Accorder moteur électrique et réducteur pour la vis à ciment d'une centrale à béton

Dans une centrale à béton, la vis sans fin placée sous le silo à ciment achemine la matière vers la trémie de pesage et peut démarrer et s'arrêter des centaines de fois par jour. Quand son moteur tombe en panne, la plupart des exploitants lisent d'abord la puissance sur la plaque et cherchent les mêmes kW. Pourtant, sur une vis à ciment, la puissance n'est pas la seule valeur qui définit le moteur : l'inclinaison de la vis, le côté entrée du réducteur, les démarrages fréquents imposés par le cycle de pesage, l'environnement poussiéreux et ouvert sous le silo et le premier démarrage d'un tube resté plein pendant la nuit doivent être considérés ensemble. Dans cet article, nous expliquons étape par étape comment accorder le moteur au réducteur et quelles informations réunir avant un remplacement.

Une vis à ciment n'est pas un convoyeur ordinaire

La vis sous le silo reprend le ciment à la sortie conique du silo et le livre à la trémie de pesage située plus haut. C'est pourquoi, dans la plupart des centrales, la vis n'est pas horizontale mais installée selon un certain angle. Plus l'inclinaison augmente, plus la spire doit non seulement faire avancer la matière mais aussi la soulever ; le ciment qui glisse en arrière dans le tube crée un frottement supplémentaire. Voilà pourquoi, de deux vis de même diamètre et de même longueur, celle qui est inclinée demande davantage de puissance d'entraînement. Lors du remplacement d'un ancien moteur, il n'y a généralement pas de problème si l'angle de la vis n'a pas changé ; mais si la centrale a été déplacée, la vis rallongée ou l'angle accentué, l'ancienne valeur de plaque peut ne plus être une référence correcte.

Le ciment lui-même modifie aussi le comportement. Le ciment fraîchement sorti du silo et aéré s'écoule presque comme un liquide ; le ciment resté longtemps immobile et tassé forme des grumeaux dans le tube. Par temps humide, une croûte peut aussi se former à l'entrée du tube. Pour choisir le moteur, il faut examiner séparément ces deux extrêmes : l'écoulement libre et le remplissage tassé.

Bride d'entrée du réducteur et carcasse du moteur existant

Sur la plupart des vis à ciment, le moteur est bridé directement sur le côté entrée du réducteur. Dans cette disposition, l'interface de fixation doit correspondre avant même la puissance du moteur. La bride d'entrée du réducteur est usinée pour une hauteur d'axe IEC donnée ; le diamètre de l'arbre moteur, la rainure de clavette et le type de bride doivent s'adapter à cette entrée. Une grande bride à trous lisses (B5) et une petite bride à trous taraudés (B14) ne sont pas interchangeables.

En pratique, on suit l'ordre suivant :

• Relevez le code de carcasse IEC (par ex. 132S, 132M, 160M) et la forme de montage sur la plaque de l'ancien moteur.
• Vérifiez sur la plaque du réducteur ou dans son catalogue pour quelle carcasse l'entrée est prévue.
• Si vous envisagez de changer la puissance du moteur, vérifiez si la nouvelle puissance se trouve dans la même carcasse IEC ; si la carcasse grandit, la bride et l'arbre risquent de ne plus convenir.
• Ne dépassez pas la limite de couple que le réducteur peut transmettre ; un moteur plus puissant peut le surcharger.

Chez HEM Motor, les formes de montage B3, B5, B14, B34, B35 et verticales V1/V3/V5/V6/V15 sont proposées selon la carcasse ; la taille de bride est confirmée à la commande. La compatibilité ne se confirme pas simplement en lisant B5 ou B14 dans le nom d'un modèle. Vous pouvez comparer les dimensions dans les plans techniques et le catalogue produits, et consulter la question fréquente sur les formes de montage pour les options. Les informations générales sur les moteurs à accoupler à des réducteurs se trouvent sur la page moteurs électriques pour réducteurs.

Cycle de pesage : quel est l'effet des marches et arrêts fréquents sur le moteur ?

Une vis à ciment n'est pas une machine qui tourne en continu. Lorsque la bascule approche de la valeur cible, la vis s'arrête, puis redémarre pour la gâchée suivante. Dans certains systèmes de commande, pour un dosage précis, la vis est mise en marche et arrêtée à intervalles courts en fin de dosage. À chaque démarrage, le moteur absorbe plusieurs fois son courant nominal et le bobinage s'échauffe. Plus les démarrages sont fréquents, moins le moteur a de temps pour refroidir.

C'est pourquoi les informations suivantes sont importantes dans une demande de remplacement :

• Le nombre approximatif de gâchées par heure et le nombre de marches et arrêts de la vis à chaque gâchée
• L'utilisation ou non d'impulsions courtes lors du dosage final
• Le mode de démarrage du moteur : direct, étoile-triangle, démarreur progressif ou variateur de fréquence

Le démarrage étoile-triangle réduit le courant de démarrage mais aussi le couple de démarrage ; sur une vis pleine et inclinée, cela peut empêcher le moteur de démarrer en position étoile. Un variateur de fréquence permet un démarrage en douceur et le réglage de la vitesse. Nos séries triphasées conviennent à la régulation de vitesse par variateur de fréquence ; pour un fonctionnement prolongé à basse vitesse avec plein couple, une ventilation externe peut être nécessaire et, si le câble entre le variateur et le moteur est long, un filtre dv/dt ou sinus est envisagé ; ces conditions sont précisées à la commande. Les détails figurent sur la question fréquente sur les variateurs. Si le relais thermique déclenche souvent, le réglage de la protection doit aussi être revu ; vous pouvez lire à ce sujet notre article sur la protection du moteur.

Poussière, pluie et soleil sous le silo

La zone sous le silo est généralement en plein air et le moteur est exposé à la pluie, au soleil et à l'écart de température entre le jour et la nuit. La poussière de ciment pénètre aussi jusque dans les moindres interstices. Les modèles triphasés de HEM Motor en vente sont proposés avec une protection IP55 et une isolation de classe F ; il est néanmoins utile de surveiller quelques points pour prolonger la durée de vie du moteur :

• Une couche de ciment accumulée sur les ailettes de refroidissement gêne la dissipation de la chaleur ; elle doit être nettoyée régulièrement.
• L'avant du capot de ventilateur ne doit pas être obstrué par la poussière ou des restes de sacs.
• Sur une vis inclinée, le moteur est lui aussi incliné ; l'endroit où s'accumulera l'eau de condensation et l'orientation de la boîte à bornes doivent être discutés à la commande.
• Dans les installations exposées à la pluie directe, un simple auvent ou un capot de protection est utile ; ce capot ne doit pas couper l'air de refroidissement.

Quant au matériau de la carcasse, la fonte est souvent préférée sur les sites où les vibrations et les chocs sont importants. Pour l'évaluer avec les autres entraînements de la centrale, vous pouvez consulter la page moteurs électriques pour centrales à béton.

Premier démarrage avec un tube plein de ciment tassé

Après un week-end ou une longue panne, le tube de la vis peut rester plein de ciment. Pendant ce temps, le ciment perd son air et se tasse autour de la spire. Au premier démarrage du matin, la résistance que rencontre le moteur est nettement supérieure à la charge du cycle normal. Dans ce cas, augmenter la puissance du moteur n'est pas la seule solution et cela sollicite souvent le réducteur, l'accouplement ou la vis. Parmi les mesures appliquées en exploitation :

• Vider la vis avant de l'arrêter pour un arrêt prolongé
• Mettre en marche le système d'aération de la sortie du silo avant le démarrage
• Si la vis est restée pleine, démarrer progressivement et surveiller le courant du moteur
• Si le problème de démarrage se répète, revoir ensemble le mode de démarrage et le rapport du réducteur

Modèles d'exemple

Sur les vis à ciment, ce sont généralement des moteurs 4 pôles qui sont accouplés à l'entrée du réducteur. Les modèles ci-dessous sont donnés à titre d'exemple ; la bonne puissance dépend de l'inclinaison, de la longueur et de la capacité de la vis ainsi que du rapport du réducteur :

• 132S-4 carcasse fonte : 5,5 kW (7,5 HP), 4 pôles, vitesse nominale 1460 tr/min, IEC 132S, 400/690 V (Δ/Y), 50 Hz, couple nominal 36 Nm.
• 132M-4 carcasse fonte : 7,5 kW (10 HP), 4 pôles, 1460 tr/min, IEC 132M, 400/690 V (Δ/Y), 50 Hz, couple nominal 49,1 Nm.
• 160M-4 carcasse fonte : 11 kW (15 HP), 4 pôles, 1465 tr/min, IEC 160M, 400/690 V (Δ/Y), 50 Hz, couple nominal 71,7 Nm.

Notez que les modèles de 5,5 kW et 7,5 kW appartiennent à la famille de carcasse 132, alors que le modèle de 11 kW est en carcasse 160M. Si votre réducteur est usiné pour une carcasse 132, passer à 11 kW peut rompre la compatibilité de bride et d'arbre. Les prix actuels figurent sur les pages produits.

Exemple hypothétique : demande d'un moteur plus puissant sur un réducteur pour carcasse 132

Dans une centrale hypothétique, une vis à ciment inclinée utilise un moteur de 5,5 kW à 4 pôles et l'entrée du réducteur correspond à une carcasse 132. L'exploitant constate que le relais thermique déclenche lors des démarrages matinaux en hiver et souhaite passer à un moteur de 11 kW. Lors de l'examen, il apparaît pourtant que la vis est laissée pleine chaque soir, que le moteur démarre en étoile-triangle et que les ailettes sont couvertes de ciment. Comme le moteur de 11 kW est en carcasse 160M, il ne s'adaptera pas directement à l'entrée du réducteur. Dans cet exemple, on envisage d'abord de laisser la vis vide, de nettoyer les ailettes et de revoir le mode de démarrage ; si une hausse de puissance est vraiment nécessaire, on examine la limite de couple du réducteur et l'option de 7,5 kW dans la même carcasse. Ce scénario n'est qu'une illustration et ne concerne pas une centrale réelle.

Conclusion et informations nécessaires pour la commande

Le bon moteur pour une vis à ciment est celui qui s'adapte à l'entrée du réducteur, supporte la fréquence de démarrages du cycle de pesage et résiste aux conditions sous le silo. Il n'est pas possible d'indiquer une puissance exacte à partir du seul nom de la machine ; pour un remplacement ou une nouvelle installation, envoyez ensemble les informations suivantes :

• Puissance, vitesse et photo de la plaque du moteur existant
• Code de carcasse IEC, forme de montage et informations sur la bride d'entrée du réducteur
• Tension du réseau et mode de démarrage
• Inclinaison et longueur de la vis et nombre de gâchées par heure
• Environnement d'installation (plein air, poussière, pluie) et éventuels démarrages en charge pleine

Vous pouvez consulter les modèles adaptés et les prix actuels sur la page acheter des moteurs électriques. Pour demander le modèle adapté à partir des données de plaque de votre moteur, envoyez la photo de la plaque ou contactez-nous via notre page de contact.