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Le concasseur à mâchoires est la machine qui brise la roche de grande taille au premier étage dans les carrières et les installations de concassage-criblage. La mâchoire mobile est poussée vers la mâchoire fixe par un arbre excentrique ; la pierre est écrasée entre les deux mâchoires et descend vers l'ouverture de décharge située en dessous. Aux deux extrémités de l'arbre excentrique se trouvent de grands volants, dont l'un sert généralement aussi de poulie pour les courroies. C'est le point le plus souvent négligé lors du remplacement du moteur : le moteur n'assure pas seulement le travail de concassage, il doit aussi accélérer ces volants lourds. Dans cet article, nous expliquons la charge que le volant impose au moteur, les conditions de démarrage, les limites d'un moteur standard à cage d'écureuil et les informations nécessaires à la commande.
Pourquoi un volant et quelle charge impose-t-il au moteur ?
Dans un concasseur à mâchoires, la charge de concassage n'est pas régulière. À chaque tour de l'arbre excentrique, la mâchoire se ferme une fois ; la charge monte au moment de la fermeture et retombe presque à zéro pendant l'ouverture. Les volants lissent cette fluctuation : ils stockent de l'énergie pendant l'ouverture et la restituent à la pierre au moment de la fermeture. Ainsi, le moteur supporte une charge proche de la moyenne, et non la valeur de crête de chaque coup de concassage.
Le prix se paie au démarrage. L'inertie des volants est importante et le moteur doit amener cette masse de l'arrêt à la vitesse de service. Le temps de démarrage est nettement plus long que pour un ventilateur ou une pompe tournant à vide. Pendant toute cette durée, le moteur absorbe un courant de démarrage élevé et les enroulements s'échauffent. C'est pourquoi le choix du moteur d'un concasseur à mâchoires ne se fait pas en regardant la seule puissance continue ; le temps de démarrage et le mode de démarrage font partie de la même décision.
Conditions de démarrage : mâchoire vide, mâchoire pleine
En exploitation normale, les concasseurs à mâchoires démarrent mâchoire vide ; l'alimentation est ouverte une fois que le concasseur a atteint sa vitesse de service. Le problème apparaît après des arrêts imprévus. Lors d'une coupure de courant ou d'un arrêt d'urgence, la chambre de concassage peut rester pleine de pierres.
- Démarrage chambre pleine : On ne doit pas attendre d'un moteur standard qu'il accélère une mâchoire bloquée par la pierre en même temps que les volants. La plupart des constructeurs de concasseurs prévoient, dans ce cas, de vider la chambre puis de démarrer. Cette règle d'exploitation doit être maintenue également lorsque le moteur est changé.
- Mode de démarrage : Le démarrage étoile-triangle réduit le courant mais réduit aussi le couple de démarrage ; sur une machine à volants lourds, l'accélération s'allonge et une pointe de courant peut apparaître à la commutation. Le choix entre démarrage direct, démarreur progressif ou variateur de fréquence est fait sur site par un ingénieur, selon l'inertie du volant, la capacité du réseau ou du groupe électrogène à supporter le courant de démarrage et l'agencement de l'installation.
- Protection adaptée au temps de démarrage : Avec un démarrage long, l'organe de protection du moteur ne doit pas déclencher pendant le démarrage, mais doit protéger le moteur en cas de blocage réel. La classe de protection et son réglage sont choisis par l'électricien du site selon le temps de démarrage mesuré.
- Sites alimentés par groupe électrogène : Dans les carrières éloignées du réseau, le courant de démarrage peut solliciter fortement la capacité du groupe. Le mode de démarrage est alors évalué avec la puissance du groupe électrogène.
Connaître les limites du moteur standard
Certains grands concasseurs à mâchoires ont été équipés à l'origine d'un moteur à bagues (rotor bobiné). Ces moteurs fournissent un couple de démarrage élevé à faible courant grâce à des résistances raccordées au circuit rotorique. Sur une telle machine, installer un moteur standard à cage d'écureuil à la place du moteur à bagues ne constitue pas un remplacement équivalent direct. Le couple de démarrage, le temps de démarrage et l'effet sur le réseau doivent être recalculés et, si nécessaire, planifiés avec un démarreur progressif ou un variateur de fréquence. Si vous voyez sur la plaque de l'ancien moteur un second groupe de valeurs, comme une tension et un courant rotoriques, le moteur est très probablement à bagues ; indiquez-le impérativement à la commande.
De même, les moteurs à deux vitesses, à arbre spécial ou à frein ne sont pas équivalents à un moteur standard. Si vous trouvez la plaque d'un tel moteur, considérez qu'un moteur spécial est nécessaire et interrogez-nous en envoyant la plaque et les informations techniques.
Transmission par courroies, poulie et glissières
Sur un concasseur à mâchoires, le moteur est généralement monté à pattes B3 sur des glissières de tension et entraîne le volant-poulie par courroies trapézoïdales. La tension des courroies se règle en faisant coulisser le moteur sur les glissières.
- Charge radiale : La tension des courroies impose un effort latéral à l'arbre du moteur et au roulement avant. La poulie doit être montée aussi près que possible de l'extrémité de l'arbre ; comme une petite poulie moteur augmente la charge radiale, il ne faut pas descendre sous le diamètre de poulie prévu par le constructeur.
- Vitesse et rapport de poulies : La vitesse de l'arbre excentrique du concasseur résulte de la vitesse du moteur et du rapport de poulies. Si l'ancien moteur est à 6 pôles, le remplacer par un moteur à 4 pôles change la vitesse du concasseur ; on ne change pas le nombre de pôles sans recalculer le rapport de poulies.
- Correspondance carcasse et arbre : L'entraxe des trous des glissières et la hauteur d'axe du moteur doivent être comparés avec le nouveau modèle. Si la hauteur d'axe est différente, les glissières doivent être adaptées. Les dimensions figurent dans les plans techniques 2D et dans le catalogue 2026.
Les formes de montage sont proposées selon la carcasse en B3, B5, B14, B34, B35 et verticales V1/V3/V5/V6/V15 ; la taille de bride est confirmée à la commande. La forme la plus courante sur les entraînements de concasseur est la B3.
