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Selon les instructions de l’Agence britannique de la santé et de la sécurité, HSE, concernant l’utilisation et le fonctionnement en toute sécurité des concasseurs à mâchoires mobiles , les opérateurs peuvent s’exposer à des risques multiples, notamment l’inhalation de poussière, le bruit, les vibrations et au projection d’objets expulsés hors du concasseur. Voici comment Technidrive, distributeur de produits WEG de premier plan, a développé un système de déblocage automatique des concasseurs à mâchoires écoénergétique.

Largement utilisés dans les carrières, les mines, les installations de recyclage des déchets et l’industrie chimique, les concasseurs à mâchoires sont des applications relativement complexes pour les intégrateurs de systèmes du fait d’un volant d’inertie important, de la charge cyclique et de la variété de matériaux qu’ils doivent traiter.

Mais cela n’a pas présenté de problèmes pour Technidrive lorsque l’entreprise a été contactée par un client cherchant à installer un nouveau moteur dans son concasseur à mâchoires. Forte de plus de 20 ans d’expérience dans le domaine des variateurs de vitesse industriels, Technidrive a mis son expertise au service du projet ce qui lui a permis de dépasser les objectifs initiaux fixés par son client.

En combinant divers produits de qualité WEG, Technidrive a pu, non seulement, améliorer l’efficacité et la fiabilité du moteur mais également la sécurité du système de concassage. Pour ce projet, WEG a fourni le moteur, la commande et l’alternateur. Ce choix a été fait sur la base de la qualité, la polyvalence, l’efficacité énergétique des produits ainsi qu’au degré d’expertise du groupe WEG.

Le concassage est un processus important de la transformation des roches en produits utilisables. La roche entre dans le concasseur à mâchoires par le haut de la machine, celle-ci est ensuite comprimée entre deux surfaces constituées d’une mâchoire fixe et d’une mâchoire mobile. Le concassage se poursuit jusqu’à ce que la roche soit suffisamment fine pour tomber dans l’ouverture. En vérifiant que la taille de la matière première est adaptée à l’ouverture des mâchoires, on réduit les incidents de blocage. Cela peut être réalisé en éliminant les produits surdimensionnés avant le traitement et en contrôlant l’alimentation du concasseur malgré cette précaution des blocages peuvent subsistés. Pour débloquer un concasseur, l’installation tout entière doit être arrêtée, le système doit être isolé. Malgré ces précautions, le concasseur présente un danger pour la santé du personnel en raison de la quantité d’énergie cinétique libérée au moment du déblocage.

Technidrive voulait développer un système à haut rendement énergétique et surtout capable d’éliminer l’opération dangereuse de déblocage manuel des roches coincées entre les mâchoires de la machine.

Technidrive a commencé ce projet en réalisant des calculs de couple, de puissance et de vitesse pour définir les divers moteurs électriques et réducteurs WEG. Le moteur électrique a été sélectionné sur la base de la puissance et la vitesse. Des calculs mécaniques plus poussés ont été effectués pour s’assurer que l’arbre pourrait supporter les charges radiales importantes imposées par cette application. Le moteur WEG W22 a été choisi pour sa carcasse en fonte de qualité supérieure, ses enroulements isolés avec une qualité adaptée à un fonctionnement avec un convertisseur de fréquence et son palier isolé côté opposé attaque.

L’autre partie vitale du système est la commande du moteur qui peut intégrer un démarreur progressif ou un variateur de vitesse (VV) pour contrôler la vitesse ou le couple de démarrage du moteur. Le modèle de variateur de vitesse sélectionné est le convertisseur CFW11 WEG doté des fonctions d’un automate programmable industriel (API). Ce choix présente plusieurs avantages avec, notamment, l’inductance de lissage du bus CC pour la réduction des harmoniques. Le convertisseur a été sélectionné pour son filtre de sortie sinus permettant de créer une onde parfaitement sinusoïdale, de réduire le courant en sortie et surtout de diminuer le bruit électrique.

Les perturbations électriques ne sont toutefois pas les seuls paramètres à prendre en compte car les blocages du concasseur sont un réel problème pour les opérateurs et peuvent entraîner des périodes d’arrêt prolongé. L’un des principaux avantages de ce projet est le niveau de contrôle atteint grâce à un logiciel novateur développé par Technidrive.

Lors du démarrage normal à vide et grâce à un long temps d’accélération le variateur permet une lente montée en vitesse du concasseur permettant de limiter, malgré l’importante inertie du système, le courant absorbé. Cela permet non seulement de réduire les contraintes sur le réseau d’alimentation électrique pour une meilleure efficacité du système mais également celles exercées sur le système mécanique. Avec le temps, cela permet des économies substantielles sur la maintenance et le prolongement de la durée de vie de la machine. On estime qu’une réduction d’environ 10 °C de la température de fonctionnement double la durée de vie du moteur.

Le logiciel innovant intègre une fonction de démarrage spécial du concasseur lorsque ce dernier à pleine charge. Dans le cas d’un arrêt de la machine remplie avec la charge maximale, le variateur de vitesse peut être activé à distance en mode déblocage qui permet une accélération très rapide, en marche avant ou en marche arrière, selon la position des mâchoires. Il continue de contrôler automatiquement le sens de rotation, le courant, le temps d’accélération, la tension sur le bus CC, le couple, la position et la vitesse, jusqu’à ce que le produit soit évacué de la zone de broyage et que le concasseur ait fonctionné à vide pendant un certain temps. Ce système ingénieux élimine la tâche laborieuse et dangereuse que le personnel devait effectuer depuis des années et qui consistait à débloquer manuellement les mâchoires de la machine à l’aide de treuils ou de brise roche.

Un autre composant essentiel et vital pour un système efficace et fiable est l’alternateur. Selon l’Agence internationale de l’énergie, 16 % des pannes de moteur sont dus à des conditions extérieures telles que la contamination. C’est pourquoi l’application devait absolument être adaptée. L’alternateur sélectionné appartient à la gamme WEG G-Line et intègre des fonctions spéciales telles qu’un système de filtrage de la poussière pour fonctionner correctement dans les carrières où de nombreuses particules étrangères peuvent pénétrer dans le système. Cet alternateur est également doté d’un régulateur automatique de tension à entrée numérique pour réglage à distance, d’un système d’enroulement auxiliaire I-PMG standard permettant une réaction dynamique aux variations de charge et d’une enveloppe plus courte par rapport à d’autres alternateurs à aimants permanents conventionnels.

« Le système d’entraînement complet a été soigneusement sélectionné pour fonctionner en harmonie et gérer les nombreuses difficultés rencontrées dans ce secteur d’activité », a expliqué David Strain, directeur technique chez Technidrive. « La fonction de déblocage supplémentaire transforme le démarrage de la machine, un processus qui est habituellement gourmand en énergie, et apporte un avantage unique au niveau de la sécurité du système. Pour le système fourni, nous sommes en mesure d’offrir une garantie de trois ans sur le moteur et le variateur et nous avons vérifié que les trois parties principales du système d’entraînement fonctionnaient parfaitement ensemble pour une performance et une fiabilité optimales. Depuis notre dernier projet de concasseur à mâchoires, nous avons reçu de nombreuses demandes de la part d’entreprises travaillant dans le secteur des carrières. Nous traitons chaque projet individuellement, afin de proposer des systèmes sur mesure et clé en main. »

« WEG propose des produits conçus spécialement pour le secteur du concassage des roches », a expliqué Russell Maccabe, directeur commercial de WEG pour le Royaume- Uni. « Il est primordial que les fabricants et les fournisseurs aient une connaissance approfondie des produits, applications et de l’intégration des systèmes, et c’est pourquoi ce projet en collaboration avec Technidrive a été un succès. »

http://www.weg.net/