Accouplement d'arbre intermédiaire de concasseur à cône

Transmission de couple:Transfert de la puissance de rotation du moteur d'entraînement à l'arbre intermédiaire, qui entraîne ensuite le pignon et la bague excentrique, alimentant finalement le mouvement de concassage.

Compensation de désalignement: Prise en charge des désalignements axiaux, radiaux ou angulaires mineurs (généralement ≤ 0,5 mm axial, ≤ 0,1 mm radial, ≤ 1° angulaire) entre l'arbre intermédiaire et l'arbre de transmission, réduisant ainsi les contraintes sur les roulements et les arbres.

Amortissement des vibrations:Absorber les chocs et les vibrations générés lors de changements de charge soudains (par exemple, lors de l'écrasement de matériaux durs), protégeant le moteur, les engrenages et autres composants de précision contre les dommages.

Protection contre les surcharges:Certaines conceptions incluent des goupilles de cisaillement ou des disques de friction qui tombent en panne en cas de surcharge extrême, évitant ainsi des dommages catastrophiques au système d'entraînement.

Moyeux d'accouplementDeux moyeux cylindriques (entrée et sortie) avec alésages internes pour le montage sur l'arbre intermédiaire et l'arbre de transmission. Les moyeux sont souvent fabriqués en acier moulé haute résistance (par exemple, ZG35CrMo) ou en acier forgé, avec des rainures de clavette ou des cannelures pour la transmission du couple.

Élément flexible:Un composant qui relie les deux moyeux tout en permettant un désalignement, tel que :

Disques en caoutchouc ou en élastomère:Disques résilients collés sur des plaques métalliques, offrant flexibilité et amortissement des vibrations.

Dents d'engrenage: Dents d'engrenage externes ou internes sur un moyeu qui s'engrènent avec un engrenage correspondant sur l'autre moyeu (accouplement de type engrenage), permettant un désalignement angulaire.

Goupille et bague:Goupilles en acier fixées à un moyeu qui s'insèrent dans les bagues de l'autre moyeu, avec des bagues en bronze ou en polymère pour une faible friction.

Plaques de bride: Des plaques métalliques sont boulonnées aux moyeux pour fixer l'élément flexible. Les brides sont percées de trous de boulons régulièrement espacés pour l'assemblage, assurant une répartition uniforme de la charge.

Fixations: Boulons à haute résistance (par exemple, de qualité 8,8 ou 10,9) et écrous qui serrent les moyeux et l'élément flexible ensemble, avec des rondelles de blocage ou un adhésif frein-filet pour éviter le desserrage.

Trous de goupille de cisaillement (facultatif): Trous radiaux pour goupilles de cisaillement qui se cassent sous un couple excessif, agissant comme un mécanisme de sécurité pour protéger le système d'entraînement.

L'acier moulé à haute résistance (ZG35CrMo) est privilégié pour ses excellentes propriétés mécaniques : résistance à la traction ≥ 700 MPa, limite d'élasticité ≥ 500 MPa et résilience ≥ 35 J/cm². Il offre une bonne coulabilité et usinabilité, et est idéal pour la transmission du couple.

Un modèle de précision est créé en bois, en mousse ou en résine imprimée en 3D, reproduisant le diamètre extérieur, l'alésage interne, la rainure de clavette, la bride et les trous de boulon du moyeu. Des marges de retrait (1,5 à 2 %) sont ajoutées, avec des marges plus importantes pour les sections à parois épaisses (par exemple, les pieds de bride).

Le modèle comprend des noyaux pour former l'alésage interne et la rainure de clavette, garantissant ainsi la précision dimensionnelle.

Un moule en sable lié à la résine est préparé, le modèle et les noyaux étant positionnés pour former le moyeu. La cavité du moule est recouverte d'un enduit réfractaire (à base d'alumine) pour améliorer l'état de surface et prévenir l'inclusion de sable.

L'acier moulé est fondu dans un four à arc électrique à 1520–1560 °C, avec une composition chimique contrôlée à C 0,32–0,40 %, Cr 0,8–1,1 %, Mo 0,15–0,25 % pour équilibrer la résistance et la ténacité.

Le coulage est effectué à 1480–1520°C à l'aide d'une louche, avec un débit constant pour éviter les turbulences et assurer un remplissage complet du moule, en particulier dans les éléments complexes comme les rainures de clavette.

La pièce est refroidie dans le moule pendant 48 à 72 heures afin de minimiser les contraintes thermiques, puis éliminée par vibration. Les résidus de sable sont nettoyés par grenaillage (grain d'acier G25), ce qui permet d'obtenir une rugosité de surface de Ra25 à 50 μm.

La normalisation (850–900 °C, refroidi par air) affine la structure du grain, suivie d'un revenu (600–650 °C) pour réduire la dureté à 180–230 HBW, améliorant ainsi l'usinabilité.

Usinage grossierLe moyeu moulé est monté sur un tour CNC pour usiner le diamètre extérieur, la face de la bride et l'alésage interne, en laissant une surépaisseur de finition de 2 à 3 mm. Les rainures de clavette sont ébauchées à l'aide d'une fraiseuse CNC.

Usinage de finition: L'alésage interne est rodé pour obtenir une tolérance dimensionnelle de H7 (pour un ajustement sans jeu avec l'arbre) et une rugosité de surface Ra0,8 µm. Les rainures de clavette ou cannelures sont usinées conformément à la norme DIN 6885, garantissant un ajustement précis avec les clavettes de l'arbre.

Pour les éléments en caoutchouc/élastomère : les composés élastomères (par exemple, caoutchouc nitrile ou polyuréthane) sont moulés en disques avec des inserts métalliques, durcis à 150–180 °C pendant 10 à 20 minutes pour atteindre une dureté Shore de 60 à 80 A.

Pour les éléments de type engrenage : les dents d'engrenage sont découpées dans un moyeu à l'aide d'une machine à tailler les engrenages CNC, avec un module de 3 à 8 et un angle de pression de 20°, garantissant la compatibilité avec le moyeu correspondant.

Les brides sont découpées au laser dans des plaques d'acier (par exemple, Q355B), puis percées de trous de boulons (tolérance de positionnement ± 0,1 mm) à l'aide d'une perceuse à commande numérique. Les surfaces de contact sont rectifiées jusqu'à obtenir une planéité (≤ 0,05 mm/m) pour une étanchéité parfaite avec les moyeux.

L'élément flexible est pris en sandwich entre les deux moyeux, avec des plaques de bride boulonnées ensemble à l'aide de boulons à haute résistance (grade 8.8) serrés au couple spécifié (généralement 200–500 N·m).

Pour les conceptions de goupilles de cisaillement, les goupilles (en acier 45#, traitées thermiquement à HRC 30–35) sont insérées dans des trous pré-percés, garantissant qu'elles constituent le maillon le plus faible du trajet de couple.

Les moyeux et les flasques sont recouverts de peinture époxy ou de zingage (5 à 8 μm d'épaisseur) pour résister à la corrosion. Les surfaces d'alésage usinées sont traitées avec un produit antigrippant pour faciliter l'installation.

L'analyse de la composition chimique (spectrométrie) confirme que les matériaux du moyeu sont conformes aux normes (par exemple, ZG35CrMo : C 0,32–0,40 %).

Les essais de traction sur des échantillons de moyeu vérifient une résistance à la traction ≥ 700 MPa et un allongement ≥ 12 %.

Une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) inspecte les dimensions du moyeu : diamètre d'alésage (tolérance H7), profondeur/largeur de la rainure de clavette (± 0,05 mm) et planéité de la bride.

Les positions des trous de boulons sont vérifiées à l'aide d'une jauge de fixation pour garantir l'alignement entre les moyeux et les brides.

Les tests de dureté (Brinell) garantissent que la dureté du moyeu est de 180 à 230 HBW ; les dents d'engrenage (le cas échéant) sont trempées par induction à 50 à 55 HRC, vérifiées via des tests Rockwell.

Les tests de torsion soumettent l'accouplement à 120 % du couple nominal pendant 10 minutes, sans déformation permanente ni fissure autorisée.

Le test par particules magnétiques (MPT) détecte les fissures de surface dans les rainures de clavette de moyeu et les racines de bride, tout défaut de 0,3 mm de longueur entraînant un rejet.

Les tests par ultrasons (UT) inspectent les corps de moyeu à la recherche de défauts internes (par exemple, pores de retrait) dans les régions porteuses.

Essai de désalignement : L'accouplement fonctionne à la vitesse nominale avec un désalignement maximal autorisé, avec des niveaux de vibration (mesurés via un accéléromètre) limités à ≤ 5 mm/s.

Essai de surcharge : pour les conceptions à goupille de cisaillement, l'accouplement est soumis à 150 % du couple nominal, vérifiant que les goupilles de cisaillement échouent avant que le moyeu ou l'arbre ne soit endommagé.