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Accouplement de sécurité de concasseur monocylindre : remplacer les goupilles de cisaillement sans perdre la protection
Sur le concasseur monocylindre d’une chaîne d’agglomération, les goupilles de cisaillement de l’accouplement de sécurité sont des pièces d’usure, et quand elles cassent souvent, la tentation est grande de monter ce qui tombe sous la main. Un boulon du commerce ou une goupille tournée dans une barre permet au concasseur de continuer à tourner, mais supprime généralement aussi la protection pour laquelle l’accouplement a été installé. Voici ce qui fixe le couple de déclenchement d’une goupille, ce qu’il faut contrôler à chaque changement, comment approvisionner des goupilles correctes et quand remplacer l’accouplement complet.
Ce que protège l’accouplement de sécurité sur un concasseur monocylindre
Le concasseur brise le gâteau d’aggloméré chaud à la sortie de la chaîne d’agglomération, avec un cylindre denté qui travaille contre des barreaux de grille ; les gros blocs et les corps étrangers comme des morceaux de grille cassés le bloquent régulièrement. Chaque blocage crée un couple de pointe bien supérieur au couple de marche, et sans dispositif de déclenchement ce couple passe directement dans le réducteur, l’arbre du cylindre et les dents.
Un accouplement de sécurité à goupilles de cisaillement se place entre le réducteur et l’arbre du cylindre et relie ses deux demi-accouplements par des goupilles logées dans des bagues trempées. Lorsque le couple atteint le couple de déclenchement, les goupilles cisaillent au plan de joint entre les deux moitiés et l’entraînement est désaccouplé ; les moitiés tournent ensuite l’une par rapport à l’autre jusqu’à l’arrêt du moteur. Pour la différence entre les modes de déclenchement et de réarmement, consultez notre article sur le principe de fonctionnement de l’accouplement de sécurité.
Pourquoi un boulon ou une goupille maison n’est pas une goupille de cisaillement
Le couple de déclenchement d’une goupille dépend de sa matière et de son traitement thermique, du diamètre de sa section cisaillée, de la position de cette section par rapport au plan de joint, du cercle de perçage et du nombre de goupilles. Les goupilles d’origine ont en général une gorge ou une section réduite placée exactement au plan de joint, pour casser net à un couple prévisible.
Un boulon du commerce n’offre aucun de ces contrôles. Sa résistance dépend d’une classe qui ne correspond pas forcément à la goupille d’origine, le plan de cisaillement peut tomber sur le fût ou le filetage, et s’il est serré, le frottement de serrage entre les moitiés ajoute un couple que la goupille d’origine n’avait jamais à porter. Résultat : un couple de déclenchement bien au-dessus du réglage d’origine, ou si dispersé que personne ne sait où il se situe.
Une goupille trop forte transmet la surcharge au réducteur, à l’arbre du cylindre et aux dents, qui coûtent bien plus cher qu’une boîte de goupilles. Une goupille trop faible casse en concassage normal, puis l’équipe se rabat sur quelque chose de plus solide, et c’est ainsi que la protection se perd le plus souvent. Exemple de situation typique : après une série de déclenchements intempestifs, des boulons du commerce sont montés et les ruptures cessent, jusqu’à ce qu’un blocage fissure un engrenage du réducteur ou torde l’arbre du cylindre.
Ce qu’il faut contrôler à chaque changement de goupilles
Un changement de goupilles est l’inspection la moins chère que vous aurez, car l’accouplement est déjà arrêté et ouvert. Avant de monter des goupilles neuves, contrôlez les points suivants :
- Trous de goupille et bagues : rayures, ovalisation ou bague desserrée signifient que la goupille neuve oscillera sous charge et cassera en dessous de son réglage.
- Fragments de goupille : retirez-les tous, car un fragment resté dans une bague peut bloquer les moitiés ou empêcher la goupille neuve de bien se loger.
- Faces et surfaces d’appui entre les moitiés : grippage ou traces de chauffe montrent combien de temps les moitiés ont tourné l’une contre l’autre après la dernière rupture.
- Dommages thermiques : décoloration ou déformation des moitiés due à la chaleur rayonnée par l’aggloméré chaud, qui affecte l’ajustement des bagues et l’alignement des goupilles.
- Fixations et alignement : des boulons de bride desserrés ou un désalignement ajoutent de la flexion aux goupilles à chaque tour.
Si les moitiés ont longtemps tourné l’une contre l’autre après une rupture, vérifiez que le moteur se coupe rapidement quand les goupilles cisaillent. Croisez les tendances de courant moteur avec le registre des ruptures pour juger de la fréquence réelle des blocages ; le courant ne vous donne pas directement la charge sur les goupilles.
Comment approvisionner des goupilles de cisaillement de rechange
Traitez les goupilles de cisaillement comme des pièces étalonnées, pas comme de la visserie. Donnez au fournisseur de quoi reproduire le couple de déclenchement, et pas seulement les dimensions extérieures :
- Une goupille d’origine neuve si vous en avez une, sinon les deux morceaux cassés ou un plan ; des photos avec dimensions relevées sont le minimum.
- Le couple de déclenchement réglé d’origine, d’après le plan ou la plaque de l’accouplement, le nombre de goupilles et le cercle de perçage.
- La matière et le traitement thermique des goupilles s’ils sont connus, ainsi que l’alésage et la longueur des bagues.
Demandez que chaque lot de fabrication soit marqué et que des échantillons de chaque lot soient testés à la rupture dans un montage qui reproduit le plan de cisaillement, avec un résultat enregistré face au couple de déclenchement réglé. Gardez les goupilles d’un même lot ensemble et ne mélangez pas les lots dans un accouplement, car des goupilles de résistance différente se partagent mal la charge et cassent l’une après l’autre. Nous fabriquons goupilles et accouplements sur plan ou à partir de photos et de dimensions relevées, avec matière et traitement thermique confirmés pour l’application, et fournissons un certificat matière ainsi qu’un rapport de traitement thermique.
Quand remplacer l’accouplement de sécurité complet
Des goupilles neuves n’ont de sens que si l’accouplement qui les entoure est sain et si le réglage correspond encore au service. Remplacez l’accouplement, ou au moins remettez-le en état, dès que l’un de ces signes apparaît :
- Bagues ou trous de goupille usés au-delà de la limite du plan, ou trous trop ovalisés pour recevoir des bagues neuves.
- Fréquence de déclenchement anormale : ruptures bien plus fréquentes qu’avant sans changement d’alimentation, ou absence de rupture lors d’un blocage qui aurait clairement dû déclencher.
- Un couple de déclenchement réglé qui ne correspond plus au service, par exemple après un changement de moteur ou de réducteur ou une hausse de débit.
- Déformation des moitiés par la chaleur, ou surfaces d’appui grippées après une longue marche suivant des ruptures.
Le couple de déclenchement doit se situer au-dessus du couple de pointe du concassage normal mais en dessous de ce que supportent le réducteur, l’arbre du cylindre et les dents ; notre article sur le couple nominal et le couple de pointe des accouplements explique comment fixer cette marge. Si les blocages sont fréquents et que chaque déclenchement coûte un changement de goupilles, demandez-vous si une conception réarmable convient mieux au concasseur ; avant de choisir la taille d’un nouvel accouplement de sécurité, nous vérifions le couple, la vitesse, le diamètre d’arbre, la rainure de clavette, le facteur de service, le désalignement et l’environnement de travail.
FAQ
Notre atelier peut-il fabriquer des goupilles de cisaillement ?
Seulement s’il peut reproduire exactement la matière, le traitement thermique et la section cisaillée d’origine, et tester des échantillons à la rupture pour confirmer le couple de déclenchement. Sans essai, une goupille maison est une supposition, et une supposition du côté fort met le réducteur en danger.
Pourquoi des goupilles neuves cassent-elles sous le couple réglé ?
Le plus souvent à cause de bagues usées ou de trous ovalisés qui laissent la goupille osciller, d’un désalignement qui ajoute de la flexion, de la fatigue due à une longue marche près de la limite, ou d’un lot trop faible. Contrôlez d’abord l’accouplement, puis le registre d’essai du lot.
Faut-il augmenter le couple de déclenchement pour éviter les ruptures intempestives ?
Seulement après avoir vérifié que le réducteur, l’arbre du cylindre et les dents supportent le réglage plus élevé, et que les ruptures ne viennent pas de bagues usées ou de mauvaises goupilles. Relever le réglage sans cette vérification, c’est commettre la même erreur que monter un boulon, simplement sur le papier.
Si votre concasseur consomme beaucoup de goupilles, inspectez l’accouplement au prochain changement, trouvez la cause des blocages et approvisionnez des goupilles qui reproduisent le couple de déclenchement d’origine, et pas seulement la taille d’origine. Les tailles standard partent en 10 jours au plus tôt et une refabrication d’après une ancienne pièce prend au moins 20 jours, et pour les pièces non standard nous confirmons le délai après examen du plan. Envoyez-nous votre plan, ou des photos de l’ancienne goupille et de l’accouplement avec les dimensions relevées et le couple de déclenchement réglé, et nous chiffrerons des goupilles ou un accouplement complet.
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.