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6.3.2. Manutention des grains

6.3.2.1. Vis d'Archim�de

Les vis sont des mat�riels tr�s courants pour la manutention des grains. Elles se composent d'une spirale (filet h�lico�dal) entra�n�e en rotation dans un carter ouvert (vis en auge) ou ferm� (vis sous tube).

VIS EN AUGE

a) DESCRIPTION G�N�RALE

La vis est constitu�e � partir d'un axe sur lequel est soud�e la spire mise en forme � partir d'une t�le plane continue avec une machineoutil sp�cifique.

L'�crouissage du m�tal lors de son passage dans la machine am�liore la r�sistance m�canique de l'acier, sa tenue � l'abrasion et r�duit son coefficient de frottement, donc la puissance n�cessaire.

L'axe doit �tre soigneusement choisi par le fabricant pour transmettre sans torsion l'effort n�cessaire au transport du produit et rester rectiligne. La longueur unitaire des axes est de 3 � 4 m en g�n�ral.

La vis est plac�e dans une auge en t�le �paisse en forme de U et recouverte par une t�le mince pour �viter l'�mission de poussi�res. Le niveau du produit ne doit pas d�passer l'axe de la vis (45 % de la section d'auge). Avec les produits difficiles, on travaille sur 1/3, voire 1/4 seulement de la section. En g�n�ral, les vis en auge sont surtout employ�es pour des manutentions horizontales; toutefois elles peuvent travailler jusqu'� des inclinaisons de 25-30�, voire 451, mais alors au d�triment du d�bit (diminution de 1/3 environ) et en l'�quipant avec des filets sp�ciaux (filet court).

La vitesse de rotation recommand�e est tr�s variable selon le produit transport�. Aux �tats-Unis, sur les grains, les vitesses de rotation sont comprises entre 165 tr/mn pour les vis de 15 cm de diam�tre, et 120 tr/mn pour celles de 40 cm de diam�tre. Pour les farines, la vitesse ne d�passe pas 120 tr/mn pour 15 cm de diam�tre, et 80 tr/mn pour 40 cm. Enfin pour les produits abrasifs, la vitesse est r�duite � 60 tr/mn (� 15 cm) et 45 tr/mn (� 40 cm).

En France, o� le diam�tre des vis exc�de rarement 30 cm, les vitesses de rotation sont de l'ordre de 100-130 tr/mn au-del� de 12 cm de diam�tre et 170 tr/mn en de��.

Il est toujours possible d'augmenter la vitesse de rotation d'une vis pour en accro�tre le d�bit, mais au d�triment de la long�vit�. Pour limiter les brisures, il est conseill� de ne pas d�passer certaines limites selon le produit. Ainsi, pour le mais, la formule empirique: N = 125 - 12 D (N en Tr/mn et D en dm) indique la vitesse maximum en fonction du diam�tre.

Exemple:

Vis de 25 cm de diam�tre;
N = 125 - 12 x 2,5 = 95 tr/mn.

- �Pas� des vis

Le �pas� d'une vis est la distance entre deux filets cons�cutifs.

• les filets classiques ont un pas �gal � leur diam�tre;

• les filets longs ont un pas �gal � 1,5 fois le diam�tre; on les utilise pour les produits coulant facilement, lorsque l'on recherche un transport rapide et un bon brassage du produit;

• les filets courts ont un pas �gal aux 2/3 de leur diam�tre. Leur d�bit est plus faible que celui des filets normaux. Ils sont utilis�s pour les produits trop fluides et sur les vis �l�vatrices.

- Diff�rentes formes de filets

• le filet classique est un ruban de t�le plein et soud� en continu sur l'axe;

• le filet creux ou filet ruban est employ� avec les produits fragiles ou usant (paddy), ou coulant mal (visqueux). Il �vite l'accumulation de produit � la liaison filet-tube central. En outre, il op�re un bon brassage en cours de transport (vis m�langeuse);

Fig. 175: Sch�ma de diff�rents filets de vis.

• les filets dentel�s ou avec pales interm�diaires favorisent l'agitation et le m�lange du produit;

• les filets � double spire sont form�s de 2 filets d�cal�s de la moiti� de la longueur du �pas�. Ce type de vis permet d'obtenir un �coulement tr�s r�gulier, sans heurts pour le produit;

• les filets discontinus sont constitu�s de palettes, ailettes, etc. dispos�es en spirale sur l'axe. Ils permettent de m�langer et de d�colmater des produits difficiles � transporter;

• les filets coniques permettent de r�gulariser le d�bit d'une vis aliment�e de fa�on irr�guli�re. On les emploie comme vis d'extraction sous les cellules.

- Paliers

Ils doivent �tre bien align�s et rapproch�s tous les 3 � 4 m, pour �viter les flexions. Le ferodo de ga�ac ou le cuir vert sont recommand�s pour r�aliser les paliers lisses interm�diaires. Les paliers � roulements � aiguilles sont excellents mais co�teux et risquent de se colmater � la longue. Sur les petites vis, le palier est � plateau en fonte avec bague d'usure, ou � roulement � billes. Il est fix� dans la t�le �paisse d'extr�mit� de la vis (about). Sur les plus grosses vis, le palier est sorti de l'auge et fix� sur un �trier plus rigide. Une bague d'�tanch�it� est alors plac�e au passage de l'axe dans l'about.

- Vannes de sortie

Ces vannes sont g�n�ralement planes et actionn�es soit par une cr�maill�re manuelle, soit par v�rin pneumatique command� � distance. Pour obtenir une vidange plus compl�te, il est possible de pr�voir des vannes cylindriques qui �pousent la forme de l'auge.

- Couvercle

Soit plat (avec ou sans feutre d'�tanch�it�), soit bomb� pour les vis expos�es aux intemp�ries.

- D�poussi�rage

Pour �viter l'�mission de poussi�res, les vis sont couvertes avec une t�le mince. Il est �galement possible de les relier � une aspiration d'air, laquelle doit �tre faite dans le sens d'avancement du produit. Une prise d'air doit �tre m�nag�e � l'alimentation de la vis pour �viter de la mettre en d�pression.

- �cartement - Auge-Vis

Il est au minimum �gal � 1,5 fois la dimension du grain transport�, de fa�on � limiter le taux de brisures, donc il sera choisi en fonction du produit transport� et pourra entra�ner des brisures importantes ou des restes en auge avec d'autres produits.

- Entra�nement

Selon leur taille, les vis en auge seront entra�n�es par motor�ducteur accoupl� directement � l'arbre ou reli� par courroies ou par cha�ne � rouleaux.

b) �L�MENTS DE CALCUL DES VIS EN AUGE

- Capacit�

La capacit� d'une vis est fonction de son diam�tre, de sa vitesse de rotation, mais ces dimensions sont limit�es par la nature du produit � transporter (ses dimensions, sa fragilit�, son abrasivit�).

En pratique, le produit occupe au maximum 45 % de la section de la vis et en moyenne 30 %.

* D�bit volume � transporter/heure:

* D�bit masse - avec un remplissage classique de 45 % de la section d'auge:

Q = 0,02 D� N Ps

avec

Q

t/h

D

diam�tre de la vis en dm

N

vitesse de rotation de la vis en tr/mn

Ps

densit� du produit.

Exemple: D�bit d'une vis de 30 cm de diam�tre tournant � 90 tr/mn avec du mais � 0,75 de densit�:

Q = 0,02 x 3� x 90 x 0,75 = 36,45 t/h

- Puissance absorb�e

Formule pratique:

avec

W

en kW

Q

en t/h

H

hauteur d'�l�vation pour une vis inclin�e en m

L

longueur de la vis en m

K

coefficient � appliquer selon le produit

- grain sec et propre

K = 0,5

- grain �normal�

K = 1,0

- produit lourd abrasif coulant mal

K = 1,5

Exemple:

Vis pr�c�dente sur du grain sec et propre.
Longueur 15 m - Inclinaison 20� (�l�vation 5 m)

W = 2,01 + 0,25 = 2,26 kW

On remarque que la puissance absorb�e par l'�l�vation du grain est relativement faible compar�e � celle n�cessaire au transport horizontal. L'inclinaison des vis est possible sans baisse importante de d�bit jusqu'� 30�; � 450 la diminution de d�bit est de 1/3 environ.

Chez les fabricants, la puissance install�e sur les vis rapport�e � la tonne transport�e et au m�tre de longueur (horizontale) varie de 0,03 kW/t/m pour les plus courtes et les faibles d�bits (10 t/h sur 4 m) � 0,005 pour les grosses vis (50 t/h sur 20 m et au-del�).

c) AVANTAGES ET INCONV�NIENTS DES VIS EN AUGE

- Avantages

• � d�bit �gal, la vis en auge absorbe 15 � 20 % de puissance en moins que la vis sous tube,
• moins co�teuse � l'achat que les transporteurs � bande ou � cha�ne,
• convient bien aux d�bits inf�rieurs � 30 t/h et pour des longueurs jusqu'� 25 m. Aux USA, o� l'objectif prioritaire est l'investissement minimum, les vis atteignent 50 cm de diam�tre.

- Inconv�nients

• casse du grain,

• encombrement sup�rieur de 40 � 50 % � celui du transporteur � cha�ne ou d'une vis sous tube, mais 2,5 fois plus faible que celui d'une bande,

• investissement sup�rieur de 20 � 25 % � celui d'une vis sous tube (40 % en ext�rieur),

• difficile � nettoyer, donc inutilisable en station de semences,

• puissance requise 70 � 80 % plus �lev�e que celle d'un transporteur � cha�ne, et 3 fois plus �lev�e que celle d'un transporteur � bande.

VIS SOUS TUBE

La vis sous tube est l'outil classique de manutention � d�bit faible ou moyen. Elle est souvent mobile, soit par d�placement manuel; soit mont�e sur chariot.

a) DESCRIPTION G�N�RALE

La vis tourne dans un tube en acier de 2,5 � 4 mm d'�paisseur. Les vis sous tube sont en g�n�ral de petit diam�tre (250 mm est un maximum) et travaillent en section pleine. Leur vitesse de rotation est souvent double de celle des vis en auge, et leur d�bit est sensiblement triple. Leur d�bit est diminu� de 1/3 � 45� et de 2/3 � 90�. La puissance absorb�e est comprise entre 0,010 et 0,020 kW/tonne/m�tre selon le type de vis. Il faut noter que la puissance consomm�e est largement fonction des caract�ristiques du grain; ainsi une vis de 15 cm de diam�tre consomme 4 fois plus de puissance avec du mais � 25 % d'humidit� qu'avec du mais � 14 %. Par ailleurs, on note une baisse de d�bit de 10 � 30 % lorsque l'alimentation de la vis est prot�g�e par une elle.

b) TECHNOLOGIE DE CONSTRUCTION

- Entra�nement

Les vis travaillent toujours en traction. Le moteur est plac� � l'oppos� de l'arriv�e du grain. L'axe est entra�n� par un moteur �lectrique et un r�ducteur � poulies-courroies qui joue le r�le de s�curit� en patinant si un bourrage se produit, et qui �vite les � -coups au d�marrage. La tension de la courroie est r�gl�e en faisant pivoter le plateau support de moteur. Sur les vis de gros diam�tre, l'entra�nement poulie-courroie est souvent remplac� par un r�ducteur � arbre creux moins encombrant.

Sur les petites vis, l'entra�nement (moteur-r�ducteur) repr�sente 25 � 50 % du prix total du mat�riel, c'est pourquoi certains constructeurs proposent des vis � t�te motrice d�montable qui peut �tre adapt�e sur plusieurs vis.

- Paliers

Les vis de moins de 125 mm de diam�tre sont mont�es sans palier interm�diaire, ce qui limite leur longueur � 8-10 m.

Les tourillons, en acier, sont mont�s sur paliers � billes,

- Poids des vis sous tube

Elles sont en g�n�ral l�g�res, ce qui rend leur d�placement ais�.

Exemples:

� (mm)

L (m)

P (kg)

� 160

10

200

� 240

10

400

� 300

10

600


- Entretien

Peu important; le r�ducteur doit �tre vidang� au moins une fois par an, et la tension des courroies v�rifi�e chaque semaine. Les principales difficult�s proviennent de mati�res �trang�res qui se bloquent entre la vis et l'auge (ou le tube).

c) AVANTAGES ET INCONV�NIENTS

- Avantages

• robuste,
• manutention sous tous les angles,
• encombrement faible,
• l�g�re - d�montable,
• bon march� (au-dessous de 30 t/h et 30 m de longueur).

- Inconv�nients

• puissance consomm�e �lev�e,
• plus encombrante qu'un transporteur � cha�ne,
• casse du grain importante,
• usure rapide,
• vidange incompl�te,
• mat�riel dangereux, nombreux accidents.

VIS SP�CIALES

- Vis balayeuse

Ce type de mat�riel est utilis� pour la vidange des c�nes r�siduels des cellules rondes � fond plat. La vis, �gale au rayon de la cellule, est fix�e sans gaine sur un axe situ� au centre du silo. A sa mise en route, elle s'enfonce dans le grain et le ram�ne au centre de la cellule. Lorsqu'elle arrive au fond, ses filets portent sur le sol et la forcent � tourner horizontalement autour de l'axe de rotation. Elle reste ainsi en contact avec le grain jusqu'� la vidange compl�te de la cellule. Le grain est �vacu� vers l'ext�rieur par une vis sous tube.

Les d�bits atteignent 20 t/h. La vis n'ayant pas de gaine, elle ne casse pas le grain.

- Vis de reprise int�grale (cf. Fig. 125)

Pour la vidange de cellules de 8 � 15 m de diam�tre.

D�bit jusqu'� 50 t/h.

Une vis conique � pas progressif actionn�e par un moteur �lectrique pivote autour de l'axe de la cellule en amenant le grain du c�ne r�siduel � l'auget central.

L'avancement de la vis, tr�s lent et r�gulier, est assur� par une roue pneumatique support�e par un bras articul� qui exerce une pression constante sur le fond de la cellule.

Cette roue est d�brayable et permet de d�placer l'ensemble lorsque la cellule est vide. Son entra�nement est fait � partir du mouvement de la vis.

Une t�le rigide plac�e derri�re celle-ci supporte le ou les paliers interm�diaires et permet une vidange compl�te en un seul passage.

La reprise dans l'auget central est assur�e par une vis de reprise sous tube qui, passant sous la cellule, d�verse le produit � l'ext�rieur.

Cette vis qui transmet le mouvement � l'ensemble (avec 2 renvois d'angle), peut �tre remplac�e par un transporteur � cha�ne ou un appareil similaire. Dans ce cas, la commande moteur est plac�e sous la cellule (entre le plancher et l'appareil de reprise) ou directement dans le grain.

Remarque: Afin de pouvoir lib�rer la vis conique au d�part des op�rations de vidange du c�ne r�siduel, il est imp�ratif que la cellule comporte une ou plusieurs sorties interm�diaires suivant un rayon. L'ensemble vis-raclette sera plac� au-dessus de ces sorties lors du remplissage de la cellule.

- Vis Taupin

Tube plastique ou tuyau m�tallique souple de 70 � 80 mm de diam�tre et 10 m de longueur contenant 2 ressorts concentriques tournant en sens inverse et � des vitesses diff�rentes. Le mouvement est fourni par 2 moteurs �lectriques plac�s dans le prolongement l'un de l'autre. L'un des moteurs a un arbre creux laissant passer l'arbre de l'autre. L'effet de cisaillement entre les ressorts propulse le produit dans l'axe du tube sans l'entra�ner en rotation.

- D�bit

: 10 � 20 m�/h

- Puissance

: 1 � 4 ch

- Longueur

: 6 � 12 m.

Acceptant un rayon de courbure maximum de 1,5 m (pr�voir une partie rectiligne de 2 m avant le moteur), ce type de vis est utile pour �vacuer du grain d'endroits d'acc�s difficile (fosses d'�l�vateurs, galeries...).

6.3.2.2. �l�vateur � godets

a) PRINCIPE

L'�l�vateur � godets se compose d'une sangle formant courroie tendue verticalement entre une poulie de t�te-motrice et une poulie de pied dont l'axe est d�pla�able en hauteur pour permettre le r�glage de la tension. Des godets sont fix�s sur la sangle et l'ensemble est enferm� dans un b�ti en bois ou en t�le, �quip� d'une goulotte d'alimentation dans le pied de l'�l�vateur o� les godets se remplissent par pelletage et d'une t�te de forme appropri�e pour �vacuer le grain par projection centrifuge.

Les hauteurs d'�l�vation peuvent d�passer 70 m.

Vitesse

La vitesse de la sangle dans les �l�vateurs classiques est de 2,5-3 m/s, donc relativement lente et adapt�e � un travail continu. Pour les �l�vateurs moins utilis�s, il est possible d'employer des vitesses sup�rieures - 5-6 m/s -avec des gabarits de mat�riel plus faibles, ce qui permet une �conomie d'investissement mais des co�ts de fonctionnement plus �lev�s (�nergie cin�tique transmise au produit plus importante).

Pour les farines et les pulv�rulents de poids sp�cifique faible (0,2 t/m�), on utilise �galement des �l�vateurs � grande vitesse, car la masse est faible et le produit ne craint pas les brisures.

Pour les produits fragiles, la vitesse est limit�e (1 m/s pour les semences, 1,20 m/s pour les f�ves de cacao, etc.). Par contre, pour �viter le collage des grains de mais tr�s humides (30-40 %), la vitesse ne doit pas �tre inf�rieure � 3 m/s.

b) DESCRIPTION

- B�ti

Autrefois en bois, difficile � nettoyer et � d�sinsectiser, le b�ti est maintenant tr�s g�n�ralement en m�tal sous forme d'�l�ments en caisson de 2 � 3 m de longueur raccord�s par brides boulonn�es.

Les �l�ments doivent �tre mont�s selon une verticale rigoureuse sinon la sangle et les godets frottent et usent rapidement le b�ti.

• Sur les petites installations, l'�l�vateur peut �tre plac� au niveau de la dalle, voire sur�lev�, pour faciliter le nettoyage du pied (stations de semences).

• Des �l�ments ouvrants doivent �tre pr�vus sur les colonnes montantes et descendantes pour faciliter le d�montage de la sangle, ou le remplacement des godets.

Fig. 178: �l�vateur � godets.

- T�te d'�l�vateur

La t�te a une forme �tudi�e pour permettre la projection centrifuge des grains. Elle est donc sp�cifique � une vitesse de sangle et un type de grain.

Int�rieurement, elle peut �tre doubl�e par un rev�tement d'usure ais�ment d�montable (plaque en acier mangano-siliceux, fonte alli�e ou caoutchouc).

Un dispositif antiretour est n�cessaire surtout sur les �l�vateurs rapides ou de grande hauteur, afin d'�viter le retour en arri�re de la sangle, en cas d'arr�t accidentel en charge. Pour limiter la casse du grain, une bo�te de chute sera plac�e � 1 in environ apr�s la jet�e. A la t�te des �l�vateurs, est souvent plac�e une t�te de distribution � directions multiples.

- Pied d'�l�vateur

Le pied doit �tre dot� d'une trappe de vidange facile d'acc�s pour permettre le d�bourrage. Dans les grandes installations, le pied de l'�l�vateur est dans une fosse qu'il faut pr�voir suffisamment vaste pour que les ouvriers puissent y travailler et dot�e d'une �chelle d'acc�s (et d'un aspirateur de grain). Des plaques d'usure amovibles permettent une remise en �tat ais�e,

- Poulies

Les poulies sont pleines ou ajour�es. La poulie sup�rieure comporte des cannelures pour le passage des t�tes de boulon des godets. En cas de surcharge, la sangle peut patiner sur la poulie sup�rieure. Ce patinage provoque son usure et peut � la limite causer un incendie. Pour cette raison, les poulies de t�te ont un rev�tement � fort coefficient de friction avec la sangle, En l'absence de patinage, la surcharge est transmise au moteur sur lequel est pr�vue une s�curit� �lectrique qui l'arr�te.

Pour les produits fragiles, on peut utiliser des poulies inf�rieures en cages d'�cureuil et � joues ouvertes qui �vitent l'�crasement des graines entre la poulie et la sangle.

L'axe de la poulie inf�rieure se d�place verticalement pour r�gler la tension de la sangle. Sur les petits �l�vateurs, le r�glage se fait par vis; sur les gros, il peut �tre � contrepoids ou par tension hydraulique automatique. Le r�glage de la tension modifie la position des godets par rapport au b�ti dans le pied d'�l�vateur, ce qui peut perturber le chargement des godets et augmenter la casse. Des plaques incurv�es sont parfois pr�vues pour r�gler l'�cartement b�ti-godet et, sur de grands �l�vateurs, c'est l'ensemble du pied qui se d�place et pas seulement la poulie.

- Sangle

Les sangles modernes ont une armature interne en acier ou en fibres synth�tiques (polyester), mat�riaux qui sont moins sensibles aux variations d'hygrom�trie que les armatures en coton employ�es autrefois. (La constitution et l'agrafage des sangles sont �tudi�s avec les bandes transporteuses.)

Remarque: Les sangles se stockent en roue verticale, pas � plat.

- Godets

Il existe toute une gamme de godets en mat�riaux et de formes diff�rentes, adapt�s � chaque produit.

• Godets classiques en fer blanc ou en acier galvanis�.
• Godets plastique - relativement souples et blessant peu les produits.
• Godets inox (chers) (usages sp�ciaux)
• Godets caoutchouc (chers) (usages sp�ciaux).

�cartement entre les godets: fonction des dimensions.

Fig. 179: Sch�ma de godets sans fond. (Doc. AGRITEC.)

Godets �sans fond�: ces godets ne sont ferm�s que tous les 10 �l�ments environ. Tr�s rapproch�s, ils cr�ent une colonne de produit continue, et permettent de gros d�bits. Ils sont surtout employ�s pour accro�tre la capacit� d'�l�vateurs existants mais certaines pr�cautions doivent �tre prises:

1� S'assurer aupr�s du fabricant que le corps de l'�l�vateur ne se vrillera pas sous l'effet du surcro�t de charge auquel il est soumis.

2� Monter un moteur plus puissant.

3� S'assurer de la r�sistance de la sangle (sollicitation passant de 60 N/mm en godet classique � 200 N/mm).

Fixation: Les godets sont fix�s sur la sangle par des boulons � t�te plate (c�t� sangle). L'�crou est frein� par une rondelle de cuir ou de t�le. Le per�age des sangles doit �tre fait avec une tige en forme d'obus ou une tige chaude, mais jamais avec une perceuse, pour �viter de d�t�riorer la trame. Lors d'un premier montage, le serrage des godets ne sera pas trop pouss� et sera repris apr�s 3 � 4 jours de fonctionnement.

Pour les produits fragiles, il faut placer des entretoises entre le godet et la sangle pour �viter le pincement des graines.

- Gousset d'alimentation

Le gousset est en g�n�ral plac� sur le brin descendant, le godet piochant dans le pied de l'�l�vateur pour obtenir un remplissage maximum. Avec les produits de faible densit� (farine), l'alimentation brin descendant est �galement recommand�e.

Pour les produits fragiles, on alimentera de pr�f�rence sur le brin montant.

- D�poussi�rage

La position de la prise de d�poussi�rage par aspiration est � d�finir dans chaque cas. Il est judicieux de la placer sur la bo�te de jet�e qui fait suite � la t�te.

c) �L�MENTS DE CALCUL DES �L�VATEURS

D�bit th�orique

Le d�bit peut �tre calcul� logiquement connaissant

• le volume d'un godet

= C en litres

• le nombre de godets/m�tre de sangle

= n

• le poids sp�cifique du produit

= Ps

• la vitesse de la sangle

= V en m/s

par la relation: Q tonnes/heure = 3,6 C n Ps V

Exemple:

C = 2 litres
n = 4 godets/m�tre
V = 3 m/s
Ps = 0,75 t/m�

Q = 3,5 2 4 0,75 3 = 64,8 t/heure

En pratique, connaissant le rayon de la poulie de t�te, la vitesse de la sangle, difficile � mesurer directement, peut �tre calcul�e � partir de la mesure de la vitesse de rotation de la poulie par la relation

V en m/s
R rayon poulie m
N vitesse de rotation tr/mn

(formule approch�e: V = 0,1 R N)

Puissance � appliquer sur l'arbre de poulie de t�te

Cette puissance est calcul�e en France � l'aide de la formule empirique suivante qui prend en compte les pertes par frottements de toutes sortes qui sont de l'ordre de 30 %

avec
W en kW
Q en t/h
h en m

La puissance R�ELLE du moteur � mettre en place est encore sup�rieure car elle doit tenir compte du rendement du moteur et du rendement du dispositif d'accouplement entre le moteur et l'arbre de la poulie (de l'ordre de 80 � 90 %).

En pratique, les puissances install�es par les constructeurs sont comprises entre 0,01 ch/t/m pour les plus petits mod�les (15 t/h) et 0,006 ch/t/m pour les plus gros (200 t/h).

- S�curit�

Le principal �l�ment � surveiller est la bonne tension de la sangle pour �viter le patinage g�n�rateur d'usure pr�matur�e de la sangle, d'�chauffements et d'incendies.

Un contr�leur de vitesse de rotation de la poulie de pied permet d�clencher une alerte ou la coupure du moteur. �L'oreille� des responsables est aussi un important facteur de s�curit�, car le bruit de l'�l�vateur renseigne souvent sur son fonctionnement.

Des regards transparents sur les brins montant et descendant permettent de contr�ler le remplissage des godets et l'absence de grain au retour (d�faut facile � d�celer au bruit).

Les accidents surviennent parfois lors du d�bourrage. Avant toute intervention, il faut s'assurer que le dispositif de mise en marche est condamn�, v�rifier l'absence d'accumulation de gaz carbonique dans la fosse, et de fa�on g�n�rale ne jamais travailler seul.

d) �L�VATEURS PARTICULIERS

Ils sont assez nombreux. Deux types int�ressent plus particuli�rement les zones tropicales:

• l'�l�vateur � balancelles, adapt� � la manutention de graines tr�s fragiles telles que l'arachide,
• l'�l�vateur � palettes pour l'�l�vation des petits d�bits avec un faible investissement.

- �l�vateurs � balancelles

Les godets ne sont pas fix�s sur une sangle mais sur deux cha�nes lat�rales par des axes pivotants. Ainsi le godet reste en permanence dans la m�me position. L'alimentation se fait par gravit� dans une section horizontale et la vidange par basculement forc� des godets. Le transport est donc tr�s doux et les d�bits faibles (5 � 20 m�/h selon les mod�les), mais ce principe permet des transports tant horizontaux que verticaux sans rupture de charge. La puissance absorb�e et l'usure sont faibles. Ils sont utilis�s en particulier pour la manutention des arachides de bouche.

Fig. 180: �l�vateur � balancelles (Sch�ma de principe.)

- �l�vateurs � palettes

Mat�riel bon march� int�ressant pour les d�bits de 20 � 50 t/h sur de faibles hauteurs (4 � 8 m). Il est constitu� d'une cha�ne sur laquelle sont fix�es des palettes en caoutchouc arm� et peut fonctionner inclin�. Associ� � une tr�mie � vis de reprise horizontale, il constitue un outil int�ressant pour la reprise de livraisons en vrac au niveau du sol sans tr�mie enterr�e, ni fosse d'�l�vateur, toujours co�teuses. Il s'agit toutefois d'un mat�riel l�ger adapt� � un service discontinu.

6.3.2.3. Transporteurs � bande

Le produit � transporter, vrac ou charges unitaires, est d�pos� sur une bande qui circule sur un support � faible coefficient de frottement (rouleaux ou surface polie) et est entra�n�e par un tambour d'extr�mit�.

En manutention de grain, les bandes ont des longueurs en g�n�ral comprises entre 30 et 150 m, une largeur de 50 cm � 1 m, et des d�bits de 50 � 500 tonnes/heure. Dans l'industrie, on utilise des bandes beaucoup plus grandes (13 km pour le transport du minerai de nickel en Nouvelle-Cal�donie).

a) DESCRIPTION G�N�RALE (Fig. 181)

Les principaux �l�ments d'une bande transporteuse sont:

• la bande,
• le support: rouleaux ou surface polie,
• les tambours de traction, renvoi et tension.

Fig. 181: Transporteur � bande. (Doc. DENIS).

Bande

A elle seule, elle repr�sente 50 % du prix du transporteur. Elle est compos�e d'une carcasse noy�e dans un rev�tement. La carcasse assure la r�sistance � la traction, la tenue lat�rale et la r�sistance aux chocs, tandis que le rev�tement va assurer, � la partie sup�rieure, la r�sistance � l'abrasion par le produit transport�, et, � la partie inf�rieure, la bonne tenue sur le support.

Chaque bande est d�finie par sa tension de service laquelle est en g�n�ral fix�e au 1/10 de la r�sistance � la rupture.

Les valeurs classiques de tension de service sont de 50 � 63 N/mm de largeur de bande.

Selon la tension de service recherch�e, la carcasse sera de constitution diff�rente:

Autrefois, les carcasses �taient form�es d'un empilement de plis en coton. Celui-ci a maintenant fait place aux fibres synth�tiques dont les caract�ristiques sont sup�rieures:

• adh�rence sup�rieure avec les rev�tements caoutchouc,
• bandes de plus faible �paisseur ayant une plus grande long�vit� car subissant moins de contraintes au passage des tambours.

La carcasse est un tissage de fils de cha�ne et de fils de trame.

En g�n�ral, les fils de cha�ne sont en polyester et les fils de trame en polyamide qui r�siste mieux que le polyester � la compression, ce qui permet de relever les c�t�s de la bande � 45�, donc de l'utiliser � son maximum de capacit�, alors que les trames en coton ne permettent pas des angles sup�rieurs � 20�.

Exemples:

Urgent de bande (cm)

Inclinaison des bords

Vitesse

D�bit

100

200

1 m/s

325 m�/h

100

450

1 m/s

418 m�/h

Les fibres synth�tiques r�sistant mieux � la flexion que le coton, il est possible de pr�voir des tambours d'extr�mit�s de plus petit diam�tre, donc moins co�teux.

L'allongement en service est peu diff�rent entre fibres synth�tiques et coton (1 � 1,5 % contre 2 %); par contre, l'allongement � la rupture est sup�rieur (15 % contre 7-8 %). L'avantage des fibres synth�tiques sur le coton est la constance de leurs caract�ristiques quelles que soient les conditions d'humidit� relative et de temp�rature.

- Rev�tement

En g�n�ral, le rev�tement est en caoutchouc (dont 40 % de caoutchouc naturel qui apporte une bonne r�sistance � l'abrasion et le reste en caoutchouc synth�tique qui supprime pratiquement l'apparition des craquelures au cours du vieillissement).

Lorsqu'il est indispensable de ne retrouver aucune particule de bande dans le produit (bande alimentaire), le rev�tement est en chlorure de polyvinyle (PVC).

Pour transporter des produits gras (tourteaux d'arachide), il est conseill� d'employer des bandes � rev�tement plastique, les bandes en caoutchouc pr�sentant rapidement un gonflement chimique de la partie sup�rieure.

Pour les bandes inclin�es � plus de 25�, le rev�tement comporte des tasseaux retenant le produit.

- Jonction

Deux moyens sont utilis�s: la vulcanisation et l'agrafage, le premier �tant plut�t employ� sur les grosses bandes, le deuxi�me sur les plus petites et sur les sangles d'�l�vateur.

• Vulcanisation � froid

Elle n'exige pas de mat�riel sp�cial, mais sa r�ussite est d�licate en fonction de l'humidit� relative de l'air et de la pr�sence d'impuret�s. La polym�risation demande 24 heures. Elle peut convenir si les tambours d'extr�mit� sont de grand diam�tre (type bande coton), mais il est difficile d'en garantir la fiabilit�.

• Vulcanisation � chaud

Elle est r�alis�e � 140� C sous une pression de 8 kg/cm' obtenue avec une presse � �sacs d'eau�, qui permet d'appliquer une pression tr�s r�guli�re, m�me sur les bandes les plus larges, La vulcanisation � chaud est efficace � 100 %, c'est-�-dire que la jonction ne constitue pas un point faible.

• L'agrafage

Il ne permet pas d'obtenir une r�sistance comparable, ce mode de jonction ne supportant que 60 � 70 % de la tension nominale de la bande ce qui en diminue les capacit�s.

Pour r�aliser un agrafage correct, on prendra soin de choisir des agrafes d'�paisseur �gale � celle de la bande et de biseauter les bords de la courroie afin d'�viter les risques d'accrochage.

Sur les �l�vateurs, l'agrafage ne permet pas de d�passer une tension de service de 40 N/mm. Le raccordement peut �tre ex�cut� comme illustr� ci-apr�s.

Fig. 182: Diff�rents modes d'agrafage.

Support

On trouve deux types de bandes, celles en V et celles � plat. Les bandes � plat circulent sur une surface polie (acier, bois) ou sur des rouleaux tr�s rapproch�s; elles sont utilis�es pour le transport de charges isol�es (sacs, colis, etc.) et circulent � petite vitesse sur de faibles distances. On les rencontre rarement dans la manutention des grains en vrac (bandes d'alimentation, bandes peseuses en continu). Les bandes en V sont, elles, tr�s largement utilis�es.

Les rouleaux support sont sur le brin sup�rieur au nombre de deux pour les bandes �troites (< 50 cm) avec des bords relev�s � 30-35�; de trois pour celles plus larges dont la section est alors trap�zo�dale (angle 20 � 30�). Pour faciliter le guidage de la bande, les rouleaux ne sont pas align�s, mais l�g�rement pinc�s (1 � 2�) et sur les grosses bandes, de place en place, un train de rouleaux, plac� dans une zone de moindre tension, est autocentreur par pivotement autour d'un axe vertical; de plus, les rouleaux de flanc ne sont pas cylindriques, mais l�g�rement coniques avec un angle au sommet de 3�.

Sur le brin inf�rieur, les rouleaux sont, soit � plat, soit en V invers�, �galement pour faciliter le guidage.

L'espacement entre les trains de rouleaux varie, selon la charge, entre 0,50 m et 2 m.

Tambours

La figure 183 pr�sente les diff�rents tambours sur une bande.

Fig. 183: Sch�ma bande transporteuse.

Les tambours sont en g�n�ral � axe tournant dans des paliers � roulement � billes. Leur diam�tre doit �tre calcul� de fa�on � �viter le patinage de la courroie et l'application de contraintes de flexion � la bande. Sur les petites bandes, pour �viter le colmatage, le tambour peut �tre en cage d'�cureuil. Le tambour de renvoi est important pour le centrage de la bande. Il est soit bomb� (fabrication co�teuse), soit constitu� d'un cylindre central et de deux extr�mit�s tronconiques.

Sur le brin de retour, 10 � 40 cm avant le tambour de renvoi, un rouleau de contrainte, r�glable en position, permet le r�glage du guidage. Sur les bandes longues (longueur > largeur x 50) des rouleaux identiques sont plac�s tous les 3 � 5 trains de rouleaux.

b) MONTAGE, R�GLAGE, ENTRETIEN ET S�CURIT� DES TRANSPORTEURS � BANDE

- Mise en place du transporteur

Dans la mesure du possible et pour obtenir la garantie du constructeur, la bande est vulcanis�e en usine. L'ordre de montage est le suivant:

• d�montage du tambour moteur pour mise en place de la bande,
• montage des �l�ments interm�diaires,
• mise en place du tambour de renvoi,
• mise en place du chariot d�verseur,
• mise en place de la tr�mie d'alimentation.

Il est important que l'alimentation de la bande soit parfaitement centr�e. Les alimentations obliques ou les chutes verticales trop hautes sont � proscrire. Les dispositions correctes sont l'alimentation inclin�e dans l'axe de la bande ou mieux, l'alimentation verticale avec bo�te de chute � l'entr�e de la tr�mie d'alimentation (cf. sch�ma).

Fig. 184: Sch�ma du chariot d'alimentation.

- Mise en marche

Apr�s s'�tre assur� de l'alignement des tambours, la tension doit �tre v�rifi�e. La bande se d�place toujours vers le c�t� le moins tendu. La tension est appr�ci�e par la fl�che entre deux rouleaux de retour selon les sp�cifications du constructeur. Le r�glage du guidage se fera par d�marrages successifs et r�glage du centrage sur les rouleaux de retour en remontant � partir du tambour moteur.

Fig. 185: Sch�mas d'alimentation.

- Entretien

Le graissage des paliers des tambours et la lubrification des axes des galets du chariot verseur sont � faire toutes les 50 heures, sinon tous les mois.

En fin de campagne la bande doit �tre nettoy�e et d�tendue.

En pratique dans les silos, et sauf accident, une bande dure de 10 � 20 ans.

- S�curit�

• S�curit� �lectrique

�tant mauvaises conductrices, les bandes en caoutchouc ont tendance, par les frottements, � se charger en �lectricit� statique avec les risques de cr�ation d'�tincelles ou de �collage� �lectromagn�tique des grains sur la bande. Les bandes polyester, bonnes conductrices de l'�lectricit� statique, ne pr�sentent pas ces risques.

• S�curit� m�canique

Bien que d'aspect inoffensif, le transporteur � bande peut �tre la cause de tr�s graves accidents. Il faut donc pr�voir un c�ble d'arr�t d'urgence tout le long du transporteur.

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