Moteur de concasseur tertiaire : puissance pour le concassage fin et le sable

Le concasseur tertiaire est le percuteur à axe horizontal du troisième étage d’une ligne de concassage : il reçoit une roche pré-concassée de 150 mm au plus et la transforme en sable 0–5 mm et en gravillon fin cubique. Le moteur entraîne le rotor par courroies trapézoïdales et le rotor tourne à environ 800–900 tr/min [3] ; c’est cette vitesse périphérique élevée qui produit le sable. Sur les percuteurs tertiaires du marché, la puissance d’un moteur unique se situe à peu près entre 90 et 355 kW [1][2][4]. La puissance nécessaire augmente avec la quantité de sable visée, la dureté de la roche et la vitesse du rotor.

Vous trouverez ci-dessous le rôle du concasseur tertiaire en concassage fin, la façon d’estimer la puissance du moteur par une formule de capacité et les moteurs DRG adaptés à ces machines. Pour les prix actuels des moteurs adaptés, voir Acheter un moteur électrique en ligne. Moteurs pour l’ensemble de l’installation : Moteurs pour installations de concassage.

Qu’est-ce qu’un concasseur tertiaire et quel est son rôle en concassage fin ?

Le concasseur tertiaire traite une roche déjà réduite aux premier et deuxième étages. Son rôle n’est pas de couper la pierre en deux, mais d’en casser les arêtes, de rendre cubiques les grains plats et allongés et de produire du matériau de taille sable. Outre les écrans de choc, il possède des plaques de broyage dans la zone basse ; l’écart entre plaques et rotor se règle hydrauliquement [1]. Un constructeur indique 30–60 m/s de vitesse périphérique pour un rotor à quatre battoirs et 50–75 m/s pour un rotor à deux battoirs ; ce dernier sert à produire du sable fin à faible débit, à partir d’une alimentation de 80 mm au plus [1].

Quels matériaux et où ?

• Sable à béton et à enduit (0–5 mm) dans les carrières de calcaire et de dolomie.
• Installations de granulats alluvionnaires qui concassent les gros galets pour combler un déficit de sable.
• Gravillons cubiques 5–12 mm pour enrobés, conformes aux limites d’aplatissement.
• Ajout d’une seconde machine au circuit sable lorsque le concasseur secondaire ne suffit pas.

Le principe de percussion est économique sur roche mi-dure peu abrasive. Sur roche abrasive comme le basalte ou le granite, la consommation de battoirs grimpe vite ; on préfère alors au stade tertiaire un concasseur à cône ou un concasseur à axe vertical.

Qu’est-ce qui distingue le tertiaire du secondaire et du VSI ?

Vu de l’extérieur, un percuteur tertiaire ressemble à un percuteur secondaire, mais l’alimentation est plus fine et le rotor tourne bien plus vite. Dans le secondaire, le rotor s’emploie à fendre la roche ; dans le tertiaire, l’énergie sert à corriger la forme des grains et à produire des fines. À puissance égale, il passe moins de tonnes, car le travail par tonne est plus important. Un constructeur donne un facteur de conception de 0,70 pour le stade tertiaire et de 1 pour le stade secondaire dans le calcaire [1] ; à puissance égale, cela représente environ 30 % de capacité en moins au tertiaire.

Le Concasseur à axe vertical (VSI) possède un rotor vertical qui reçoit la roche au centre et la projette vers l’extérieur ; sa courbe de sable est plus fine et ses grains plus arrondis. Le Concasseur à cône s’utilise aussi au stade tertiaire ; sur roche abrasive, le coût des battoirs devient prohibitif et l’on choisit le cône, souvent suivi d’un VSI pour la cubicité. Le percuteur tertiaire à axe horizontal simplifie l’installation sur roche mi-dure peu abrasive, car une seule machine fournit à la fois sable et gravillons cubiques.

Comment le moteur entraîne-t-il le rotor ? Poulies, courroies et vitesse élevée

Sur un percuteur tertiaire, le moteur repose sur un socle séparé et entraîne la grande poulie de l’arbre du rotor par des courroies de profil SPC. Sur les trois tailles de rotor d’un constructeur, la poulie d’entraînement mesure environ 800 mm et l’on utilise 10 courroies SPC [1]. La poulie est fixée à l’arbre par des bagues de serrage coniques [1].

La vitesse du rotor est nettement plus élevée que sur un secondaire. Un rotor de 1 100 mm atteint environ 46 m/s à 800 tr/min et environ 52 m/s à 900 tr/min. Un rotor de 1 000 mm doit tourner à environ 955 tr/min pour 50 m/s. Avec une poulie de rotor de 800 mm, cette vitesse demande une poulie moteur d’environ 513 mm sur un moteur 4 pôles (1490 tr/min) et d’environ 772 mm sur un 6 pôles (990 tr/min). Avec un 6 pôles, les deux poulies deviennent presque égales ; c’est pourquoi le moteur 4 pôles est l’association la plus naturelle sur un tertiaire. Vérifiez votre rapport avec le calculateur poulie-courroie.

Une vitesse de rotor plus élevée affine le produit, mais augmente aussi l’énergie par tonne et l’usure des battoirs. Quand on modifie la vitesse en changeant de poulie, il faut surveiller de nouveau le courant du moteur et revoir le réglage du relais thermique. La pompe du système hydraulique qui règle les plaques tourne avec un petit moteur indépendant du moteur principal [1] ; ce moteur auxiliaire ne s’ajoute pas aux kW du moteur principal.

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Puissance du moteur de concasseur tertiaire : données du marché et équivalent DRG

A) Puissance moteur relevée sur les modèles du marché

Dans ce groupe de machines, on observe des moteurs uniques d’environ 90–355 kW selon le modèle et la capacité du constructeur [1][2][4]. La valeur de 630 kW est le total de deux moteurs et ne doit pas être lue comme un moteur unique [4]. À diamètre de rotor égal, c’est la largeur qui fixe la puissance : quand la largeur d’un rotor Ø1000 mm passe de 500 à 1 500 mm, la classe moteur monte de 90–160 kW à 200–315 kW et la capacité de 70–100 t/h à 170–250 t/h [1]. Même pour une machine donnée, la valeur est donnée sous forme de plage, car l’indice de travail de la roche, la finesse de sable visée et la vitesse du rotor modifient la puissance nécessaire.

B) Moteurs ayant un équivalent dans la gamme DRG

Tous les moteurs uniques entre 90 et 355 kW existent dans la gamme fonte DRG en 1500 et 1000 tr/min. En raison de la vitesse élevée du rotor des tertiaires, les versions 4 pôles (1500 tr/min) passent en premier. Les machines qui dépassent 355 kW sur un seul moteur ou qui demandent 750 tr/min sont hors de la gamme DRG ; sur les modèles à double entraînement, deux moteurs DRG distincts peuvent être envisagés si la valeur par moteur ne dépasse pas 355 kW.

Informations nécessaires pour choisir un moteur de production de sable

• Diamètre × largeur du rotor, nombre de battoirs (2 ou 4) et vitesse périphérique visée.
• Diamètres de la poulie rotor et de la poulie moteur, profil et nombre de courroies.
• Dimension d’alimentation (F80) et produit visé (P80) ; sable ou gravillon cubique.
• Nature et humidité de la roche : calcaire, alluvionnaire, dolomie ; lavée ou argileuse.
• Charge recirculée depuis le crible en circuit fermé ; elle augmente le tonnage total entrant.
• Plaque de l’ancien moteur et dimensions de l’arbre (D×E), entraxe des trous du socle.
• Type de tableau et puissance du transformateur ; présence d’un démarreur progressif ou d’un variateur.

Bien que le rotor rapide soit plus léger que celui d’un secondaire, il emmagasine beaucoup d’énergie cinétique à haute vitesse ; la montée en vitesse à vide n’est pas courte. Le concasseur démarre à vide et l’alimentation s’ouvre une fois le rotor à pleine vitesse. Choisissez la méthode de démarrage selon le réseau et l’avis du constructeur ; informations générales dans l’outil démarrage étoile-triangle et l’article sur le courant de démarrage.

Exemple chiffré : 120 tonnes par heure de sable et de gravillon à partir d’alluvionnaire

L’approche de capacité d’un article technique de constructeur est la suivante : énergie spécifique W = 11·Wi·(1/√P80 − 1/√F80), capacité Q = N / W · ft · fv · fm [1]. N est la puissance moteur (kW), Wi l’indice de travail de Bond, ft le facteur de conception tertiaire, fv le facteur de vitesse et fm le facteur d’état du matériau. En inversant la formule, on obtient la puissance nécessaire : N = Q · W / (ft · fv · fm).

• Matériau : galet de rivière, Wi = 13,53, facteur de conception tertiaire ft = 0,66 [1].
• Alimentation F80 = 60 mm, produit P80 = 8 mm.
• Vitesse périphérique 50 m/s, fv = 1,020 ; matériau humide mais propre, fm = 0,90 [1].
• Objectif : 120 t/h.

W = 11 × 13,53 × (1/√8 000 − 1/√60 000) ≈ 1,06 kWh/t. Puissance nécessaire N = 120 × 1,06 / (0,66 × 1,020 × 0,90) ≈ 209 kW. La puissance normalisée suivante est 250 kW ; avec la même formule, 250 kW donnent environ 143 t/h et 200 kW environ 115 t/h. 200 kW étant trop juste, on retient 250 kW. Il s’agit d’une estimation préliminaire ; la puissance définitive se confirme sur le tableau du constructeur.

Un rotor Ø1000 mm tourne à environ 955 tr/min pour 50 m/s. Avec une poulie de rotor de 800 mm, le 4 pôles DRG-355M-4 (250 kW, 1490 tr/min, 355M, 418 A sous 400 V) demande une poulie moteur d’environ 513 mm. Le couple nominal à l’arbre moteur est de 1 602 Nm ; la courroie le porte à environ 2 500 Nm à l’arbre du rotor. En démarrage direct, le courant atteint 7,1 × 418 ≈ 2 968 A ; on en tient compte pour le transformateur et l’appareillage. Si le socle accepte une carcasse plus grande et que le rapport de poulies est recalculé, le 6 pôles DRG-355L-6 (250 kW, 990 tr/min, 355L, 433 A) convient aussi.

Correspondance DRG et commande

DRG Motor est fabricant, fournisseur et vendeur de moteurs électriques. La gamme comprend des moteurs triphasés en carcasse aluminium (0,25–11 kW) et fonte (0,55–355 kW) à 1000/1500/3000 tr/min ; bobinage 230/400 V ou 400/690 V, montage B3, B5, B14 ou B35 précisé à la commande. Tous les modèles de la classe des concasseurs tertiaires sont bobinés en 400/690 V et conviennent à un montage à pattes (B3) sur socle ; les cotes exactes viennent du plan du constructeur du concasseur.

Les moteurs DRG MOTOR sont garantis 2 ans à compter de la date de livraison contre les défauts de matériau et de fabrication (certificat de garantie). Pour les besoins en moteurs de toute l’installation : moteurs électriques pour installations de concassage.

Moteurs DRG adaptés aux concasseurs tertiaires

• DRG-280M-4 – 90 kW – 1486 tr/min – 280M fonte
• DRG-315S-4 – 110 kW – 1488 tr/min – 315S fonte
• DRG-315L1-4 – 160 kW – 1488 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-355L-6 – 250 kW – 990 tr/min – 355L fonte

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Questions fréquentes sur le moteur de concasseur tertiaire

Quelle puissance pour le moteur d’un concasseur tertiaire ?

Elle dépend de la largeur du rotor et de la capacité. Les modèles à moteur unique du marché affichent environ 90–355 kW ; les petites machines de 70–100 t/h sont en bas de plage, et au-delà de 200 t/h on se situe vers 250–315 kW.

À quelle vitesse tourne le rotor d’un concasseur tertiaire ?

Sur les modèles d’un constructeur, à 800–900 tr/min ; sur un rotor de 1 100 mm, cela représente environ 46–52 m/s. Le moteur tourne à 1490 ou 990 tr/min et les poulies assurent le rapport.

Concasseur tertiaire ou concasseur à axe vertical pour le sable ?

Sur roche mi-dure peu abrasive, le tertiaire à axe horizontal fournit sable et gravillons cubiques avec une seule machine. Sur roche abrasive ou pour une spécification de sable très stricte, on préfère le concasseur à axe vertical.

Combien d’ampères absorbe un moteur de concasseur tertiaire de 250 kW ?

Le DRG-355M-4 absorbe 418 A sous 400 V et 440 A sous 380 V. En démarrage direct, on observe environ 7,1 fois cette valeur au démarrage.

Envoyez-nous les dimensions du rotor, les diamètres de poulies, le produit visé et la plaque de l’ancien moteur ; nous choisirons ensemble le moteur DRG adapté à votre concasseur tertiaire. Contact : +90 (542) 666 11 11, [email protected] ou le formulaire de contact. Modèles et prix : boutique en ligne.

Sources

1. MEKA – What Is a Tertiary Impact Crusher? (teknik yazı) – rotor Ø1000×500/1000/1500 : 90–160 / 160–250 / 200–315 kW, 70–250 t/h, alimentation maxi 150 mm, 30–60 m/s (4 battoirs), 50–75 m/s (2 battoirs), poulie Ø800 mm et courroies SPC ; formule de capacité et tables de facteurs.
2. Constmach – Tertiary Impact Crushers (CTC serisi) – CTC-1275/1210/1212/1215 : 60–250 t/h, 110/160/200/250 kW.
3. Constmach – CTC-1215 Tertiary Impact Crusher (teknik föy) – rotor Ø1 100 × 1 500 mm, 800–900 tr/min, alimentation maxi 150 mm, 250 kW.
4. Metso – Nordberg NP Series HSI crushers (broşür) – modèles secondaires-tertiaires : 200–315 / 250–355 kW en simple entraînement, 355–630 kW sur le plus grand (total double entraînement) ; sable manufacturé inférieur à 6 mm.