Moteur de concasseur à cône : choix du moteur en secondaire et tertiaire

Le moteur d’un concasseur à cône est un moteur asynchrone triphasé standard qui entraîne l’arbre pignon horizontal du concasseur, le plus souvent par courroies trapézoïdales ; le pignon fait tourner l’excentrique et, avec lui, le manteau. Pour les concasseurs à cône utilisés en concassage secondaire et tertiaire, les catalogues donnent un moteur principal de 75–90 kW sur les petits modèles, 200–315 kW sur les modèles moyens et 500–750 kW sur les grands modèles miniers [1][2][4]. Chaque concasseur à cône possède en plus de petits moteurs auxiliaires distincts dans ses centrales de graissage et de réglage hydraulique.

Vous trouverez ici ce que fait un concasseur à cône dans l’installation, pourquoi ses moteurs principal et auxiliaires se traitent séparément, ce qu’indiquent les catalogues et quels moteurs DRG conviennent. La liste de prix à jour se consulte via Acheter un moteur électrique en ligne ; pour les autres machines de la ligne de concassage-criblage, voir Moteurs pour installations de concassage.

Qu’est-ce qu’un concasseur à cône et que fait-il en secondaire et tertiaire ?

Un concasseur à cône comporte un revêtement concave fixé au bâti et une pièce conique, le manteau, qui tourne à l’intérieur. Le manteau repose sur une bague excentrique : il ne tourne donc pas exactement au centre, un côté se rapproche du concave pendant que l’autre s’en éloigne. La roche est écrasée côté fermeture, glisse vers le bas côté ouverture et sort enfin par le réglage inférieur (CSS). Comme le concasseur à mâchoires, il travaille par compression, mais en continu et sur tout le pourtour.

Il se place après le primaire. Un cône grossier qui reçoit la roche de 150–250 mm sortie des mâchoires travaille au stade secondaire ; un cône fin qui ramène ce produit aux tailles de gravillons et de granulats travaille au stade tertiaire (voire quaternaire). Dans la série d’un fabricant, la distinction apparaît même dans le nom : les modèles avec un « S » sont des secondaires, les autres servent au tertiaire et au-delà [2].

On préfère le concasseur à cône pour les roches dures et abrasives : basalte, granite, diabase, graviers riches en quartz et minerais métalliques. Dans ces roches, battoirs et plaques d’un concasseur à percussion s’usent vite ; le cône écrase la roche contre la roche et maintient un coût d’usure bas.

Ce qui le distingue des autres concasseurs

• Concasseur à mâchoires : reçoit les plus gros blocs, mais son produit est moins fin et moins régulier que celui d’un cône.
• Concasseur secondaire à percussion : donne un produit cubique et un fort rapport de réduction dans le calcaire ; l’usure augmente en roche dure.
• Concasseur à axe vertical (VSI) : utilisé pour la fabrication de sable et la forme des grains ; c’est l’étape qui suit le cône.

Comment le moteur fait-il tourner le manteau ?

Le moteur principal est posé sur un socle séparé à côté du concasseur. Les courroies partant de la poulie moteur entraînent la poulie de l’arbre intermédiaire horizontal (countershaft). Le pignon conique en bout de cet arbre entraîne la couronne de la bague excentrique, et l’excentrique donne au manteau son mouvement giratoire. La fiche d’un modèle moyen donne une vitesse d’arbre d’entrée de 750–900 tr/min [5] ; le rapport de poulies adapte la vitesse du moteur à cette valeur.

Certains très grands modèles miniers n’ont pas de courroies : sur un modèle de 750 kW, le moteur est accouplé directement à l’arbre pignon, qui tourne à 993 tr/min à 50 Hz [4]. Les moteurs de cette taille sont des conceptions spéciales et ne font pas partie de la gamme DRG.

Les moteurs auxiliaires forment une liste à part

Les pièces mobiles du cône sont graissées et refroidies par huile sous pression ; le moteur principal ne démarre donc pas tant que la centrale de graissage ne tourne pas. Le réglage et l’évacuation des corps étrangers sont aussi hydrauliques. Exemples tirés des catalogues :

• Sur un modèle moyen (moteur principal 149 kW), pompe de graissage 1,1 kW et module de réglage hydraulique 3,7 kW [5].
• Sur le modèle minier de 750 kW, moteur de pompe de graissage 11 kW à 2 950 tr/min et pompe de réglage hydraulique 7,5 kW à 970 tr/min [4].

Ces moteurs sont alimentés et protégés dans l’armoire séparément du moteur principal. Ils doivent figurer sur des lignes distinctes de la commande pour ne pas être confondus avec l’entraînement principal.

Puissance moteur des concasseurs à cône du marché

Le concasseur à cône n’a qu’un seul moteur d’entraînement principal. Les valeurs du tableau concernent ce moteur unique ; les moteurs auxiliaires figurent à part sur la dernière ligne.

Dans ce groupe de machines, on voit des options de moteur d’environ 75 à 750 kW selon le modèle et la capacité du constructeur [2][4].

Le premier facteur de puissance est le diamètre de tête (manteau) : 90 kW pour une tête de 735 mm, 500 kW pour 1 400 mm [1]. Pour un même cône, la course, le CSS, le profil de chambre et le débit d’alimentation modifient tous la puissance absorbée. Une course plus longue et une alimentation en charge augmentent ensemble la capacité et la puissance. C’est pourquoi les constructeurs donnent pour un même concasseur une plage de moteurs, par exemple 132–250 kW, plutôt qu’une valeur unique [2].

La partie qui recoupe la gamme DRG

Les modèles de 75 à 355 kW du catalogue peuvent être équipés de moteurs DRG en fonte. Les grands modèles de 370 kW, 500 kW, 700 kW et 750 kW dépassent la limite de 355 kW et sont hors de la gamme DRG. Les moteurs auxiliaires des catalogues (1,1 à 11 kW) entrent dans la gamme DRG [4][5].

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Lire le tableau de sélection : de la puissance absorbée au moteur

La puissance moteur d’un concasseur à cône ne se calcule pas par une formule ; elle se lit dans le tableau des points de fonctionnement du constructeur. La brochure d’un fabricant compare deux courses pour le même concasseur, la même chambre et le même CSS de 25 mm [2] :

• Course 40 mm : environ 350 t/h, 280 kW absorbés ; moteur conseillé 315 kW.
• Course 22 mm : environ 220 t/h, 140 kW absorbés ; moteur conseillé 200 kW.

Ces deux points donnent les ratios suivants : environ 0,80 kWh par tonne dans le premier cas et 0,64 kWh dans le second. Le moteur travaille à environ 89 % de charge dans le premier cas et 70 % dans le second. L’ordre de lecture est : choisir la capacité visée et le CSS, puis la course et la chambre adaptées, lire la puissance absorbée dans le tableau et retenir la puissance normalisée immédiatement supérieure. On ne choisit pas un moteur au-dessus de la limite haute du catalogue, car les pièces mécaniques du concasseur sont dimensionnées pour elle.

Côté DRG, les deux moteurs de l’exemple sont le DRG-355L-4 pour 315 kW (1490 tr/min, 526 A sous 400 V) et le DRG-315L2-4 pour 200 kW (1490 tr/min, 334 A sous 400 V).

Liste de contrôle pour le moteur d’un concasseur à cône

• Modèle, diamètre de tête, type de chambre et course ; puissance moteur donnée par le constructeur pour cette combinaison.
• Vitesse et sens de rotation de l’arbre d’entrée ; diamètre de la poulie moteur et nombre de courroies.
• Puissance, vitesse et tension des moteurs de graissage et de centrale hydraulique (sur des lignes séparées).
• Verrouillage interdisant le démarrage du moteur principal avant l’établissement de la pression d’huile (côté armoire).
• Méthode de démarrage : le concasseur démarre-t-il à vide, du matériau peut-il rester dans la chambre ; étoile-triangle, démarreur progressif ou variateur.
• Besoin d’un réchauffeur d’huile en climat froid ou d’un moteur de ventilateur de refroidisseur d’huile en région chaude.

Vitesse, démarrage et montage

Une vitesse d’arbre d’entrée de l’ordre de 750–900 tr/min [5] permet d’utiliser par courroies un moteur 4 pôles (1500 tr/min) ou 6 pôles (1000 tr/min) ; le choix suit le rapport de poulies et les cotes du socle du constructeur. Lors d’un remplacement, le plus sûr est de garder le même nombre de pôles ; si celui-ci change, la poulie doit être recalculée (calculateur poulie-courroie).

On lance le cône sans charge, puis on ouvre l’alimentation quand le moteur a atteint sa vitesse. Sans volant, son inertie est plus faible que celle d’un concasseur à mâchoires, mais le démarrage devient plus dur avec de l’huile froide et du matériau resté dans la chambre. Les moteurs DRG à partir de 4 kW sont bobinés en 400/690 V et conviennent aux armoires étoile-triangle ; si un démarrage chargé est probable, on préfère un démarreur progressif ou un variateur. Surveiller le courant lors des hausses brutales de charge fait partie de la protection ; certaines automatisations de concasseur ajustent l’alimentation à la puissance absorbée par le moteur [2]. Pourquoi le courant de démarrage est élevé : voir cet article. Le câblage revient à un électricien qualifié.

Le moteur principal est monté à pattes (B3) sur une glissière de tension de courroies. Les moteurs de pompe de graissage sont le plus souvent bridés sur la pompe (B5 ou B35). Relevez la forme exacte sur le plan du constructeur et comparez-la à nos dessins techniques.

Correspondance avec les moteurs DRG

DRG Motor est fabricant, fournisseur et vendeur de moteurs électriques. Gamme : moteurs triphasés fonte de 0,55–355 kW et aluminium de 0,25–11 kW, 1000/1500/3000 tr/min, 230/400 V ou 400/690 V ; montage B3, B5, B14 ou B35 indiqué par note de commande. Pour les concasseurs à cône, nous couvrons les moteurs principaux de 75 à 355 kW ainsi que les moteurs de graissage et de centrale hydraulique. Entre 90 et 355 kW, nos 4 pôles offrent un couple de démarrage égal à 2,0 fois le couple nominal. Les deux dernières lignes du tableau correspondent aux moteurs auxiliaires de la fiche du modèle de 750 kW (11 kW 2 pôles, 7,5 kW 6 pôles).

Les moteurs DRG MOTOR sont garantis 2 ans à compter de la date de livraison contre les défauts de matière et de fabrication (certificat de garantie). Le processus d’approvisionnement des moteurs de concasseur de forte puissance est décrit dans notre article sur la fourniture de moteurs de concasseur.

Moteurs de cette puissance pour concasseurs à cône

• DRG-280M-4 – 90 kW – 1486 tr/min – 280M fonte
• DRG-315M-4 – 132 kW – 1488 tr/min – 315M fonte
• DRG-315L2-4 – 200 kW – 1490 tr/min – 315L fonte
• DRG-355M-4 – 250 kW – 1490 tr/min – 355M fonte
• DRG-355L-4 – 315 kW – 1490 tr/min – 355L fonte
• DRG-400M-4 – 355 kW – 1490 tr/min – 400M fonte

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Questions fréquentes

Quelle puissance en kW pour un concasseur à cône ?

Les catalogues donnent 75–90 kW sur les petits modèles, 200–315 kW sur les moyens et 500–750 kW sur les grands modèles miniers. Pour un même concasseur, le constructeur indique souvent une plage ; la valeur exacte se lit selon la course et la chambre.

Le moteur de pompe de graissage se change-t-il avec le moteur principal ?

Non, ce sont des moteurs distincts. Les moteurs de graissage et de centrale hydraulique se choisissent séparément d’après leur propre plaque ; dans les exemples des catalogues, leur puissance va de 1,1 à 11 kW.

DRG propose-t-il des moteurs de concasseur à cône au-delà de 355 kW ?

Non. La gamme DRG s’arrête à 355 kW ; les cônes qui demandent 370 kW ou plus en sont exclus. Leurs moteurs auxiliaires, en revanche, sont dans la gamme.

Pourquoi un concasseur à cône ne tourne-t-il pas sans pression d’huile ?

La bague excentrique et les paliers sont graissés et refroidis par huile sous pression. Tourner sans débit d’huile peut abîmer les paliers en quelques minutes ; l’armoire est donc verrouillée pour bloquer le moteur principal tant que la pression n’est pas établie.

Envoyez-nous la plaque du concasseur, celles des moteurs principal et auxiliaires et la dimension de la poulie ; nous définirons ensemble les bons moteurs DRG. Joignez-nous au +90 (542) 666 11 11, à [email protected] ou via le formulaire de contact ; les modèles du magasin sont listés sur Acheter un moteur électrique en ligne.

Sources

1. Metso – Nordberg HP Series cone crushers (broşür) – HP100–HP6 : puissance 90–700 kW, diamètre de tête, ouverture et capacité ; moteur hydraulique de réglage.
2. Metso – Nordberg GP Series cone crushers (broşür) – série GP 75–400 kW ; puissance absorbée selon course et CSS et moteur conseillé (280 kW → 315 kW, 140 kW → 200 kW).
3. Sandvik – Cone crusher range CH/CS 400-600 (broşür, bayi kopyası) – CH420–CH660 et CS420–CS660 : moteurs 90–315 kW, plages de capacité et de CSS ; réservoir d’huile standard.
4. Sandvik – CH890i & CH895i technical specification – moteur principal 750 kW (6/8 pôles, entraînement direct, pignon 993 tr/min) ; pompe de graissage 11 kW 2 950 tr/min ; pompe de réglage 7,5 kW 970 tr/min.
5. Terex Cedarapids – RC45III cone crusher specification – moteur principal 149 kW, arbre d’entrée 750–900 tr/min, courroies ; pompe de graissage 1,1 kW, module hydraulique 3,7 kW.