Pourquoi calculer la force centrifuge sur les marteaux ?

La force centrifuge détermine la charge exercée sur les goupilles de retenue, les boulons et les points de pivot du marteau. Elle est essentielle pour le dimensionnement des fixations, la vérification de leur durée de vie en fatigue et la garantie d'un fonctionnement sûr. Un marteau de 5 kg tournant à 1 500 tr/min sur un rayon de 400 mm subit une force supérieure à 50 kN, équivalente au levage de 5 tonnes.

Comment la force centrifuge affecte-t-elle les performances d'un broyeur à marteaux ?

Une force centrifuge plus élevée maintient les marteaux oscillants en position radiale étendue, augmentant ainsi l'énergie d'impact effective. Cependant, elle accroît également les contraintes sur les axes et les disques, accélère l'usure et exige des composants structurels plus robustes.

Comment dimensionner les goupilles et les boulons pour la fixation d'un marteau ?

La goupille doit résister à la force centrifuge en cisaillement double. Diamètre requis de la goupille : d = √(2F / (π × τ_allow)), où F est la force centrifuge et τ_allow la contrainte de cisaillement admissible. Appliquer un coefficient de sécurité de 3 à 5 pour les charges dynamiques et la fatigue.

Pourquoi l'équilibrage est-il important pour les broyeurs à marteaux ?

Des masses de marteaux inégales créent une force de déséquilibre nette qui tourne avec le rotor, provoquant des vibrations, des dommages aux roulements et une fatigue structurelle. Même une différence de masse de 2% entre les positions peut engendrer des vibrations importantes à haute vitesse.

Qu’est-ce qui provoque une usure irrégulière du marteau ?

L'usure irrégulière est due à : une distribution non uniforme de l'alimentation, des zones de dureté de matériau différentes, des grilles ou des plaques de broyage mal alignées et des différences de masse initiales entre les marteaux. Une rotation régulière des marteaux (retournement et repositionnement) prolonge leur durée de vie.

Outil d'ingénierie gratuit

Calculateur de force centrifuge du marteau

Calculez la force centrifuge exercée sur les marteaux du concasseur et du broyeur. Saisissez la masse du marteau, le rayon du centre de gravité et la vitesse du rotor pour obtenir la force exercée sur les goupilles et les boulons de retenue.

Broyeur à marteaux Broyeur F = mRω²

Résultats

Force centrifuge

—

Force (kN)

—

Force (lbf)

—

Rapport force/poids

—

Vitesse de pointe à R

—

Vitesse angulaire ω

—

Formule de la force centrifuge

La force centrifuge agissant sur un marteau en rotation à son centre de gravité :

m — masse du marteau (kg)
R — distance entre le centre de rotation et le centre de gravité du marteau (m)
ω — vitesse angulaire (rad/s) = 2πn/60
n — vitesse de rotation (tr/min)

Rapport force/poids

Cela indique combien de fois le poids propre du marteau la force centrifuge est égale à cette valeur. Des valeurs de 500 à 2 000 g sont courantes dans les broyeurs à marteaux industriels.

Calibrage des broches (double cisaillement)

Pour un marteau retenu par une goupille en double cisaillement :

Où τ_permettre est la contrainte de cisaillement admissible (généralement 60 à 80 MPa pour l'acier au carbone moyen avec un facteur de sécurité de 3 à 5).

Exemple pratique

Exemple — Broyeur à marteaux

Compte tenu de ce qui précède : Masse du marteau = 5 kg, rayon = 400 mm, vitesse = 1500 tr/min

ω = 2π × 1 500 / 60 = 157,08 rad/s

F = 5 × 0,400 × 157,08² = 49 348 N (49,3 kN)

F / (m×g) = 49 348 / (5 × 9,81) = 1 006 × g

Vitesse de pointe à R : v = ω × R = 157,08 × 0,4 = 62,8 m/s

⚠️ Important : Il s'agit uniquement de la force centrifuge. Les forces d'impact lors de l'écrasement ajoutent des charges dynamiques importantes. Appliquez toujours des coefficients de sécurité adéquats (3 à 5) pour le dimensionnement des goupilles, des boulons et des disques.

Calculateur de force centrifuge pour marteau | Concasseur et broyeur | Outil en ligne gratuit

Publié par Nikolai Shelkovenko sur 15 février 2026 15 février 2026

Résultats

Formule de la force centrifuge

Rapport force/poids

Calibrage des broches (double cisaillement)

Exemple pratique