Le concasseur à cône mobile est un équipement de concassage intégré qui combine un concasseur à cône, un dispositif d'alimentation, un crible, un convoyeur et un châssis mobile. Il est conçu pour le concassage sur site de matériaux de dureté moyenne à élevée, tels que le granit, le basalte, le minerai de fer et les granulats de béton. Son principal atout réside dans sa mobilité, qui lui permet de se déplacer aisément entre les chantiers, réduisant ainsi les coûts de transport des matériaux et optimisant l'efficacité du concassage.
Cet équipement est largement utilisé dans les secteurs minier, de la construction routière, de la démolition urbaine et des infrastructures. Il permet un concassage secondaire ou tertiaire, produisant des granulats à granulométrie uniforme et à haute cubité, directement utilisables dans la construction ou pouvant être transformés ultérieurement. La capacité de traitement des concasseurs à cône mobiles varie de 50 à 500 tonnes par heure, répondant ainsi aux besoins de projets de différentes envergures.
Le concasseur à cône mobile est un système complexe composé de multiples composants, chacun ayant une fonction spécifique pour assurer le bon déroulement du processus de concassage :
2.1 Châssis mobile
Châssis : Une structure soudée en acier haute résistance (Q355B) d'une épaisseur de 16 à 30 mm. Il sert de base à l'installation de tous les autres composants et est conçu avec une rigidité suffisante pour résister au poids et aux vibrations de l'équipement.
Essieux et roues : Équipé de 2 à 6 essieux (selon le modèle) et de pneus renforcés (capacité de charge de 10 à 20 tonnes chacun) ou de chenilles. Les pneus sont adaptés au transport routier, tandis que les chenilles sont utilisées sur les terrains accidentés et difficiles.
Vérins hydrauliques : 4 à 6 vérins hydrauliques installés aux quatre coins du châssis permettent de niveler l’équipement pendant son fonctionnement et d’assurer sa stabilité. La hauteur de levage est de 100 à 300 mm.
Chambre de concassage : Elle se compose d’un cône fixe (concave) et d’un cône mobile, tous deux revêtus de matériaux résistants à l’usure (fonte à haute teneur en chrome Cr20). Le cône fixe est installé sur le châssis, et le cône mobile est entraîné par un arbre excentrique pour effectuer un mouvement de balancier périodique, broyant ainsi les matériaux par extrusion et impact.
Arbre excentrique : Pièce en acier moulé (ZG35CrMo) d’excentricité comprise entre 8 et 25 mm, qui assure la rotation du cône mobile. Il est relié au moteur par une transmission à engrenages coniques.
Moteur principal : Un moteur asynchrone triphasé (75–250 kW) alimente le concasseur à cône. Il est installé sur le châssis et relié à l’arbre excentrique par une courroie trapézoïdale ou un accouplement.
Trémie d'alimentation : Structure en acier soudé d'une capacité de 1 à 5 m³, équipée d'un alimentateur vibrant pour contrôler la vitesse d'alimentation. La trémie est revêtue d'une plaque résistante à l'usure afin de limiter son utilisation.
Crible vibrant : Un crible vibrant circulaire ou linéaire est installé à la sortie du concasseur à cône. Il tamise les matériaux concassés en différentes granulométries (par exemple, 0–5 mm, 5–10 mm, 10–20 mm). La toile du crible est en acier à haute teneur en manganèse (ZGMn13) ou en polyuréthane.
Convoyeur de retour : Un convoyeur à bande qui transporte les matériaux surdimensionnés (plus grands que la taille de particules requise) du crible vibrant vers le concasseur à cône pour un nouveau concassage.
Convoyeur principal : Il transporte les matériaux concassés du concasseur à cône au crible vibrant. Il est composé d’une bande transporteuse (en caoutchouc, d’une épaisseur de 5 à 10 mm), de rouleaux et d’un dispositif d’entraînement.
Convoyeurs latéraux : 2 à 3 convoyeurs latéraux transportent les matériaux criblés de différentes granulométries vers des zones de stockage séparées. La longueur des convoyeurs est de 5 à 10 mètres et leur vitesse de convoyage de 1 à 2 m/s.
Système hydraulique : Il comprend des pompes hydrauliques, des vérins et des distributeurs. Il sert à régler l’orifice de refoulement du concasseur à cône, à lever la trémie d’alimentation et à contrôler le déplacement des chenilles (pour les concasseurs mobiles sur chenilles). La pression de service est de 16 à 25 MPa.
Système de commande électrique : Une armoire de commande PLC avec écran tactile permet la gestion automatique des équipements (démarrage et arrêt séquentiels, protection contre les surcharges et alarme de défaut). Elle est également équipée d'une télécommande pour une utilisation simplifiée.
Découpe et découpage : Les plaques d'acier sont découpées aux dimensions requises à l'aide d'une machine de découpe plasma CNC, avec une tolérance dimensionnelle de ±1 mm.
Soudage : Les éléments du cadre sont soudés par procédé à l’arc submergé, avec une hauteur de cordon de soudure de 8 à 15 mm. Après soudage, le cadre est soumis à un recuit de détente à 600–650 °C afin d’éliminer les contraintes de soudage.
Usinage : Les surfaces de montage du concasseur à cône, du moteur et du système hydraulique sont usinées à l'aide d'une fraiseuse CNC, assurant une planéité ≤ 0,1 mm/m et une rugosité de surface Ra 3,2 μm.
Cône fixe et cône mobile (fonte à haute teneur en chrome Cr20) :
Fabrication des modèles : Les modèles de sable sont réalisés selon les dessins de conception, avec une marge de retrait de 1,5 à 2,0 %.
Moulage et coulée : Des moules en sable liés à la résine sont utilisés, et du fer fondu (température 1450–1500°C) est coulé dans les moules.
Traitement thermique : Les pièces moulées sont soumises à un recuit de mise en solution à 950–1000°C et à un revenu à 250–300°C pour atteindre une dureté de HRC 55–60.
Arbre excentrique (acier moulé ZG35CrMo) :
Coulée : L'arbre excentrique est coulé à l'aide d'un moule en sable, et après la coulée, il est normalisé à 880–920°C et revenu à 550–600°C pour obtenir une dureté de HB 220–260.
Usinage : Le cercle extérieur et l'alésage excentrique sont usinés à l'aide d'un tour CNC, avec une tolérance dimensionnelle de IT7.
Cadre de l'écran : soudé en acier Q355B, puis détendu. La surface de l'écran est constituée de plaques d'acier à haute teneur en manganèse, découpées et perforées pour former la maille, avec une tolérance dimensionnelle des trous de ±0,5 mm.
Montage du moteur de vibration : La plaque de montage du moteur de vibration est usinée pour assurer la perpendicularité avec le cadre de l'écran, avec une tolérance de ±0,05 mm.
Installation de l'arbre excentrique : L'arbre excentrique est installé dans le châssis principal du concasseur à cône, et les engrenages coniques sont assemblés avec un jeu d'engrènement de 0,1 à 0,3 mm.
Installation du cône mobile et du cône fixe : Le cône mobile est installé sur l’arbre excentrique et le cône fixe est fixé sur le châssis. L’écart entre le cône mobile et le cône fixe (orifice de refoulement) est ajusté à la valeur nominale (5 à 30 mm) à l’aide de vérins hydrauliques.
4.2 Assemblage du châssis mobile
Installation des essieux et des roues : Les essieux sont soudés ou boulonnés au châssis, et les roues sont installées avec des roulements, garantissant ainsi que les axes des roues sont parallèles entre eux.
Installation des vérins hydrauliques : Les vérins hydrauliques sont fixés au châssis et les tuyaux hydrauliques sont raccordés, avec un test de pression à 1,5 fois la pression de service pour garantir l’absence de fuite.
Cheminement des câbles : Les câbles électriques sont installés dans des chemins de câbles, correctement isolés et protégés. Les connexions entre le moteur, l’armoire de commande et les capteurs sont réalisées à l’aide de borniers, garantissant un contact fiable.
Programmation : Le système de commande PLC est programmé selon la logique de fonctionnement, y compris la séquence de démarrage, les paramètres de protection contre les surcharges et les procédures de gestion des pannes.
Inspection des matériaux :
La composition chimique des plaques d'acier, des pièces moulées et des matériaux résistants à l'usure est testée à l'aide d'un spectromètre afin de garantir leur conformité aux normes.
Les propriétés mécaniques (résistance à la traction, ténacité à l'impact) des composants clés sont testées par échantillonnage.
Inspection dimensionnelle :
Le châssis, les composants du concasseur à cône et les bandes transporteuses sont inspectés à l'aide de pieds à coulisse, de micromètres et d'une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) afin de garantir la précision dimensionnelle.
Le parallélisme et la perpendicularité des principales surfaces de montage sont vérifiés à l'aide d'un niveau et d'une équerre.
Tests de performance :
Test à vide : L'équipement est mis en marche à vide pendant 2 heures pour vérifier la rotation du concasseur à cône, du crible vibrant et des convoyeurs, en s'assurant qu'il n'y a pas de bruit anormal ni de surchauffe (température des paliers ≤70°C).
Test de charge : L'équipement est testé avec des matériaux (par exemple, du granit) pendant 8 heures, en vérifiant la capacité de traitement, la distribution granulométrique du produit et la stabilité des systèmes hydrauliques et électriques.
Essais de mobilité : Pour les concasseurs mobiles sur pneus, des essais routiers sont réalisés afin de vérifier les performances de conduite et le système de freinage. Pour les concasseurs sur chenilles, des essais sur terrain accidenté sont effectués afin de vérifier la capacité de franchissement et la stabilité.
Inspection de sécurité :
Les dispositifs de sécurité (par exemple, pour les bandes transporteuses, les pièces rotatives) sont vérifiés afin de s'assurer qu'ils sont solidement installés et qu'ils respectent les normes de sécurité.
Le bouton d'arrêt d'urgence est testé afin de garantir qu'il puisse arrêter immédiatement tous les équipements lorsqu'on appuie dessus.
Préparation du site : Le site d’installation doit être plat et stable, avec une capacité portante ≥ 200 kPa. Si nécessaire, une fondation en béton ou une plateforme en acier peut être construite.
Transport du matériel : Le concasseur à cône mobile est transporté sur le site à l’aide d’une remorque. Le modèle sur chenilles peut se déplacer par ses propres moyens.
Mise à niveau : Les vérins hydrauliques sont déployés pour soulever le châssis, et des cales sont placées sous les vérins pour mettre l'équipement à niveau (nivellement ≤0,5 mm/m).
Raccordement des équipements auxiliaires : Le câble d’alimentation est raccordé à l’armoire de commande et le tuyau d’eau (si nécessaire pour la suppression de la poussière) est raccordé au réservoir d’eau.
Mise en service :
Vérifiez tous les raccords (boulons, tuyaux hydrauliques, câbles électriques) pour vous assurer qu'ils sont bien serrés et corrects.
Faire fonctionner l'équipement à vide pendant 30 minutes, en ajustant la tension de la courroie et l'amplitude de vibration du crible vibrant.
Effectuez un test de charge avec une petite quantité de matériaux, en ajustant la vitesse d'alimentation et la taille de l'orifice de décharge pour obtenir la granulométrie de produit souhaitée.
Une fois les essais concluants, l'équipement est prêt pour son fonctionnement officiel.