Trois principaux types de concasseurs
Dans la pratique, trois grands principes sont utilisés pour le concassage du béton et de la pierre : le concasseur à mâchoires, le concasseur à cône et le concasseur à percussion. Chaque type fonctionne selon un principe différent et impose donc des exigences spécifiques à la conception des paliers.
Le concasseur à mâchoires est principalement utilisé pour le concassage primaire du béton et des gravats. Le matériau est comprimé entre une mâchoire fixe et une mâchoire mobile. Le mouvement de cette dernière est généré par un arbre principal excentrique. Cette conception engendre des forces élevées et d’importantes charges de choc lorsque des morceaux de béton particulièrement durs se retrouvent entre les mâchoires.
Le concasseur à cône est souvent utilisé pour le concassage secondaire, après une première réduction du matériau. Un cône de concassage tourne de manière excentrique à l’intérieur d’une cuve fixe. Le matériau est ainsi comprimé en continu et réduit progressivement. Les charges sont ici très élevées, mais relativement constantes.
Le concasseur à percussion fonctionne selon un principe différent. Un rotor équipé de marteaux ou de battoirs tourne à grande vitesse. Le matériau est accéléré par le rotor puis projeté contre des plaques d’impact. La fragmentation est provoquée par l’énergie d’impact, générant principalement des charges dynamiques et de fortes vibrations.
Conception des paliers dans les concasseurs
Les paliers principaux des concasseurs doivent absorber des forces élevées et résister aux charges de choc. C’est pourquoi on utilise généralement des roulements à rouleaux robustes, tels que des roulements à rotule sur rouleaux ou des roulements à rouleaux cylindriques. Ces roulements possèdent une capacité de charge élevée et supportent relativement bien les défauts d’alignement.
Dans certains concasseurs, notamment les concasseurs à cône, on utilise également des paliers lisses ou des bagues en bronze. Ces systèmes fonctionnent grâce à un film de lubrification hydrodynamique qui maintient les pièces mobiles séparées par une couche d’huile. Les paliers lisses supportent des charges très importantes, mais exigent une lubrification de très haute qualité.
Pourquoi les paliers tombent souvent en panne
Les défaillances des paliers dans les concasseurs à gravats résultent rarement d’une seule cause. Elles sont généralement dues à une combinaison de charges élevées, de contamination et de problèmes de lubrification.
Les charges de choc jouent un rôle majeur. Le béton et les gravats contiennent souvent des éléments très durs, comme des armatures en acier ou de gros blocs de pierre. Lorsque ces éléments se retrouvent soudainement entre les organes de concassage, des charges de pointe très importantes apparaissent, pouvant endommager les chemins de roulement.
La contamination constitue également un problème majeur. Les installations de concassage produisent de grandes quantités de poussière, notamment de poussière de ciment et de sable. Lorsque ces particules pénètrent dans les roulements, elles agissent comme un abrasif et accélèrent considérablement l’usure.
Une lubrification insuffisante peut également provoquer des dommages. Compte tenu des charges élevées, un film lubrifiant résistant est indispensable pour éviter le contact métal contre métal. Si la viscosité du lubrifiant est trop faible ou si la lubrification n’est pas suffisamment renouvelée, l’usure augmente rapidement.
Les systèmes hydrauliques dans les concasseurs à gravats
Outre la partie mécanique, les systèmes hydrauliques jouent également un rôle essentiel dans les installations modernes de concassage. Ils servent notamment au réglage de l’ouverture du concasseur, à la protection contre les surcharges et à l’ouverture de la machine lors des opérations de maintenance.
Ces systèmes hydrauliques sont soumis à des sollicitations importantes. Lorsqu’un objet impossible à broyer pénètre dans le concasseur, la pression hydraulique peut augmenter brutalement. Les soupapes de décharge doivent absorber ces pics de pression afin d’éviter tout dommage à la machine.
La température constitue également un facteur important. En raison des pressions élevées et des pertes internes, le fluide hydraulique peut fortement chauffer. Lorsque la température devient trop élevée, sa viscosité diminue et son pouvoir lubrifiant se réduit.
La contamination représente également un risque majeur. L’environnement très poussiéreux des concasseurs favorise l’introduction de particules de saleté dans le circuit hydraulique. Ces particules peuvent provoquer l’usure des pompes, des distributeurs et des vérins.
Protection des paliers et des systèmes hydrauliques
Compte tenu des conditions extrêmes dans lesquelles fonctionnent les concasseurs à gravats, le choix des lubrifiants revêt une importance capitale. Les technologies modernes de lubrification peuvent jouer un rôle essentiel dans la réduction de l’usure et la prévention des arrêts imprévus.
Pour les points de lubrification fortement sollicités dans les concasseurs, Eurol a développé une graisse spécifique: Eurol Grease CS-2/103-S. Cette graisse est basée sur la SYNGIS Technology d’Eurol, une technologie conçue pour offrir une protection maximale contre l’usure dans des conditions extrêmes. Elle présente d’excellentes propriétés anti-usure et anticorrosion, ainsi qu’une résistance exceptionnelle à l’eau, un avantage essentiel dans les environnements où l’eau, la boue et la poussière de ciment sont omniprésentes.
Cette graisse contient également une technologie polymère spécifique. Ces polymères n’adhèrent pas directement à la surface métallique des roulements, mais encapsulent les particules de saleté dans une couche protectrice. Les particules dures, telles que le sable ou la poussière, deviennent ainsi moins abrasives et causent beaucoup moins de dommages aux surfaces métalliques des roulements.
Lorsque cette graisse est associée à un fluide hydraulique résistant au cisaillement, tel que Eurol Hykrol EXL ISO-VG 46, ainsi qu’au Eurol Additive-S, spécialement développé, elle offre une protection particulièrement robuste des paliers et du système hydraulique. L’additif apporte une protection supplémentaire contre l’usure, notamment pour les pompes hydrauliques et les autres composants fortement sollicités du circuit hydraulique.
Cette combinaison de graisse, de fluide hydraulique et de technologie d’additif contribue à prolonger significativement la durée de vie des composants critiques et aide à prévenir les arrêts imprévus des installations de concassage.
Dans les installations modernes, cette approche peut être encore renforcée grâce à la surveillance de l’état par capteurs. En contrôlant notamment la température, les vibrations et l’état des lubrifiants, il est possible de suivre en permanence l’état technique des paliers et des systèmes hydrauliques et de planifier la maintenance au moment opportun. Cela améliore encore la fiabilité du concasseur et permet de limiter les arrêts coûteux.
Auteur : Bart van Hoorn, Head Technology & Innovation.
