Le carter d'arbre intermédiaire (également appelé carter d'arbre intermédiaire ou carter d'arbre intermédiaire) est un composant structurel et protecteur essentiel des concasseurs à cône. Il sert de boîtier fermé qui soutient et positionne l'ensemble arbre intermédiaire (comprenant l'arbre intermédiaire, les engrenages coniques et les roulements), tout en isolant les composants de la transmission de la poussière, des débris et de l'humidité. Ses principales fonctions sont les suivantes :
Fournit un support structurel rigide pour maintenir l'alignement de l'arbre intermédiaire et des engrenages pendant la rotation à grande vitesse et les charges lourdes.
Protection des composants internes contre la contamination, qui pourrait provoquer une usure prématurée ou une défaillance.
Agissant comme une barrière pour contenir les lubrifiants, garantissant qu'ils restent dans le système de transmission pour réduire la friction.
Amortissement des vibrations générées par l'arbre intermédiaire rotatif, réduisant ainsi le bruit et améliorant la stabilité globale de l'équipement.
Le boîtier d'arbre intermédiaire est un boîtier robuste, généralement en fonte, de conception modulaire, comprenant les composants clés et les caractéristiques structurelles suivants :
Corps de boîte (logement)Structure principale fermée, généralement moulée d'une seule pièce ou en deux parties, avec un intérieur creux pour accueillir l'arbre intermédiaire. Elle est dotée de brides de montage ou de trous de boulons pour la fixer au châssis du concasseur, assurant ainsi sa stabilité. Les parois intérieures sont usinées avec des tolérances précises pour s'adapter aux sièges de roulement et aux composants d'étanchéité.
Sièges de roulementLogements moulés ou usinés intégralement dans le corps du boîtier, logeant les roulements supportant l'arbre intermédiaire. Ces logements sont cylindriques ou coniques (correspondant aux bagues extérieures du roulement) et doivent maintenir une coaxialité stricte pour éviter tout désalignement de l'arbre.
Ports de lubrificationDes trous percés ou des raccords filetés sont prévus sur le corps du boîtier pour raccorder les conduites de lubrification, permettant ainsi à l'huile ou à la graisse de s'écouler dans les roulements et les zones d'engrènement des engrenages. Certains orifices sont équipés de clapets anti-retour pour éviter tout reflux.
Brides et joints d'étanchéité:Si le boîtier est divisé (en deux parties), les brides le long des surfaces de contact sont équipées de joints en caoutchouc ou en métal pour empêcher les fuites de lubrifiant et bloquer les contaminants externes.
Couvercles d'inspectionPanneaux amovibles (souvent boulonnés) sur le corps du boîtier pour permettre l'accès à des fins de maintenance, comme le remplacement des roulements ou le contrôle du lubrifiant. Ces couvercles sont scellés par des joints toriques pour préserver l'intégrité du boîtier.
Trous de ventilation:Petites ouvertures (équipées de filtres) pour égaliser la pression interne et externe, empêchant l'accumulation de chaleur ou d'humidité qui pourrait dégrader les lubrifiants.
Caractéristiques de réglage du jeu des engrenages:Certaines conceptions comprennent des fentes de calage ou des plaques réglables à proximité des sièges de roulement pour ajuster avec précision le jeu axial ou radial des engrenages de l'arbre intermédiaire, garantissant ainsi un engrènement optimal.
Le corps de la boîte d'arbre intermédiaire est principalement fabriqué par moulage au sable, avec les étapes suivantes :
Sélection des matériauxLa fonte grise (HT250 ou HT300) est privilégiée pour son excellente coulabilité, sa grande rigidité, ses propriétés d'amortissement des vibrations et son excellent rapport qualité-prix. Pour les concasseurs à usage intensif, la fonte ductile (QT500-7) peut être utilisée pour améliorer la résistance aux chocs.
Création de modèlesUn modèle en bois, en métal ou imprimé en 3D est créé pour reproduire la géométrie du corps de la boîte, y compris les brides, les portées de roulement et les cavités internes. Le modèle inclut des marges de retrait (1 à 2 % pour la fonte) et des angles de dépouille (2 à 5°) pour faciliter le démoulage.
MoulageDu sable lié à la résine est utilisé pour former la cavité du moule autour du modèle, garantissant une grande précision dimensionnelle. Des noyaux (en sable ou en métal) sont insérés pour créer des éléments internes tels que des logements de palier et des chambres creuses. Le moule est durci pour durcir le sable, assurant ainsi la stabilité lors du coulage.
Fondre et coulerLa fonte est fondue dans un four à induction à 1 400-1 450 °C, sa composition chimique étant ajustée pour obtenir une teneur en carbone de 3,2-3,6 % et une teneur en silicium de 1,8-2,2 % afin d'optimiser la fluidité. Le métal en fusion est coulé dans le moule par un système de coulée à vitesse contrôlée (5-10 kg/s) afin d'éviter les turbulences et d'assurer un remplissage complet des parois minces.
Refroidissement et secouageLe moule est laissé refroidir pendant 8 à 12 heures (selon la taille) afin d'éviter les fissures thermiques. Une fois refroidi à température ambiante, la pièce est démoulée par vibration (démoulage) et l'excédent de sable est nettoyé à l'air comprimé ou par grenaillage.
Traitement thermiqueLa pièce moulée subit un recuit de détente pour éliminer les contraintes résiduelles dues au refroidissement. Elle est chauffée à 550–600 °C, maintenue à cette température pendant 2 à 3 heures, puis refroidie lentement jusqu'à 200 °C avant d'être refroidie à l'air. Cette étape permet d'éviter tout gauchissement lors de l'usinage ultérieur.
Inspection de moulage: L'inspection visuelle permet de détecter les défauts de surface (par exemple, fissures, trous de sable ou remplissage incomplet). Des contrôles par ultrasons (UT) sont effectués sur les zones critiques (par exemple, les portées de roulement et les surfaces de montage des brides) afin de détecter les défauts internes tels que la porosité ou le retrait, susceptibles de compromettre l'intégrité structurelle.
Après la coulée, le corps de la boîte subit un usinage de précision pour répondre aux exigences fonctionnelles :
Usinage grossier:
Les surfaces extérieures, les brides et les trous de montage sont fraisés ou tournés pour éliminer l'excès de matière, établissant ainsi les dimensions de base avec une tolérance d'usinage de 1 à 2 mm.
Les sièges de roulement sont alésés grossièrement à une taille approximative, garantissant qu'ils sont concentriques avec l'axe central de la boîte.
Usinage de finition:
Les portées de roulement sont alésées et rodées avec précision pour atteindre la tolérance IT7, avec une rugosité de surface de Ra1,6–3,2 μm pour garantir un ajustement parfait. La coaxialité entre les portées de roulement opposées est contrôlée à ≤ 0,02 mm/m.
Les brides d'accouplement (pour boîtes de séparation) sont rectifiées en surface pour obtenir une planéité ≤ 0,05 mm/m, garantissant une étanchéité parfaite avec les joints.
Les orifices de lubrification et les trous filetés sont percés et taraudés selon les spécifications (par exemple, filetages M10 ou G1/4), avec des bords ébavurés pour éviter d'endommager les joints.
Traitement de surface:
La surface extérieure est peinte avec un apprêt et une couche de finition anticorrosion pour résister aux dommages environnementaux.
Les surfaces internes (à l'exclusion des sièges de roulement) peuvent être recouvertes d'un inhibiteur de rouille pour les protéger de l'humidité lorsqu'elles ne sont pas utilisées.
Assemblage avec composants:
Les roulements sont pressés dans les sièges de roulement usinés, avec des ajustements serrés pour éviter le glissement.
Les joints sont montés sur des brides divisées et les deux moitiés sont boulonnées ensemble avec un couple uniforme (généralement 30 à 50 N·m) pour assurer une pression uniforme.
Des couvercles d'inspection, des joints et des filtres de ventilation sont installés, suivis d'un test de pression pour vérifier l'absence de fuites.
Validation des matériaux: La composition chimique des échantillons de fonte est testée (par spectrométrie d'émission optique) afin de garantir leur conformité aux normes HT250/HT300. La résistance à la traction et la dureté (180–240 HBW) sont vérifiées par des essais mécaniques.
Contrôles de précision dimensionnelle:
Les machines de mesure tridimensionnelles (MMT) sont utilisées pour inspecter les dimensions critiques, notamment le diamètre du siège du roulement, la planéité des brides et les positions des trous.
Un comparateur à cadran est utilisé pour vérifier la coaxialité des sièges de roulement et la perpendicularité des brides de montage par rapport à l'axe central du boîtier.
Essais d'intégrité structurelle:
Essai de pression : la boîte assemblée (avec les couvercles scellés) est remplie d'huile et pressurisée à 0,3–0,5 MPa pendant 30 minutes, sans aucune fuite autorisée.
Des tests par ultrasons ou par particules magnétiques (MPT) sont effectués sur des zones à forte contrainte (par exemple, les coins des brides) pour détecter les fissures ou la fatigue.
Tests fonctionnels:
Après l'assemblage avec l'arbre intermédiaire, des tests de rotation sont effectués pour garantir que l'arbre tourne librement sans se bloquer, indiquant un alignement correct du siège du roulement.
Les tests de débit de lubrification vérifient que l'huile atteint tous les points critiques via les ports, les débitmètres confirmant le volume adéquat.
Inspection finale:Chaque boîtier d'arbre intermédiaire est inspecté visuellement pour détecter les défauts de surface et un certificat de conformité est délivré, documentant les contrôles dimensionnels, les résultats des tests de matériaux et les résultats des tests de pression.
En résumé, le boîtier de l'arbre intermédiaire est un composant essentiel qui garantit le fonctionnement efficace et durable de l'ensemble. Sa robustesse, son usinage de précision et son contrôle qualité rigoureux contribuent à la fiabilité du concasseur à cône dans des conditions d'utilisation difficiles.
Comment démonter le cadre de l'arbre de transmission du concasseur à cône
1. Démontez tous les tuyaux d'huile qui affectent le démontage du cadre de l'arbre de transmission.
2. Retirez la poulie en suivant les étapes de démontage. Ceci afin d'éviter de l'endommager lors du démontage du cadre de l'arbre de transmission.
3. Retirez les vis qui fixent le cadre de l'arbre de transmission et le cadre, puis vissez les vis de levage spéciales fournies dans les trois trous filetés uniformément répartis sur la bride extérieure du cadre de l'arbre de transmission.
4. Pour éviter toute résistance du cadre de l'arbre de transmission dans le châssis, les vis de calage doivent être vissées une par une. La température du trou de crémaillère et la température ambiante sont supérieures d'environ 55 °C. Cette méthode facilite le démontage, jusqu'à ce que le cadre de l'arbre de transmission soit séparé du corps du châssis.
5. Placez un long tube sur l'extrémité de la poulie de l'arbre de transmission pour maintenir l'équilibre de l'ensemble. Retirez-le à l'aide d'une grue ou d'un autre équipement de levage approprié.
6. Retirez le collecteur d'huile, puis chauffez le diffuseur d'huile à environ 30 °C de plus que la température ambiante.
7. Placez un pied-de-biche entre le cadre de l'arbre de transmission et le déflecteur d'huile, et appliquez la pression appropriée. Une fois le déflecteur d'huile desserré, saisissez-le par les deux côtés et retirez-le de l'arbre. L'orifice intérieur du déflecteur d'huile est équipé de joints toriques ou de graphite teinté pour empêcher les fuites d'huile de lubrification le long de l'arbre de transmission. Veillez à ne pas endommager le joint lors du démontage du déflecteur. S'il est endommagé, remplacez-le avant la réinstallation.
8. Retirez l’arbre de transmission du cadre de l’arbre de transmission.
