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Sur un laveur de sable à vis, le moteur et le réducteur se choisissent ensemble : le moteur fournit la puissance, le réducteur produit le couple nécessaire pour faire tourner lentement la vis dans l'eau et le sable. Sur cette machine, trois points sont déterminants : la vis tourne à très basse vitesse, le sable qui se dépose au fond de la cuve enfouit la vis après un arrêt, et le moteur travaille dans un endroit exposé en permanence aux projections d'eau et de boue. Nous passons ci-dessous en revue ces trois sujets et l'appariement moteur-réducteur, étape par étape.
Comment fonctionne un laveur de sable ?
Le laveur de sable à vis se compose d'une longue vis qui tourne dans une cuve inclinée. Le sable et l'eau sont alimentés dans la partie basse de la cuve. En tournant, la vis remonte le sable le long de la pente ; pendant ce temps, l'argile, le limon et les fines s'écoulent avec l'eau par le seuil de débordement. Le sable qui atteint l'extrémité haute est évacué après avoir abandonné une partie de son eau.
Ce travail exige une vis lente : une vis trop rapide brasse l'eau, remélange les fines au sable et nuit à l'essorage. La vitesse de vis adaptée est fixée par le constructeur de la machine. Les modèles à double vis, avec deux vis côte à côte pour plus de capacité, sont aussi courants.
La roue à godets, autre type de laveur utilisé pour le sable, a un entraînement différent ; cet article porte sur le type à vis.
Chaîne d'entraînement : moteur, courroie et réducteur
La faible vitesse de la vis s'obtient en réduisant fortement les quelque 1450 tr/min du moteur. Les trois dispositions les plus fréquentes sur site sont :
- Réducteur pendulaire et courroie : le réducteur est enfilé sur l'extrémité de l'arbre de la vis et fixé à la cuve par un bras de réaction. Le moteur repose sur un socle au-dessus ou à côté du réducteur et l'entraîne par courroies trapézoïdales. Le rapport des poulies permet de petits ajustements de la vitesse de la vis.
- Moteur à bride et réducteur : le moteur est fixé directement sur la bride d'entrée du réducteur. L'ensemble est compact, mais il n'y a pas de poulie pour ajuster la vitesse.
- Moteur à pattes, accouplement et réducteur : moteur et réducteur reposent sur un châssis commun, avec un accouplement élastique entre eux. On le trouve sur les grandes machines.
Sur les machines à double vis, chaque vis peut avoir son propre moteur et réducteur, ou un seul moteur peut alimenter deux réducteurs via un arbre intermédiaire. Savoir quelle disposition est utilisée est la première étape du choix d'un moteur de rechange.
Rapport du réducteur et calcul de la vitesse de la vis
La vitesse de la vis s'obtient en divisant la vitesse du moteur d'abord par le rapport des poulies, puis par le rapport du réducteur : vitesse de la vis = vitesse nominale du moteur × (poulie moteur ÷ poulie réducteur) ÷ rapport du réducteur.
Un calcul hypothétique
Les chiffres sont choisis uniquement pour illustrer la méthode. Prenons un moteur 4 pôles (nominal 1465 tr/min), une poulie moteur de 160 mm, une poulie de réducteur de 250 mm et un réducteur pendulaire de rapport 1/40. La vitesse à l'entrée du réducteur est de 1465 × 160 ÷ 250 ≈ 938 tr/min, et celle de la vis de 938 ÷ 40 ≈ 23 tr/min. Avec un moteur 6 pôles (environ 970 tr/min) dans la même disposition, la vis descendrait à environ 15 tr/min ; cet écart modifie le comportement de lavage et d'essorage.
La conclusion est claire : le moteur de rechange doit avoir le même nombre de pôles que l'ancien. Si l'on souhaite modifier la vitesse de la vis, on le fait par le rapport des poulies et dans la plage recommandée par le constructeur.
Accord entre la puissance du réducteur et celle du moteur
Le réducteur a lui aussi une limite de puissance et de couple de sortie. Passer le moteur à la puissance supérieure n'a de sens que si cette limite n'est pas dépassée. Le rapport, la puissance d'entrée et le facteur de service indiqués sur la plaque du réducteur doivent être lus avant de commencer le choix du moteur. Des informations générales sur les applications à réducteur figurent sur la page moteurs électriques pour réducteurs.
Démarrer avec du sable tassé
Le moment le plus difficile sur un laveur de sable est le premier mouvement après un long arrêt. Quand la machine s'arrête, le sable de la cuve se dépose dans l'eau et enfouit la partie basse de la vis. Pour faire tourner de nouveau la vis, le moteur doit déplacer cette masse de sable tassé. Il faut un couple de démarrage nettement supérieur à la charge de fonctionnement normale.
Les principales mesures d'exploitation pour cette situation sont :
- Arrêter après avoir vidé : après l'arrêt de l'alimentation, la vis continue de tourner un moment ; la machine est arrêtée avec moins de sable dans la cuve.
- Dispositif de levage : sur certaines machines, l'extrémité basse de la vis peut être relevée par un palan ou un système hydraulique. Sortir la vis du sable tassé avant le démarrage protège le moteur.
- Décompacter à l'eau : ajouter de l'eau dans la cuve avant le démarrage ameublit le sable et réduit la résistance.
- Méthode de démarrage adaptée : en étoile-triangle, le couple de démarrage baisse ; avec une vis enfouie, le moteur peut ne pas démarrer. Un démarreur progressif ou un démarrage contrôlé par variateur peut donner de meilleurs résultats ; le besoin de couple est pris en compte dans le choix de la méthode.
Si la protection déclenche sans cesse au démarrage, la solution n'est pas de la shunter, mais de revoir pourquoi le sable se tasse et la méthode de démarrage. Les forçages répétés usent le bobinage du moteur et les engrenages du réducteur.
