Moteurs électriques pour vis d'aliment et systèmes de transport

Le moteur de vis d'aliment est le moteur électrique triphasé qui entraîne l'arbre de la vis par un réducteur ou une courroie et pousse l'aliment dans un tube ou une auge. Les catalogues de fabricants indiquent des moteurs de 0,37 à 5,5 kW sur les spirales et vis tubulaires qui amènent l'aliment du silo d'élevage au bâtiment, et jusqu'à 15 kW sur les grandes vis en auge d'une usine d'aliments. Quatre éléments fixent la puissance : le débit, la longueur de la vis, la hauteur de levage et l'aliment lui-même ; une farine, des granulés et du maïs concassé ne chargent pas la même vis de la même façon.

Cette page traite des vis d'une ligne d'usine d'aliments et du silo d'aliment d'un élevage ; les vis à grain des centres de collecte sont un autre sujet. Vous y trouverez les types de carter, l'effet de l'inclinaison et du taux de remplissage, des puissances sourcées, un exemple chiffré et les moteurs DRG correspondants. Pour connaître le prix du jour des moteurs qui conviennent, ouvrez Acheter un moteur électrique en ligne.

Où travaille une vis dans une ligne d'aliments ?

La vis (convoyeur à vis) est le moyen le plus simple de transporter l'aliment sur une courte distance fermée. Il n'y a ni chaîne ni brin de retour : un seul arbre à spires entraîne l'aliment dans le carter. La poussière reste à l'intérieur et la ligne se vide facilement. Mais comme elle travaille par frottement, sa puissance augmente vite avec la distance et elle peut user les granulés fragiles.

Vidange de silo et distribution en élevage

En élevage de volailles, d'engraissement ou laitier, l'aliment s'écoule du cône d'un silo extérieur vers une trémie de reprise. Une spirale flexible ou une vis tubulaire le transporte ensuite dans le bâtiment, jusqu'à la trémie en tête de la ligne d'alimentation. Un détecteur de niveau en bout de ligne arrête le moteur quand la trémie est pleine et le relance quand l'aliment baisse. Ces moteurs démarrent des dizaines de fois par jour ; leur puissance est faible et leur nombre de démarrages élevé. Les catalogues annoncent des lignes à spirale jusqu'à 100–120 m, capables de prendre des coudes.

Les vis à l'intérieur d'une usine d'aliments

En usine, les vis sont généralement courtes et fermées : vis de reprise du produit broyé sous l'unité de broyage, vis sous la trappe de vidange de l'unité de mélange, vis d'extraction sous les cellules et silos, vis de mélangeurs continus où l'on ajoute des liquides. Pour une longue distance horizontale on passe au convoyeur à chaîne, et l'élévateur à godets assure le levage vertical. Les vis doseuses qui alimentent une bascule forment un groupe à part ; leur moteur est choisi pour la variation de vitesse et les arrêts-démarrages fréquents.

Tube, auge en U ou spirale : quel effet du carter sur le moteur ?

Vis tubulaire

L'arbre à spires tourne dans un tube fermé. Entièrement close, elle peut être installée inclinée et ne laisse pas sortir de poussière. Le jeu entre spire et tube est faible ; si l'aliment s'humidifie et colle, ou si un corps étranger se coince, le couple monte brusquement. Le moteur doit être protégé contre ce blocage par un relais thermique ou une surveillance du courant.

Vis en auge en U

L'arbre à spires tourne dans une auge en U couverte. Elle est courante pour le transfert horizontal ou légèrement incliné en usine ; ajouter des sorties intermédiaires et nettoyer sont faciles. Dans les auges longues, l'arbre est porté par des paliers intermédiaires.

Spirale (sans âme)

Une spirale en acier à ressort, sans arbre central, tourne dans une gaine plastique ou un tube. Flexible, elle prend les coudes et sert sur de longues lignes. Le groupe d'entraînement se trouve en bout de ligne et tire la spirale. Les catalogues donnent des vitesses de spirale d'environ 280 à 400 tr/min ; le moteur est ramené à cette vitesse par courroie ou réducteur.

Comment l'inclinaison et le remplissage modifient-ils la puissance ?

Taux de remplissage

La part de la section de la vis occupée par l'aliment est le taux de remplissage. Les calculs de section retiennent 40–45 % pour les produits coulants à faible frottement et 15–30 % pour les produits plus lourds ou collants. Sous un mélangeur, la section se remplit d'un coup à l'ouverture de la trappe ; le moteur est donc choisi avec une marge suffisante pour cet instant.

Inclinaison

Quand la vis monte, la capacité baisse et la puissance augmente de la part de levage. Les fiches de calcul donnent une perte de capacité d'environ 1 à 2 % par degré ; pour une vis tubulaire à 45°, un fabricant indique une perte d'environ 30 %. À 12°, avec 2 % par degré, la vis transporte environ 76 % de sa capacité horizontale. Pour garder le même tonnage, il faut un diamètre plus grand ou une vitesse plus élevée, et les deux augmentent la puissance du moteur.

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Quelle puissance pour un moteur de vis d'aliment ? Valeurs du marché

A) Ce qu'indiquent les catalogues de fabricants

Pour ce groupe de machines, les vis d'aliment, les modèles des fabricants vont d'environ 0,37 à 15 kW selon le modèle et la capacité. Chaque valeur est le moteur d'entraînement d'une seule vis. Une usine d'aliments peut compter quinze ou vingt vis ; leur somme est une puissance installée, pas la taille du moteur d'une vis.

B) Ce que couvre la gamme DRG

DRG Motor est fabricant, fournisseur et vendeur de moteurs électriques. Pour l'entraînement des vis, vous pouvez choisir des moteurs en aluminium de 0,25 kW jusqu'à 11 kW et en fonte de 0,55 kW jusqu'à 355 kW ; chaque moteur est triphasé, se choisit en 2, 4 ou 6 pôles et reçoit un bobinage 230/400 V ou 400/690 V. Indiquez simplement à la commande s'il faut une bride (B5, B14), des pattes (B3) ou les deux (B35). Toute la plage de 0,37 à 15 kW observée sur les vis d'aliment est couverte. Les moteurs monophasés de certaines lignes à spirale et les groupes d'entraînement spéciaux intégrés à leur réducteur ne font pas partie de la gamme ; sur ces groupes, on remplace le plus souvent l'ensemble plutôt que le moteur. Pour le prix d'un moteur de convoyeur à vis, le tableau dynamique ci-dessous affiche les valeurs actuelles :

Comment calculer la puissance d'une vis ? Formule et exemple

Formule simple

La fiche de calcul d'un fabricant de spires donne la puissance d'entraînement à partir du débit massique et de la somme du frottement horizontal et du levage :

P = ṁ · g · (L · f + h) / η

• P : puissance à l'arbre de la vis (W) ; ṁ : débit massique (kg/s) ; g : 9,81 m/s².
• L : longueur de la vis (m) ; h : différence de hauteur entre entrée et sortie (m).
• f : résistance au déplacement, 2 à 4 pour les vis horizontales et 4 à 8 pour les vis verticales. La même fiche donne 2,3 pour l'aliment composé, 2,0 pour le maïs concassé grossier et 2,5 pour le son.
• η : coefficient de pertes, pris à environ 0,8 dans la fiche.

Exemple : vis de vidange sous l'unité de mélange

Un aliment composé en farine (densité apparente 0,5 t/m³) doit être transporté à 12 tonnes par heure par une vis en auge en U de 9 m et 250 mm de diamètre, avec une élévation de 1,5 m jusqu'à la cellule de presse.

• Débit volumique : 12 / 0,5 = 24 m³/h. Dans le tableau de la fiche, une vis de 250 mm remplie à 45 % transporte 27 m³/h à 90 tr/min ; environ 80 tr/min suffisent pour 24 m³/h.
• Débit massique : 12 000 / 3 600 ≈ 3,33 kg/s.
• Puissance : 3,33 × 9,81 × (9 × 2,3 + 1,5) / 0,8 ≈ 907 W, soit environ 0,91 kW. Installée à plat, elle aurait demandé environ 0,85 kW.

Le palier standard de 1,1 kW paraît suffire. Mais à l'ouverture de la trappe du mélangeur la vis démarre complètement pleine, et aux faibles puissances l'incertitude du calcul est grande ; un guide d'ingénierie recommande une correction de surcharge pour les petites puissances de vis. Le palier supérieur, le moteur 4 pôles de 1,5 kW DRG-90L-4 (1445 tr/min, 3,3 A sous 400 V), est donc le choix le plus sûr. Si la même vis mesurait 15 m, le résultat monterait à environ 1,47 kW et il faudrait 2,2 kW ; sur ce type de vis, c'est la longueur qui augmente le plus vite la puissance.

Vitesse et rapport de réduction

Pour 80 tr/min avec un moteur de 1445 tr/min, le rapport est d'environ 18. Dans les catalogues, la vitesse d'arbre des vis d'usine ne dépasse pas 136 tr/min, alors que les spirales tournent à 280–400 tr/min et utilisent donc une courroie ou un réducteur à faible rapport. Rapport et couple se calculent dans notre calculateur de sortie de réducteur ; pour une transmission par courroie, passez par le calculateur poulie-courroie. Ce calcul sert au pré-dimensionnement ; la puissance définitive vient de l'étude du fabricant de la vis.

Liaison moteur-réducteur : que vérifier au montage ?

Sur les vis d'usine, le moteur est le plus souvent bridé (B5 ou B14) sur l'entrée d'un réducteur monté sur l'arbre de la vis, ce qui évite l'alignement d'un accouplement. Le moteur à pattes (B3) sert pour les entraînements par courroie ou accouplement, sur un socle séparé. Pour les vis tubulaires d'élevage, les catalogues proposent aussi bien des moteurs à courroie que des motoréducteurs. La forme exacte vient du plan du fabricant de la vis ; consultez la page dessins techniques pour les dimensions d'arbre et de bride.

Le sens de rotation détermine le sens de transport. Après un changement de moteur, le premier essai se fait vis vide en vérifiant le sens ; une vis qui tourne à l'envers repousse l'aliment vers l'entrée et fait déborder la trémie. Le raccordement doit être réalisé par un électricien qualifié, et avant toute maintenance l'alimentation doit être coupée et consignée avant d'ouvrir un capot.

Moteur de vis d'aliment : les points à vérifier avant de choisir

• Aliment transporté : farine, granulés, grain concassé ou son. Sa densité et son humidité.
• Capacité (t/h ou m³/h), diamètre, longueur, inclinaison et dénivelé de la vis.
• Vitesse de l'arbre et rapport du réducteur ; diamètres de poulies si entraînement par courroie.
• Conditions de démarrage : la vis démarre-t-elle vide ou pleine, comme sous un mélangeur ou un silo ?
• Fréquence de démarrage : combien de fois par heure démarre une ligne pilotée par détecteur de niveau ?
• Environnement : poussière de farine, humidité, pluie en extérieur ; étanchéité des entrées de boîte à bornes.
• Protection : réglage thermique ou surveillance du courant contre les bourrages. Outil sélection relais thermique, fusible et contacteur.
• Plaque de l'ancien moteur : puissance, vitesse, carcasse, bride et diamètre d'arbre.

Moteurs DRG pour les vis d'aliment

Voici des modèles 4 pôles couvrant la plage de puissance des vis d'aliment. La carcasse aluminium est disponible jusqu'à 11 kW ; dans une usine poussiéreuse et humide, la fonte est souvent préférée.

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). Pour les différences de choix dans d'autres usages comme l'alimentation en combustible ou le transfert de grain, lisez notre article moteur de vis sans fin : puissance et vitesse ; pour les autres machines d'une ligne d'aliments, voyez l'approvisionnement en moteurs pour usines et machines d'aliments.

Moteurs de cette puissance

• DRG-802-4 – 0,75 kW – 1420 tr/min – 80 fonte
• DRG-90L-4 – 1,5 kW – 1445 tr/min – 90L fonte
• DRG-100L1-4 – 2,2 kW – 1450 tr/min – 100L fonte
• DRG-112M-4 – 4 kW – 1450 tr/min – 112M fonte
• DRG-132M-4 – 7,5 kW – 1460 tr/min – 132M fonte

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Moteur de vis d'aliment : questions fréquentes

Quelle puissance pour un moteur de vis de silo ?

Les catalogues indiquent 0,37 à 1,1 kW sur les spirales d'élevage et 0,75 à 5,5 kW sur les vis tubulaires et en auge. Plus la ligne est longue et inclinée, plus on se rapproche des valeurs hautes ; la puissance exacte figure dans le tableau du fabricant.

Pourquoi le moteur de vis disjoncte-t-il souvent ?

Les causes les plus fréquentes sont un aliment humide et collant, un corps étranger enroulé sur la spire, une sortie bouchée et une alimentation supérieure à la capacité de la ligne. Cherchez d'abord la cause mécanique ; augmenter le réglage thermique laisse le moteur sans protection.

Faut-il un variateur pour un moteur de vis ?

En général non pour les vis de transport ; le moteur tourne à vitesse fixe. Le variateur sert sur les vis d'alimentation et de dosage dont la capacité doit être réglée.

Combien d'ampères consomme un moteur de vis de 1,5 kW ?

Le moteur 4 pôles DRG-90L-4 consomme 3,3 A sous 400 V. Le relais thermique est réglé sur le courant de la plaque.

Avec le diamètre et la longueur de la vis, l'aliment transporté et la plaque de l'ancien moteur, nous pouvons choisir le moteur avec vous. Joignez-nous au +90 (542) 666 11 11, à [email protected] ou via la page contact. La liste de prix des moteurs de vis d'aliment et les 120 modèles se trouvent dans Acheter un moteur électrique en ligne.