure pas sur les plaques :

• Type d'alimentateur : les moteurs sont-ils sur l'auge, ou y a-t-il un boîtier excitateur fermé sur l'auge et un arbre à cardan ?
• Pour la conception à moteurs vibrants : nombre de moteurs, puissance, vitesse (1000 ou 1500 tr/min) et force centrifuge (kgf ou kN) de chacun. Pour ces moteurs, la valeur décisive est la force, pas les kW.
• Réglage des masses excentriques : photographiez l'angle ou le pourcentage de réglage des masses.
• Pour la conception mécanique : puissance, vitesse, hauteur d'axe et entraxe des trous du socle ; diamètre d'arbre et clavette de la bride du cardan.
• Armoire : démarrage direct, étoile-triangle, démarreur progressif ou variateur ; chaque moteur a-t-il son propre relais thermique ?
• Environnement : plein air, pluie, poussière abondante ; l'alimentateur est-il lavé au jet ?

Sur un alimentateur à deux moteurs, les relais thermiques doivent être verrouillés entre eux : si l'un déclenche, l'autre doit aussi s'arrêter. Une auge entraînée par un seul moteur vibre de façon circulaire et non linéaire, ce qui fatigue les ressorts et le châssis. Ce câblage doit être réalisé par un électricien qualifié.

Vitesse, montage et démarrage : points propres à l'alimentateur

Sur un moteur vibrant, la vitesse est la fréquence de vibration. Dans le catalogue d'un fabricant, les petits alimentateurs sous silo sont livrés avec des moteurs de 1500 tr/min et les alimentateurs primaires à grizzly avec des moteurs de 1000 tr/min [1]. À plus basse fréquence, la même force donne une course plus longue, ce que recherche une auge primaire chargée de gros blocs. Monter un moteur de 1500 tr/min à la place d'un 1000 tr/min modifie donc le comportement de l'alimentateur.

Dans la conception mécanique, le moteur n'est pas fixé sur l'auge vibrante mais sur le socle fixe voisin, par ses pattes (B3). L'arbre à cardan absorbe le désalignement angulaire et la vibration, ce qui protège les roulements du moteur. Une brochure d'excitateur indique une fréquence de fonctionnement standard de 750 à 1000 tr/min [4]. L'entraînement direct de l'excitateur par cardan ou par poulies se lit sur le plan du fabricant de la machine.

Au démarrage et à l'arrêt, l'auge traverse la zone de résonance des ressorts et oscille brièvement avec une grande amplitude ; un démarreur progressif ou un variateur adoucit ce passage. Dans la conception mécanique, les masses de l'excitateur sont lourdes et le moteur démarre en charge ; pour les moteurs de 15 kW et plus, vérifiez la compatibilité de l'armoire et de la tension du moteur pour le démarrage étoile-triangle sur notre page démarrage étoile-triangle.

Exemple de calcul : de combien la baisse de fréquence par variateur réduit-elle la force ?

Dans la plupart des installations, le débit se règle par variateur ; le catalogue d'un fabricant précise que le débit se règle par la vitesse des moteurs ou l'angle de l'auge [2]. La force centrifuge d'un moteur vibrant suit F = m·r·ω², elle varie donc avec le carré de la vitesse. Si la fréquence passe de 50 Hz à 45 Hz, la force tombe à (45/50)² = 0,81 fois ; à 40 Hz, à 0,64 fois. À très basse fréquence, par exemple 35 Hz (0,49 fois), l'auge peut s'approcher de la résonance. Demandez la limite basse au fabricant de l'alimentateur.

Dans la conception mécanique, le calcul porte sur le couple de démarrage. Pour l'entraînement de 30 kW observé sur un alimentateur primaire de 1000 t/h [3], si l'on choisit le DRG-225M-6 6 pôles, son couple nominal est de 292,3 Nm et son rapport de couple de démarrage Ts/Tn de 2,0 ; le moteur peut donc fournir environ 584,6 Nm au démarrage. C'est ce couple qui vainc l'inertie des masses de l'excitateur. Comme le couplage étoile réduit le couple de démarrage au tiers, un démarreur progressif ou un variateur est la voie la plus sûre sur les excitateurs lourds.

Correspondance des moteurs DRG selon le type d'alimentateur

Sur les alimentateurs à vibrateur mécanique, la puissance et la vitesse du moteur se lisent sur la plaque, et l'on choisit un moteur en fonte de même valeur. Le tableau présente des candidats dans la plage 15–55 kW :

Les moteurs standard de la boutique ne sont pas utilisés sur les alimentateurs à moteurs vibrants. Demandez un devis pour le moteur adapté et le prix actuel : envoyez le nombre de moteurs, les valeurs de kW, de vitesse et de force de la plaque et une photo du réglage des masses via la page contact ou WhatsApp. Les moteurs vibrants ne sont pas vendus dans la boutique en ligne ; ils sont fournis sur devis.

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 le principe de fonctionnement des moteurs vibrants, lisez notre article sur le fonctionnement des moteurs vibrants ; pour comprendre pourquoi les concasseurs exigent un couple élevé, voir notre article sur le couple élevé en concassage.

Moteurs DRG pour alimentateurs à vibrateur mécanique

• DRG-180L-6 – 15 kW – 978 tr/min – 180L fonte
• DRG-200L2-6 – 22 kW – 980 tr/min – 200L fonte
• DRG-225M-6 – 30 kW – 980 tr/min – 225M fonte
• DRG-250M-6 – 37 kW – 985 tr/min – 250M fonte
• DRG-280M-6 – 55 kW – 985 tr/min – 280M fonte

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Moteur d'alimentateur vibrant : questions fréquentes

Pourquoi les deux moteurs vibrants d'un alimentateur tournent-ils en sens inverse ?

Les forces latérales de deux masses tournant en sens inverse s'annulent, la force restante agit dans une seule direction et l'auge vibre linéairement. Si les moteurs tournent dans le même sens, l'auge décrit un cercle et le matériau ne s'écoule pas régulièrement.

Peut-on remplacer un moteur vibrant par un moteur électrique ordinaire ?

Non. Un moteur vibrant est construit avec des masses, des roulements renforcés et un carter prévus pour créer la vibration. Un moteur ordinaire ne sert que si l'alimentateur possède un excitateur mécanique séparé, pour l'entraîner par cardan.

Si un seul moteur de l'alimentateur grille, ne remplace-t-on que celui-là ?

On peut le remplacer par le même modèle avec le même réglage des masses. Si l'on monte un moteur d'une autre marque ou d'une autre force, les deux côtés ne produisent pas une force égale et l'auge vibre en se dandinant ; c'est pourquoi la plupart des exploitants renouvellent les deux moteurs ensemble.

Quel courant absorbe un moteur d'alimentateur de 30 kW ?

Le DRG-225M-6 6 pôles absorbe 56,2 A sous 400 V, le DRG-200L-4 4 pôles 53,8 A sous 400 V. Le relais thermique se règle d'après le courant de plaque.

Envoyez-nous la plaque de l'alimentateur, l'étiquette du moteur et le mode de démarrage de l'armoire ; nous déterminerons ensemble le moteur adapté. Téléphone +90 (542) 666 11 11, e-mail [email protected], page contact. Pour tous les moteurs standard et les prix actuels : Acheter un moteur électrique en ligne.

Sources

1. MEKA – MF Series Vibrating Feeders / Vibrating Grizzly Feeders (katalog) – 1,1–19 kW par moteur ; 2 ou 4 moteurs ; 1000/1500 tr/min.
2. Constmach – CPG-09 Vibrating Feeder – 80–100 t/h, 2 × 3 kW ; moteurs contrarotatifs, réglage par la vitesse.
3. Metso – Opti-Flo feeders and screens range (VF primary feeders) – série VF 15–55 kW, 450–1800 t/h ; entraînement électrique ou hydraulique.
4. OLI – MVM Mechanical Exciter (broşür, 12/2024) – entraînement par cardan, moteur asynchrone ou hydraulique ; 18,5–37 kW, 750–1000 tr/min.