Moteur électrique de crible à tambour rotatif : rapport du réducteur et charge au démarrage

Pour un crible à tambour rotatif, le choix du moteur commence par la vitesse à laquelle le tambour doit tourner ; le rapport du réducteur se calcule à rebours à partir de cette vitesse. La vitesse du tambour est maintenue à une fraction donnée de la vitesse critique, qui dépend du diamètre du tambour, et le moteur atteint cette faible vitesse par un réducteur et souvent par une chaîne ou des galets d'entraînement. Le second facteur décisif est le couple de démarrage nécessaire pour mettre en rotation, depuis l'arrêt, un tambour lourd contenant de la matière.

En quoi un crible à tambour diffère-t-il d'un crible vibrant ?

Le crible à tambour rotatif (trommel) est un cylindre légèrement incliné, en tôle perforée ou en grillage. Le tambour tourne lentement autour de son axe ; pendant que la matière roule à l'intérieur, les fines tombent par les trous et les grosses particules sortent à l'extrémité du tambour. Il est courant dans les plateformes de compostage, les sablières, les terres de terrassement, le recyclage et le tri des déchets.

La différence avec le crible vibrant est la suivante : il n'y a pas de vibration ici ; le moteur se contente de faire tourner le tambour à une vitesse constante et basse. C'est pourquoi le moteur peut être un moteur asynchrone triphasé standard fixé sur un châssis immobile. Les vrais enjeux techniques sont le bon réglage de la vitesse et le démarrage du tambour chargé.

Vitesse du tambour : vitesse critique et taux de fonctionnement

Si le tambour tourne trop vite, l'effet centrifuge plaque la matière contre la paroi, la matière ne roule plus et le criblage s'arrête. Cette limite s'appelle la vitesse critique. De manière approchée, vitesse critique (tr/min) ≈ 42,3 ÷ √D, où D est le diamètre intérieur du tambour en mètres. Les cribles à tambour fonctionnent généralement à un pourcentage donné de la vitesse critique ; en pratique, on voit souvent environ un tiers. La valeur réelle est déterminée par la matière et la conception du fabricant du crible.

Le calcul ci-dessous est un exemple hypothétique. Pour un tambour de 2 m de diamètre intérieur, la vitesse critique est de 42,3 ÷ 1,41 ≈ 30 tr/min. Si le tambour doit tourner à 35 pour cent de la vitesse critique, la vitesse visée est d'environ 10,5 tr/min. Plutôt que d'atteindre une vitesse aussi basse avec un seul réducteur, on utilise généralement un réducteur et un second étage (pignon de chaîne ou galet d'entraînement) ensemble.

Calculer le rapport du réducteur

Rapport de réduction total = vitesse nominale du moteur ÷ vitesse visée du tambour. Ce rapport est réparti entre le réducteur et le second étage. Si l'on utilise sur le tambour de l'exemple un moteur 4 pôles de 1460 tr/min nominaux, le rapport total est de 1460 ÷ 10,5 ≈ 139. Si l'on choisit un réducteur 1:35 et des pignons en 1:4, le rapport total est de 140 et la vitesse du tambour ressort à environ 10,4 tr/min.

Si le même tambour est entraîné par un moteur 6 pôles de 970 tr/min nominaux, le rapport total tombe à environ 92. Dans ce cas, un réducteur de rapport plus faible peut suffire. Le choix du nombre de pôles dépend de points comme la taille du réducteur, la liaison du moteur existant et la facilité d'approvisionnement en pièces.

Dispositions d'entraînement courantes sur les tambours

• Chaîne périphérique et couronne dentée : Une couronne dentée ou un pignon de chaîne est monté autour de l'extérieur du tambour et entraîné par le pignon de sortie du réducteur. C'est un entraînement positif, sans glissement.
• Galets à friction : Le tambour repose sur quatre galets porteurs, dont une partie est motorisée ; l'entraînement se fait par friction. Sur surface mouillée ou grasse, un glissement peut apparaître au démarrage.
• Arbre central : Sur les petits tambours, le tambour est monté sur un arbre que le réducteur fait tourner directement.

Charge au démarrage : mettre en mouvement un tambour chargé

Quand le tambour s'arrête, la matière à l'intérieur se tasse au fond. Au redémarrage, le moteur doit vaincre ensemble la grande inertie du tambour, le frottement des galets porteurs et la charge déséquilibrée créée par le soulèvement de la matière dans le tambour. C'est pourquoi le couple de démarrage peut être nettement supérieur au couple en marche. Si une matière humide et collante forme une croûte en partie basse du tambour, cette charge augmente encore.

• Démarrage direct : Le moteur fournit le couple de démarrage complet ; mais la chaîne, le pignon et le réducteur subissent un choc brutal.
• Étoile-triangle : Le couple de démarrage tombe à environ un tiers. Avec un tambour chargé, le moteur peut ne pas atteindre la vitesse nécessaire en étoile ; cette disposition convient mieux si le tambour démarre vide.
• Variateur de fréquence : Assure un démarrage en rampe contrôlée et permet en outre d'ajuster finement la vitesse du tambour à la matière. Nos séries triphasées conviennent à la régulation de vitesse par variateur de fréquence ; pour un fonctionnement prolongé à basse vitesse et couple plein, un ventilateur externe peut être nécessaire, et si le câble entre variateur et moteur est long, un filtre dv/dt ou sinus est envisagé ; ces conditions sont indiquées à la commande.

Côté exploitation, la mesure la plus efficace consiste à laisser tourner le tambour à vide quelque temps après l'arrêt de l'alimentation, pour le vider, puis à l'arrêter. Le démarrage suivant est alors léger. Avant d'envisager un moteur plus gros, il faut aussi vérifier si le réducteur et la chaîne supportent le choc de démarrage ; pour le couple de sortie et le facteur de service, les valeurs du fabricant du réducteur font référence.

Modèles d'exemple pour cribles à tambour

Exemples en fonte pour des entraînements qui font tourner le tambour par réducteur depuis un châssis fixe. La décision de puissance se prend en fonction de la taille du tambour, de la densité de la matière, de la capacité et des conditions de démarrage :

• 132M-4 carcasse fonte : 7,5 kW, 4 pôles, 1460 tr/min, 400/690 V, IEC 132M, couple nominal 49,1 Nm.
• 160M-4 carcasse fonte : 11 kW, 4 pôles, 1465 tr/min, 400/690 V, IEC 160M, couple nominal 71,7 Nm.
• 160L-6 carcasse fonte : 11 kW, 6 pôles, 970 tr/min, 400/690 V, IEC 160L, couple nominal 108,3 Nm.

La carcasse en fonte est préférée sur les sites de criblage à forte poussière et à chocs ; les moteurs ont un indice IP55 et une isolation classe F. Pour les moteurs fonctionnant en plein air, une protection contre la pluie et le soleil doit aussi être prévue. Consultez les modèles HEM Motor adaptés et les prix actuels sur la page acheter des moteurs électriques ; les informations générales sur les entraînements à réducteur se trouvent sur la page moteurs électriques pour réducteurs, et les options pour chantiers sur la page moteurs pour le secteur minier.

Conclusion et éléments nécessaires pour la commande

Sur un crible à tambour, déterminez d'abord la vitesse visée du tambour d'après son diamètre et les valeurs du fabricant, puis répartissez le rapport total entre le réducteur et le second étage. Choisissez la puissance et le mode de démarrage selon les conditions de démarrage en charge ; tenez compte aussi du choc de démarrage sur le réducteur et la chaîne. Pour la commande, il nous faut le diamètre et la vitesse du tambour, la disposition d'entraînement, la plaque du réducteur, le type et l'humidité de la matière, le démarrage en charge ou non, la plaque du moteur actuel, le mode de démarrage et les conditions du site.

Vous trouverez tous les modèles adaptés et leurs prix actuels dans notre espace de vente en ligne. Envoyez la photo de plaque, la vitesse et les informations de montage de votre moteur actuel via la page d'envoi de plaque et demandez un devis pour le modèle adapté. Pour nous consulter avec les données du tambour, vous pouvez utiliser notre page contact.

Questions fréquentes

Accélérer le moteur du crible à tambour augmente-t-il la capacité ?

Jusqu'à un certain point ; mais à mesure que la vitesse approche la vitesse critique, la matière adhère à la paroi et le criblage se dégrade. Consultez les valeurs du fabricant du crible avant de modifier la vitesse.

Faut-il un moteur 4 pôles ou 6 pôles sur un crible à tambour ?

Les deux peuvent être utilisés ; la différence réside dans le rapport de réduction total. Si le réducteur existant a été choisi pour un moteur 4 pôles, conserver le même nombre de pôles est le plus simple.

Pourquoi le tambour chargé ne démarre-t-il pas le matin ?

La matière humide peut avoir formé une croûte au fond et déséquilibré la charge ; le démarrage étoile-triangle réduit aussi le couple de démarrage. Vider le tambour avant de l'arrêter et revoir le mode de démarrage sont les premières étapes.

Le moteur d'un crible vibrant est-il le même que celui d'un crible à tambour ?

Non. Sur un crible à tambour, le moteur fait tourner le tambour depuis un châssis fixe et peut être un moteur asynchrone standard ; les moteurs vibrants fixés sur la caisse du crible forment un groupe de produits distinct.