Moteur pour machines de vieillissement et de tonnelage de pierre

Les petits carreaux, pièces de mosaïque et bordures taillés dans le travertin, le marbre ou le calcaire passent par un procédé de vieillissement afin de perdre leur aspect vif de coupe fraîche et de prendre l'allure d'une pierre ancienne. Deux méthodes sont courantes : frotter les pièces les unes contre les autres dans un tonneau rotatif pour arrondir leurs arêtes, ou texturer la surface de la tranche avec des brosses abrasives rotatives. Toutes les machines d'une usine de pierre sont accessibles depuis la page moteurs pour le travail du marbre et de la pierre naturelle ; cette page se concentre uniquement sur les moteurs électriques qui font tourner le tonneau de vieillissement et la ligne de vieillissement par brossage.

Comment fonctionne le vieillissement au tonneau ?

Le tonneau est un cylindre en acier revêtu ou un corps polygonal tournant sur un axe horizontal ou légèrement incliné. On y charge des pièces de pierre, de l'eau et, le plus souvent, des grains abrasifs grossiers. En tournant lentement, le tonneau entraîne la charge vers le haut ; à une certaine hauteur elle glisse et retombe en roulant ; les pièces frottent entre elles et contre l'abrasif, perdent leurs arêtes, leurs surfaces deviennent mates et leurs pores s'ouvrent.

La durée du traitement se compte en heures, selon la dureté de la pierre et l'aspect recherché. Pendant tout ce temps, le tonneau tourne dans le même sens à vitesse basse et constante. Une fois le travail terminé, on arrête le tonneau, on ouvre son couvercle et on vide la charge soit en le basculant, soit en le faisant tourner en sens inverse.

La charge du moteur de tonneau : lourde, déséquilibrée et longue

La charge à l'intérieur du tonneau n'est jamais répartie uniformément autour de l'axe. Le mélange de pierre, d'eau et d'abrasif s'accumule du côté montant du tonneau ; le moteur doit soulever cette masse à chaque tour. Quand la charge roule et retombe, le couple fluctue. Le moteur de tonneau supporte donc une charge continue mais irrégulière, avec une composante de choc.

Le moment le plus difficile est le démarrage. Quand un tonneau plein est à l'arrêt, la charge s'est tassée au fond ; au premier tour, le moteur doit vaincre à la fois l'inertie du tonneau et la charge tassée. Si le couple de démarrage est insuffisant, le moteur ne prend pas sa vitesse, appelle longtemps un courant élevé et la protection déclenche. Cela s'accentue quand le taux de remplissage augmente ; il ne faut pas dépasser le remplissage recommandé par le constructeur de la machine.

Modes de démarrage

Sur les petits tonneaux, le moteur peut démarrer directement sur le réseau. Sur les tonneaux grands et lourdement chargés, on préfère un démarreur progressif ou un variateur ; le variateur facilite aussi le réglage de la vitesse du tonneau selon la pierre et la rotation lente en sens inverse pour la vidange. En démarrage étoile-triangle, le couple de démarrage baisse et peut donc être insuffisant pour un tonneau plein ; ce point est évalué dans le projet électrique de la machine.

Transmission : réducteur, chaîne et courroie

Le tonneau ne doit tourner qu'à quelques tours ou quelques dizaines de tours par minute, alors qu'un moteur standard est de la classe 1000, 1500 ou 3000 tr/min. Le réducteur comble ce grand écart. Dans les dispositions courantes, le moteur entraîne le réducteur par un étage à courroie, et le réducteur fait tourner le tonneau par un pignon de chaîne ou directement par son arbre. Sur certaines machines, le tonneau repose sur deux galets motorisés et tourne par friction.

Dans ces entraînements lents à fort couple, les moteurs 4 ou 6 pôles sont fréquents ; à puissance égale, un moteur 6 pôles donne un couple plus élevé sur l'arbre et réduit le rapport du réducteur. Le rapport utilisé dépend de la conception de la machine. Pour un moteur qui sera relié à un réducteur, la page moteurs électriques pour réducteurs aide pour la compatibilité de bride et d'arbre.

Machine de vieillissement par brossage

La deuxième façon de donner une texture ancienne à la surface d'une tranche ou d'un grand carreau est le brossage. Dans cette machine, la tranche avance sur une bande ; au-dessus, des têtes alignées côte à côte font tourner des brosses en nylon chargées de grains de carbure de silicium ou de diamant. Les brosses usent les veines tendres de la pierre, laissent les parties dures et donnent à la surface un aspect ondulé que l'on sent au toucher.

Ici, chaque tête tourne avec son propre moteur ; le moteur est généralement vertical, arbre vers le bas, et entraîne la brosse directement ou par une transmission courte. La charge est bien plus régulière que dans le tonneau : la brosse appuie sur la tranche avec une pression donnée et le moteur fonctionne en continu à vitesse constante. Le moteur de bande est motoréduit et sa vitesse de passage est généralement réglée par variateur. Sur certaines machines, les têtes oscillent aussi transversalement sur un pont ; ce mouvement est assuré par un autre petit moteur séparé.

Effet de l'eau, des boues et de la poussière abrasive sur le moteur

Le vieillissement au tonneau est un procédé humide ; l'eau boueuse qui fuit par le joint du couvercle ou l'ouverture de vidange peut atteindre le socle où se trouvent le moteur et le réducteur. Sur les brosseuses, la pulvérisation d'eau et la fine poussière abrasive créent un brouillard permanent autour des têtes. Dans les deux cas, garder propres le capot de ventilateur et les ailettes de la carcasse est indispensable pour que le moteur puisse se refroidir.

Les moteurs HEM standard sont protégés IP55 ; ils résistent aux projections d'eau et à la poussière, mais ne sont pas conçus pour un jet d'eau continu, le lavage à l'eau sous pression ou un fonctionnement enfoui dans la boue. Si le moteur se trouve sur le trajet de l'écoulement des boues, une protection prévue par le constructeur de la machine ou un moteur spécial est nécessaire ; il faut l'indiquer à la commande. Sur les moteurs de brosse verticaux, on contrôle à part les pièces d'étanchéité de la tête pour que l'eau ne descende pas le long de l'arbre jusqu'au moteur. Une résistance anticondensation et une sonde de bobinage PTC ou PT100 peuvent être demandées en option.

Moteurs d'exemple par point d'entraînement

Les associations ci-dessus servent d'orientation ; le bon moteur dépend de la charge réelle du tonneau ou de la tête, de la vitesse souhaitée, du mode de liaison et des conditions de l'atelier. La plaque du moteur déjà en place reste toujours le point de départ le plus sûr.

Options de montage et réglage de vitesse

Les moteurs de tonneau sont généralement montés à pattes sur un socle et bridés sur le réducteur ; les moteurs de tête de brosse travaillent verticalement avec bride. Les séries triphasées HEM comprennent des dispositions B3, B5, B14, B34, B35 et verticales V1/V3/V5/V6/V15 selon la taille de carcasse. Nous vérifions ensemble le diamètre de bride et le bout d'arbre avant la commande ; les détails figurent dans la question sur les formes de montage.

Pour changer la vitesse du tonneau selon la pierre ou régler le passage sur la bande, les moteurs peuvent être pilotés par un variateur de fréquence. Si le moteur de tonneau doit tourner de longues heures à basse fréquence et à couple complet, son propre ventilateur peut ne pas refroidir suffisamment et l'on ajoute un ventilateur indépendant ; si le câble entre variateur et moteur est long, un filtre dv/dt ou sinus est envisagé. Indiquez ce mode de fonctionnement à la commande ; plus de détails sur la page fonctionnement sur variateur.

Ce qu'il faut envoyer pour un devis

Pour identifier rapidement le moteur adapté, communiquez-nous : si la machine est à tonneau ou à brosses, quel point le moteur entraîne (tonneau, tête de brosse, bande), la puissance (kW) et la vitesse (tr/min) du moteur actuel, la tension de votre site, la forme de montage et la quantité nécessaire. Si le tonneau a un réducteur, la taille de bride du réducteur est utile ; pour une tête de brosse, le diamètre et la longueur de l'arbre.

Une photo de la plaque de l'ancien moteur suffit souvent à elle seule : moteur équivalent à partir d'une photo de plaque. La liste des modèles avec prix actuels est sur la page vente de moteurs électriques ; utilisez la page contact pour nous joindre par WhatsApp ou par téléphone.

Questions fréquentes

Le tonneau plein démarre difficilement, faut-il un moteur plus gros ?

Vérifiez d'abord si le taux de remplissage respecte la limite recommandée par le constructeur et examinez le mode de démarrage. L'étoile-triangle réduit le couple de démarrage et peut être insuffisant pour un tonneau plein ; un démarreur progressif ou un variateur résout souvent le problème. Si ces points sont corrects et que le moteur peine encore, une puissance supérieure est envisagée.

Y a-t-il un intérêt à utiliser un moteur 6 pôles plutôt que 4 pôles sur le tonneau ?

À puissance égale, un moteur 6 pôles tourne moins vite et fournit plus de couple sur son arbre, ce qui réduit le rapport du réducteur. Mais si le réducteur et les poulies existants ont été choisis pour un moteur 4 pôles, le changement de vitesse modifie aussi la vitesse du tonneau ; la transmission doit donc être revue en même temps.

Peut-on faire tourner le tonneau en sens inverse pour la vidange ?

Sur un moteur triphasé, le sens de rotation s'inverse en permutant deux phases ; avec un variateur, le changement de sens est plus doux. Le tonneau doit être complètement arrêté avant l'inversion ; inverser un tonneau plein en rotation impose des chocs au réducteur et au moteur.

Tous les moteurs de tête de brosse fonctionnent-ils en même temps ?

Sur la plupart des lignes oui, mais si les têtes sont mises en marche ensemble, le courant de démarrage total augmente. Démarrer les têtes l'une après l'autre à quelques secondes d'intervalle soulage l'armoire et le réseau ; cette séquence est programmée dans la commande de la machine.