Moteur électrique de convoyeur à rouleaux : vitesse de ligne, charge et choix du réducteur

Le choix du moteur d'un convoyeur à rouleaux repose sur trois questions : à quelle vitesse la ligne avancera, quelle charge les rouleaux porteront et avec quel frottement, et par quelle voie l'entraînement sera transmis aux rouleaux. La vitesse de ligne se calcule à partir de la vitesse du moteur, du rapport du réducteur, du rapport des pignons et du diamètre des rouleaux ; la puissance nécessaire dépend moins du poids de la charge que de la résistance au roulement des rouleaux et de l'inertie au démarrage. Cet article explique comment établir ce calcul pour les convoyeurs à rouleaux motorisés et comment choisir le réducteur.

Comment la puissance est-elle répartie entre les rouleaux d'un convoyeur à rouleaux entraînés ?

Sur un convoyeur à bande, un seul tambour tire toute la bande. Sur un convoyeur à rouleaux, en revanche, chaque rouleau porte la charge qui se trouve au-dessus de lui, et l'entraînement est réparti entre les rouleaux par un système de chaîne ou de courroie. Les dispositions les plus courantes sur le terrain sont :

• Chaîne de rouleau à rouleau : Chaque rouleau porte un double pignon à son extrémité et les rouleaux voisins sont reliés par de courtes chaînes. Courant pour les charges lourdes, les lignes de palettes et de caisses. Les pertes de chaîne s'accumulent à mesure que le nombre de rouleaux augmente.
• Chaîne continue : Une seule longue chaîne passe sous les pignons des rouleaux. Il y a moins de pièces, mais la tension de chaîne demande de l'attention sur toute la ligne.
• Arbre de ligne (line shaft) et courroies O-ring : Chaque rouleau est entraîné par des courroies élastiques depuis un arbre tournant le long de la ligne. On le voit sur des lignes légères de cartons et de bacs ; les courroies laissent une certaine marge de glissement.

Quelle que soit la disposition, le moteur se trouve généralement à une extrémité ou au milieu de la ligne et entraîne le pignon principal par un réducteur. Les longues lignes sont divisées en plusieurs sections, chacune avec son propre moteur.

Les rouleaux motorisés, dont le moteur est intégré dans le rouleau (tambour moteur ou rouleau motorisé basse tension), forment un groupe de produits distinct. Cette tâche nécessite un moteur spécial ; elle peut sortir du périmètre de la série standard du catalogue 2026 de HEM Motor. Le moteur triphasé standard est destiné aux dispositions qui entraînent les rouleaux depuis l'extérieur par chaîne ou courroie.

Calculer la vitesse de ligne

Sur une ligne à rouleaux, la vitesse du produit est égale à la vitesse périphérique des rouleaux ; dans une disposition à courroies, un léger glissement la réduit un peu. La chaîne de calcul est la suivante : vitesse nominale du moteur ÷ rapport du réducteur = vitesse de sortie du réducteur ; cette vitesse est convertie en vitesse de rouleau par le rapport des pignons ; vitesse du rouleau × circonférence du rouleau (π × diamètre) = vitesse de ligne.

Les valeurs ci-dessous sont un exemple hypothétique. Soit une vitesse de ligne visée de 20 m/min et un diamètre de rouleau de 60 mm. La circonférence du rouleau étant d'environ 0,188 m, la vitesse du rouleau doit être de 20 / 0,188 ≈ 106 tr/min. Si la sortie du réducteur et le pignon du rouleau ont le même nombre de dents (1:1), avec un moteur 4 pôles de 1400 tr/min nominaux le rapport de réducteur nécessaire est de 1400 / 106 ≈ 13,2. On choisit le rapport standard le plus proche du marché et l'on recalcule la vitesse de ligne réelle avec ce rapport.

Charge, frottement et couple de démarrage

Lorsqu'un convoyeur à rouleaux transporte la charge à l'horizontale, la force vaincue par le moteur est une petite partie du poids des produits : frottement des roulements de rouleaux, résistance au roulement du produit sur les rouleaux et pertes de chaîne. Cette proportion varie beaucoup selon la base du produit. Une caisse plastique à fond rigide roule facilement ; un carton à fond souple ou une palette en bois crée plus de résistance. C'est pourquoi deux lignes portant le même poids peuvent demander des puissances différentes.

Prenez le coefficient de frottement à utiliser dans le calcul de puissance dans les données du fabricant de rouleaux et de chaînes ; n'inventez pas une valeur au jugé. Les informations suivantes sont nécessaires pour établir le calcul :

• La charge totale sur la ligne dans le cas le plus défavorable (ligne entièrement pleine)
• Nombre de rouleaux, poids des rouleaux et diamètre des rouleaux
• Disposition et nombre de chaînes (chaque boucle de chaîne ajoute des pertes)
• Vitesse de ligne et durée d'accélération visée au démarrage

Au démarrage, le moteur vainc non seulement le frottement, mais aussi l'inertie de tous les rouleaux et produits de la ligne. Sur une ligne à rouleaux longue et pleine, la masse des rouleaux peut approcher celle des produits. C'est pourquoi la suffisance du couple de démarrage est vérifiée séparément de la puissance en service continu. Vous pouvez voir le couple nominal du moteur sur la page produit ou dans le tableau des couples.

Points à surveiller dans le choix du réducteur

Le réducteur augmente le couple tout en ramenant la vitesse du moteur à celle du rouleau. Les réducteurs à roue et vis sans fin et les réducteurs à engrenages hélicoïdaux sont courants sur les lignes à rouleaux. Pour choisir entre eux, on regarde :

• Rapport et rendement : Les réducteurs à vis sans fin sont compacts aux rapports élevés, mais leur rendement est inférieur à celui des engrenages hélicoïdaux. Cette perte doit être ajoutée au calcul de puissance du moteur.
• Couple de sortie et facteur de service : Le couple de sortie nominal du réducteur doit couvrir le couple de démarrage de la ligne et la durée de fonctionnement quotidienne. Pour les lignes qui démarrent souvent, le fabricant du réducteur recommande un facteur de service plus élevé.
• Liaison d'entrée : Le moteur est généralement relié au réducteur par une bride B5 ou B14. La forme de montage est proposée selon la carcasse et la taille de bride est confirmée à la commande ; comparez la bride d'entrée du réducteur avec les plans techniques 2D.
• Côté sortie : Un réducteur à arbre creux peut se monter directement sur l'arbre du pignon principal ; sur un réducteur à arbre plein, le pignon est monté sur l'arbre du réducteur.

Modèles d'exemple pour lignes à rouleaux

Exemples de modèles 4 pôles en carcasse aluminium dans des puissances fréquentes sur les lignes à rouleaux à charge légère et moyenne :

• 80M1-4 : 0,55 kW, 4 pôles, 1400 tr/min, 230/400 V, IEC 80M, couple nominal 3,75 Nm.
• 80M2-4 : 0,75 kW, 4 pôles, 1420 tr/min, 230/400 V, IEC 80M, couple nominal 5,04 Nm.
• 90L-4 : 1,5 kW, 4 pôles, 1445 tr/min, 230/400 V, IEC 90L, couple nominal 9,91 Nm.

La puissance nécessaire est déterminée par le calcul de charge et de frottement de la ligne ; la liste est un point de départ. Consultez les modèles HEM Motor adaptés et les prix actuels sur la page acheter des moteurs électriques. Les informations générales sur les entraînements de convoyeurs figurent sur les pages moteurs électriques pour convoyeurs à bande et moteurs électriques pour réducteurs.

Si la vitesse de ligne doit être ajustée selon l'équipe, un variateur de fréquence peut être utilisé. 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.

Conclusion et éléments nécessaires pour un devis

Sur un convoyeur à rouleaux, fixez d'abord la vitesse de ligne visée et le diamètre des rouleaux, puis calculez le rapport du réducteur selon la vitesse nominale du moteur. Déterminez la puissance d'après le frottement de la ligne pleine et l'inertie au démarrage ; vérifiez séparément le couple de sortie et la bride d'entrée du réducteur. Pour un devis, il nous faut la longueur de ligne, le diamètre et le nombre de rouleaux, la disposition des chaînes, le poids et la base du produit le plus lourd, la vitesse visée, les données du réducteur et la plaque du moteur actuel.

Vous pouvez voir les modèles adaptés et les 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. Si vous souhaitez nous consulter avec les données de votre ligne, écrivez-nous depuis la page contact.

Questions fréquentes

Faut-il changer le moteur pour changer la vitesse d'un convoyeur à rouleaux ?

Généralement non. La vitesse peut être ajustée en changeant le rapport du réducteur ou des pignons, ou par un variateur de fréquence ; un changement de moteur se pose si le nombre de pôles doit changer.

Une longue ligne à rouleaux doit-elle avoir un seul moteur ou plusieurs ?

Sur les lignes à chaîne de rouleau à rouleau, les pertes et la charge de chaîne augmentent avec la longueur ; la ligne est donc souvent divisée en sections. La longueur de section est limitée par les fabricants de chaînes et de rouleaux.

Pourquoi des produits de même poids demandent-ils des puissances différentes ?

La résistance au roulement dépend de la base du produit. Une caisse à fond rigide et plat avance facilement ; le carton souple ou la palette en bois offrent plus de résistance.

Peut-on utiliser un moteur standard à la place d'un rouleau motorisé ?

Le rouleau motorisé est en soi un produit spécial. Le moteur triphasé standard convient aux dispositions à rouleaux entraînées depuis l'extérieur de la ligne par chaîne ou courroie.