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Accouplement à étoile ou à mâchoires droites pour pompes d’exhaure minière : lequel choisir ?
Un accouplement à mâchoires courbes et un accouplement à mâchoires droites se ressemblent presque à l’identique sur un groupe de pompage minier, et l’acheteur qui remplace l’accouplement d’une pompe d’exhaure ne sait souvent pas lequel est monté ni lequel il lui faut. Les deux conviennent aux pompes d’exhaure du fond et aux petites pompes d’une laverie, mais ils réagissent différemment au désalignement, aux chocs des démarrages et des coups de bélier, et aux conditions humides et boueuses. Voici comment se comparent mâchoires courbes et mâchoires droites sur ces pompes, où chacun convient, où aucun ne convient, et ce qu’il faut vérifier avant de remplacer l’un par l’autre.
Ce qui distingue mâchoires courbes et mâchoires droites
Sur un accouplement à étoile, les flancs des mâchoires sont courbes et l’étoile élastique a des dents bombées, légèrement précomprimées quand on rapproche les moyeux. Cette précompression supprime le jeu, et le contact bombé éloigne la charge des arêtes des dents quand les arbres forment un léger angle, de sorte qu’une plus grande partie de l’élément travaille.
Un accouplement à mâchoires droites, comme notre gamme d’accouplement à mâchoires, a des flancs plans et un élément en forme de fleur généralement monté avec peu ou pas de précompression. Il est simple, robuste et facile à monter, mais en désalignement angulaire la charge se reporte sur les arêtes de l’élément, et à l’inversion du couple un petit choc peut se produire avant que les mâchoires reprennent l’autre côté.
Les deux types sont à sécurité intégrée : si l’élément est détruit, les mâchoires s’emboîtent et la pompe continue de tourner, le bruit et l’endommagement des moyeux servant d’alerte. Aucun des deux ne tolère beaucoup de décalage radial, donc l’alignement compte pour les deux ; la conception à mâchoires courbes est simplement plus tolérante aux petites erreurs angulaires.
Ce que les pompes d’exhaure et de laverie imposent à l’accouplement
Les pompes d’exhaure en régulation de niveau peuvent démarrer de nombreuses fois par poste, et chaque démarrage direct fait passer un couple de pointe dans l’accouplement. Quand une pompe s’arrête et que le clapet anti-retour claque, le coup de bélier peut renvoyer par l’arbre une brève pointe de couple, parfois une brève inversion, et tout jeu dans l’accouplement la transforme en chocs qui rongent les arêtes de l’élément.
C’est là que l’étoile précomprimée prend l’avantage, puisqu’il n’y a pas de jeu dans lequel frapper. La dureté de l’élément compte aussi : nos accouplements à étoile XL sont dimensionnés avec un élément 92 ShA, et un élément 98 ShA transmet environ 70 % de couple en plus, mais l’élément plus dur transmet aussi les chocs plus directement ; n’y passez donc pas seulement pour gagner de la marge sur une pompe soumise aux chocs.
L’eau de mine est humide, souvent boueuse et parfois chimiquement agressive, et les salles de pompes peuvent être chaudes. Vérifiez la matière de l’élément par rapport à l’eau, aux éventuels produits chimiques et à la température au niveau de l’accouplement, arrêtez la boue avec un carter plein, et restez dans les plages de température de service : −35 °C à +80 °C pour nos accouplements à étoile et −30 °C à +80 °C pour nos accouplements à mâchoires droites.
Changement d’élément et pièces de rechange
Sur les versions de base des deux types, changer l’élément impose de reculer un moyeu, si bien que le moteur ou la pompe doit être déplacé si la place axiale ne suffit pas. Quand un groupe de pompage est installé à l’étroit et que déplacer le moteur coûte un poste, l’accouplement à mâchoires à double bride LMS permet de changer l’élément sans déplacer les machines.
Les étoiles et les éléments en fleur ne sont pas interchangeables, et des éléments de fabricants différents ne s’adaptent souvent pas aux moyeux des autres, même au sein d’un même type. Si une station de pompage mélange les deux, standardisez un type par taille de pompe afin qu’un seul type d’élément couvre toutes les pompes identiques, et notez la dureté de l’élément pour chaque accouplement.
Lequel choisir
Aucun type n’est meilleur partout ; le service et la situation de maintenance décident. Comme point de départ :
| Situation | Choix le plus adapté |
|---|---|
| Groupe compact, démarrages fréquents, clapet anti-retour qui claque, aucun jeu souhaité | Accouplement à étoile (mâchoires courbes) |
| Démarrages modérés, service régulier, éléments en fleur déjà en stock | Accouplement à mâchoires droites |
| Moteur ou pompe difficile à déplacer pour changer l’élément | Accouplement à mâchoires à double bride LMS |
| Châssis qui bougent, grand écart entre bouts d’arbre ou couple au-delà des deux gammes | Aucun des deux ; autre type d’accouplement |
Exemple de situation typique : une station de pompage du fond fait tourner une rangée de pompes d’exhaure identiques en régulation de niveau, et les éléments à mâchoires droites s’usent sur les arêtes et cognent à chaque arrêt. Des accouplements à étoile avec une étoile précomprimée y suppriment le jeu, tandis que les pompes d’eau de procédé de la laverie, qui tournent longtemps de façon régulière, peuvent rester sur des accouplements à mâchoires droites.
Vérifier alésages, longueur et place avant le remplacement
Un accouplement à étoile ne prend pas automatiquement la place d’un accouplement à mâchoires droites, et inversement. Avant de changer de type, vérifiez :
- Les diamètres d’arbre et rainures de clavette des deux côtés : nos moyeux d’accouplement à étoile ont des alésages cylindriques en standard et un alésage conique seulement après vérification de résistance, tandis que nos moyeux à mâchoires droites peuvent recevoir des alésages de type Y, J ou Z (conicité 1:10) selon la GB/T 3852.
- L’écart entre bouts d’arbre et la longueur totale du nouvel accouplement, pour qu’aucune des deux machines n’ait à bouger.
- Le diamètre extérieur par rapport au carter existant, et la place axiale nécessaire pour reculer un moyeu lors d’un changement d’élément.
- La puissance et la vitesse du moteur, pour dimensionner l’accouplement sur le couple nominal avec un facteur de service et vérifier le couple de pointe des démarrages et des coups de bélier.
Si le nouvel accouplement demande un autre écart entre bouts d’arbre, modifier la conception du moyeu revient généralement moins cher que déplacer le châssis de la pompe ou du moteur. Envoyez-nous les dimensions et nous vous dirons quelle solution conserve l’implantation existante.
FAQ
Peut-on monter une étoile à mâchoires courbes dans un accouplement à mâchoires droites ?
Non. Les formes de mâchoires sont différentes : l’élément soit n’entre pas, soit est chargé aux mauvais endroits ; changez les moyeux et l’élément ensemble.
Lequel dure le plus longtemps sur une pompe d’exhaure ?
Cela dépend davantage de l’alignement, du carter et du service que du type. Sur les pompes à démarrages fréquents avec un clapet qui claque, l’élément de la conception à mâchoires courbes dure généralement plus longtemps parce qu’il n’a pas de jeu ; sur des pompes à marche régulière, la différence est faible.
Ces accouplements doivent-ils être lubrifiés ?
Non. Les deux fonctionnent à sec ; gardez-les propres et sous carter, et contrôlez l’élément lors des arrêts programmés.
Quelle gamme de tailles fournissez-vous ?
Nos accouplements à étoile XL vont de XL0 à XL16 avec des alésages de 6 mm à 200 mm, et nos accouplements à mâchoires droites LM de LM50 à LM400 selon la GB/T 5272-2017 avec des alésages de 10 mm à 160 mm. Choisissez la taille d’après le couple nominal du moteur, le facteur de service et le couple de pointe, pas seulement d’après l’alésage.
Envoyez les plaques signalétiques de la pompe et du moteur, les diamètres d’arbre et rainures de clavette, l’écart entre bouts d’arbre, une photo de l’accouplement existant et une note sur la fréquence des démarrages et la violence de fermeture du clapet anti-retour. Les tailles standard partent en 10 jours au plus tôt et une refabrication d’après une ancienne pièce prend au moins 20 jours, les moyeux non standard sont confirmés après examen du plan, et un rapport de contrôle dimensionnel peut être fourni avec la livraison. Envoyez-nous votre plan ou les données relevées, et nous recommanderons un accouplement à étoile ou à mâchoires droites pour chaque pompe.
Besoin d’une validation technique pour le choix ou le remplacement ?
Envoyez la puissance, la vitesse, les diamètres d’arbre, la rainure de clavette, les dimensions de montage, les plans ou des photos de l’ancienne pièce. Nous vérifions d’abord les conditions de service avant de confirmer le modèle et le devis.