Le protège-bras (bouclier de bras pivotant) est un élément de sécurité essentiel des concasseurs à mâchoires. Il est installé autour du bras pivotant pour protéger les opérateurs et l'équipement des projections de matériaux et empêcher l'accrochage de corps étrangers. Il se compose d'une plaque de protection principale (acier Q235B/Q355), de supports de fixation, de couches tampons optionnelles et de hublots d'observation, avec des nervures de renfort pour une meilleure rigidité structurelle.
La fabrication comprend la découpe CNC, le formage (pliage/emboutissage), le soudage et le revêtement de surface (époxy + polyuréthane). Le contrôle qualité comprend les tests de matériaux, les contrôles dimensionnels, l'inspection des soudures (MT), les tests d'adhérence des revêtements et la vérification de la compatibilité de l'installation.
Avec une durée de vie de 1 à 3 ans, il garantit un fonctionnement sûr en isolant les pièces mobiles et en résistant aux impacts matériels.
Présentation détaillée du composant de protection du bras (bouclier du bras oscillant) des concasseurs à mâchoires
Le protège-bras est un élément de sécurité essentiel des concasseurs à mâchoires. Il est installé à l'extérieur du bras pivotant (le mécanisme de liaison entraînant la mâchoire pivotante) et dans l'espace mobile entre le châssis et la mâchoire pivotante. Ses principales fonctions sont d'isoler les pièces mobiles de l'environnement extérieur, d'empêcher les opérateurs ou l'équipement d'être blessés par des projections de matériaux ou de graviers pendant le concassage, et d'empêcher l'aspiration de corps étrangers dans les mécanismes en mouvement (risquant ainsi de provoquer un blocage). Ce dispositif est essentiel pour garantir la sécurité de fonctionnement et la protection du personnel. Sa conception doit concilier portée de protection, résistance structurelle et non-interférence avec le mouvement de la mâchoire pivotante.
I. Composition et structure du protège-bras
La structure du protège-bras est personnalisée en fonction du modèle de concasseur et de la trajectoire du bras oscillant. Ses principaux composants et caractéristiques structurelles sont les suivants :
Plaque de protection principale Le composant de protection principal est généralement une plaque d'acier arquée ou droite. Pour les concasseurs de petite et moyenne taille, son épaisseur est généralement de 6 à 12 mm, tandis que pour les grandes machines, elle peut atteindre 15 à 20 mm. Le matériau est de l'acier de construction au carbone Q235B (axé sur l'économie) ou de l'acier faiblement allié à haute résistance Q355 (axé sur la résistance aux chocs). Sa forme épouse la trajectoire du bras oscillant afin d'éviter tout contact dans la plage de rotation maximale de la mâchoire. Il recouvre les pièces mobiles critiques telles que le bras oscillant, les liaisons entre le châssis et la tringlerie et les paliers.
Supports de fixation Les structures de support reliant la plaque de protection principale au châssis sont généralement soudées à partir de cornières, de profilés en acier ou de plaques d'acier. Elles se divisent en supports de fixation supérieurs (reliés au châssis supérieur) et en supports de fixation inférieurs (reliés au milieu ou au bas du châssis). Les supports et la plaque de protection sont boulonnés (pour faciliter le démontage et l'entretien), tandis que les fixations au châssis se font par soudure ou par boulons haute résistance afin d'éviter tout desserrage dû aux vibrations de l'équipement. De longs trous ronds (plage de réglage ± 5 mm) sont prévus sur les supports pour ajuster précisément la position de la protection lors de l'installation, évitant ainsi toute interférence avec le bras oscillant.
Couche tampon/d'usure (dans certains modèles) Des plaques en caoutchouc résistantes à l'usure (5 à 10 mm d'épaisseur) ou des revêtements en acier à haute teneur en manganèse sont collés ou rivetés sur la face faisant face à la chambre de broyage afin de réduire l'impact direct des projections de matériaux et de prolonger la durée de vie. Certains protège-bras sont dotés de joints en caoutchouc sur les bords pour combler les espaces avec le cadre et empêcher l'infiltration de matériaux fins.
Fenêtre d'observation (facultatif) Les grands protège-bras peuvent être dotés de fenêtres d'observation rectangulaires dans les zones non critiques, incrustées de verre trempé ou de plaques de polycarbonate (≥ 8 mm d'épaisseur). Celles-ci permettent aux opérateurs d'inspecter le mouvement et l'usure interne du bras oscillant sans retirer le protège-bras. Un cadre métallique autour de la fenêtre améliore l'étanchéité.
Nervures de renforcement Des nervures de renfort transversales ou longitudinales (espacées de 200 à 300 mm) sont soudées à l'arrière de la plaque principale. Ces nervures ont une section en L ou en T, de même épaisseur que la plaque de protection, afin d'améliorer la résistance à la déformation et de prévenir les chocs violents.
II. Procédé de fabrication du protège-bras (en se concentrant sur la plaque de protection principale)
Bien que n'étant pas un composant porteur essentiel, le protège-bras requiert une résistance aux chocs et une stabilité structurelle suffisantes. Sa fabrication implique principalement la découpe, le formage et le soudage de plaques :
Préparation des matières premières
Les tôles d'acier standard (par exemple, Q355) sont sélectionnées avec une tolérance d'épaisseur contrôlée à ± 0,5 mm. Avant la production, des inspections visuelles (absence de fissures ou de délaminage) et des échantillonnages des propriétés mécaniques (résistance à la traction ≥ 355 MPa, allongement ≥ 20 %) sont effectués.
Pour les protections en forme d'arc, la taille étendue est calculée en fonction du rayon, avec une surépaisseur d'usinage de 10 à 15 mm réservée.
Découpe et formage
La découpe plasma CNC ou laser est utilisée pour le découpage, garantissant une tolérance dimensionnelle du contour ± 1 mm et une rugosité de la surface de coupe Ra ≤ 25 μm. Les bavures ou les scories sont meulées en douceur.
Formage à l'arc : pour les tôles épaisses, un chauffage à 600–800 °C (pour les aciers faiblement alliés) suivi d'un pliage à la presse sur moule garantit un rayon de courbure ≤ ± 2 mm. Le pliage à froid (pour les tôles ≤ 8 mm d'épaisseur) est réalisé à l'aide d'une presse plieuse CNC à pliage multi-étapes (≤ 15 ° par étape) pour éviter les fissures.
Soudage de supports et de nervures de renfort
Soudage des nervures de renfort sur la tôle principale : soudage sous protection gazeuse CO₂ avec une hauteur de cordon de soudure de 5 à 8 mm (adaptée à l'épaisseur de la tôle), un courant de soudage de 180 à 220 A et une vitesse de 30 à 50 cm/min. La pénétration est totale, sans échauffement, et les soudures sont rectifiées pour éviter la concentration des contraintes.
Supports de fixation soudés : Des soudures d'angle relient les supports à la protection. Un pointage (à 100–150 mm d'intervalle) assure un écart de perpendicularité ≤ 1 mm/100 mm. Après le soudage, un traitement de vieillissement de 24 heures soulage les contraintes de soudage.
Traitement de surface
Dégraissage et dérouillage : Le sablage (grade Sa2.5) élimine les dépôts d'oxyde et l'huile, atteignant une rugosité de Ra50–80 μm pour améliorer l'adhérence du revêtement.
Revêtement : Un apprêt époxy (40 à 60 μm d'épaisseur) et une couche de finition polyuréthane (30 à 50 μm d'épaisseur) sont appliqués. Un apprêt jaune ou rouge (avertissement) est utilisé. L'adhérence de la peinture est conforme au grade 2 de la norme GB/T 9286 (pas de pelage à grande échelle lors des tests de quadrillage).
III. Processus de contrôle qualité du protège-bras
La qualité du protège-bras affecte directement l'efficacité de la protection et sa durée de vie, nécessitant des contrôles en plusieurs étapes :
Contrôle de la qualité des matières premières
Les plaques d'acier doivent être accompagnées de certificats de matériaux. L'échantillonnage comprend une analyse spectrale (vérifiant la composition chimique) et des essais de traction (vérifiant que la résistance et l'allongement sont conformes aux normes). Les plaques présentant des laminations ou des fissures sont rejetées.
Contrôle de la précision dimensionnelle et de formage
Des mètres ruban et des gabarits permettent de vérifier les dimensions du contour et le rayon (écart ≤±2 mm). Une équerre vérifie la perpendicularité entre la protection et les supports (erreur ≤1 mm/100 mm). Des jauges de courbure garantissent un écart ≥10 mm entre la plaque d'arc et la trajectoire du bras oscillant (sans risque d'interférence).
Contrôle de la qualité du soudage
Inspection visuelle des soudures : absence de pores, d'inclusions de scories ni de contre-dépouilles (profondeur ≤ 0,5 mm), dimensions des pattes uniformes. Les soudures critiques (par exemple, assemblages support-cadre) sont soumises à un contrôle par magnétoscopie (MT) pour détecter les fissures de surface.
Essai de charge : Une charge d'impact nominale de 1,5 × (simulant l'impact du matériau) est appliquée au centre du protecteur pendant 10 minutes. La déformation doit être ≤ 2 mm, sans fissure de soudure.
Inspection des revêtements de surface
Une jauge d'épaisseur de revêtement mesure l'épaisseur totale du film (≥ 70 μm). Un testeur à coupe transversale vérifie l'adhérence (perte de revêtement ≤ 5 %). Un test au brouillard salin de 48 heures garantit l'absence de cloquage et de rouille.
Inspection de compatibilité d'installation
Un essai d'assemblage avec le châssis et le bras pivotant permet de vérifier la couverture complète des zones dangereuses. Le réglage des fentes du support (garantissant un réglage précis et en douceur) est vérifié et aucun bruit de frottement n'est observé pendant la course complète de la mâchoire pivotante.
Avec une durée de vie typique de 1 à 3 ans (selon la fréquence des impacts), un entretien régulier du protège-bras est essentiel. Les inspections doivent vérifier l'usure du revêtement, les soudures desserrées et l'intégrité des fenêtres d'observation, et prévoir des réparations ou des remplacements rapides pour garantir la sécurité.
