Formules clés

Où G est le degré d'équilibrage (mm/s), ω = 2π×n/60 (rad/s), M est la masse du rotor (kg), e_per est le balourd spécifique admissible, U_per est le balourd résiduel admissible et F est la force centrifuge résultante.

Sélection de la granulométrie équilibrée pour les concasseurs

Type de concasseur	Niveau typique	Régime moteur typique
Impact sur arbre horizontal (HSI)	G16 – G40	500–800
Impact à arbre vertical (VSI)	G6.3 – G16	1000–2000
broyeur à marteaux	G16 – G40	1000–1800
Concasseur à mâchoires (volant d'inertie)	G16	200–400
concasseur à cône	G6.3 – G16	300–600

Tolérance de masse par élément

Lors du remplacement des marteaux ou des barres de frappe, la variation de masse de chaque élément contribue directement au déséquilibre du rotor. Chaque élément est positionné à une distance spécifique de l'axe de rotation. La tolérance de masse par élément doit être de :

Où r_élément est le rayon du centre de gravité de l'élément et N_éléments est le nombre d'éléments.

Impact sur la durée de vie des roulements

La force de balourd agit comme une charge radiale rotative supplémentaire sur les roulements. La durée de vie nominale de base des roulements (L10) est très sensible à la charge appliquée.

• Roulements à billes : L10 ∝ (C/P)³
• Roulements à rouleaux : L10 ∝ (C/P)^(10/3)

Même des forces de déséquilibre modérées peuvent réduire considérablement la durée de vie des roulements lorsqu'elles sont combinées aux charges de traitement déjà élevées dans les concasseurs.

Procédure pratique d'équilibrage des concasseurs

• Étape 1 : Peser individuellement tous les marteaux/barres de frappe et enregistrer leur masse.
• Étape 2 : Triez les éléments par masse et associez les plus lourds aux plus légers.
• Étape 3 : Installez les éléments appariés de part et d'autre du rotor.
• Étape 4 : Vérifier que la différence de masse totale entre les positions opposées est inférieure à la tolérance par élément.
• Étape 5 : Après l'installation, mettez le concasseur en marche et mesurez les vibrations au niveau des deux paliers.
• Étape 6 : Si les vibrations dépassent les limites, effectuez un équilibrage sur un seul plan.

Force centrifuge et durée de vie des roulements

La force centrifuge due au balourd ajoute une charge radiale rotative aux paliers. La durée de vie L10 des paliers est la suivante :

• Roulements à billes : L10 = (C/P)³ × 10⁶ / (60 × n)
• Roulements à rouleaux : L10 = (C/P)^(10/3) × 10⁶ / (60 × n)

Où C représente la capacité de charge dynamique, P la charge dynamique équivalente (incluant la force de balourd) et n la vitesse de rotation (en tr/min). Même une faible force de balourd peut réduire considérablement la durée de vie des concasseurs, en plus des charges de traitement déjà élevées.

Limites de vibration pour les concasseurs

En raison de la nature intrinsèquement mécanique des concasseurs, les limites de vibration sont plus élevées que pour les machines à fonctionnement continu :

• Bien: Vitesse RMS < 10 mm/s sur les paliers
• Acceptable: 10–18 mm/s — valeur typique pour les concasseurs en fonctionnement
• Alerte: 18–28 mm/s — examiner, vérifier les pièces d'usure
• Danger: > 28 mm/s — arrêt et inspection

Considérations relatives aux fondations et à la structure

Les fondations des concasseurs doivent être conçues pour absorber les forces d'impact. La masse de la fondation doit être de 3 à 5 fois celle du concasseur pour une isolation vibratoire adéquate. Points de contrôle clés :

• Boulons d'ancrage : Vérifiez le couple de serrage à chaque intervention majeure d'entretien.
• Supports d'isolation : Inspectez les isolateurs en caoutchouc pour détecter toute détérioration et corrigez toute déformation.
• Condition concrète : Vérifiez la présence de fissures, notamment autour des logements des boulons d'ancrage.
• Intégrité du coulis : Vérifiez l'absence de vides entre la plaque de base et la fondation.

Types de concasseurs et considérations d'équilibrage

• Impact horizontal sur arbre (HSI) : Les barres de soufflage constituent la principale pièce d'usure. Remplacez-les par paire et pesez-les individuellement. Le rotor est généralement équilibré à G16.
• Impact sur arbre vertical (VSI) : Les vitesses plus élevées exigent un équilibrage plus précis (G6.3–G16). La table d'usure et l'anneau d'enclume affectent indirectement l'équilibrage.
• Broyeur à marteaux : Marteaux multiples sur axes de pivot. Les marteaux réversibles doivent être utilisés par paires identiques. G16–G40 selon la vitesse.
• Broyeur à mâchoires : L'équilibrage du volant moteur est essentiel. Le déséquilibre excentrique de l'arbre est inhérent à sa conception, mais doit rester dans les limites de tolérance.
• Concasseur à cône : L'usure du manteau et de la cuve influe sur l'équilibrage. L'équilibrage de la culasse est vérifié lors des révisions majeures.