Entretien des broyeurs à boulets: doublures, paliers de tourillon et engrenages est la discipline consistant à garder un broyeur tournant disponible et sûr en gérant l'usure et le remplacement programmé de ses doublures de coque
des paliers hydrodynamiques de tourillon ou coussinets qui supportent le corps du broyeur, et de la couronne dentée et du pignon d'entraînement qui le font tourner.
Un broyeur à boulets est un grand cylindre horizontal chargé de billes d'acier et de matériau à broyer; lorsque la coque tourne, la charge se déverse en cascade et broie l'alimentation.
Parce que la machine est lourde, tourne lentement et est fortement sollicitée, ses modes de défaillance sont prévisibles, ce qui rend la maintenance structurée efficace.
La coque du broyeur repose sur deux grands tourillons, un à l'extrémité d'alimentation et un à l'extrémité de décharge, chacun supporté par un palier à coussinet. La rotation provient d'un moteur et d'un réducteur entraînant un pignon, qui engrène avec une couronne dentée (engrenage annulaire) boulonnée autour de la coque.
À l'intérieur, des doublures remplaçables protègent la tôle de la coque et contrôlent la façon dont la charge de billes se soulève et bascule. Chacun de ces sous-systèmes s'use, et les vitesses d'usure diffèrent d'un ordre de grandeur, donc le plan de maintenance combine une surveillance quotidienne avec des arrêts à long intervalle.
Les doublures sont le consommable le plus volumineux dans le broyeur. Leur profil fixe l'angle de soulèvement de la charge, donc à mesure qu'elles s'usent l'action de broyage se dégrade et le débit ou la finesse du produit dérivent avant que la doublure ne soit mécaniquement usée. Les matériaux de doublure sont choisis selon la tâche :
Le remplacement des doublures est un arrêt planifié. Les boulons sont coupés ou desserrés, les plaques usées sont retirées à l'aide d'un manipulateur de manutention des doublures, et de nouvelles plaques sont serrées au couple selon une séquence.
La sécurité lors du remplacement repose sur le verrouillage de l'entraînement et du système d'avancement par pas, la confirmation de l'absence de rotation et l'accès contrôlé. Le resserrage des boulons après la première période de rodage est une omission courante qui se manifeste ensuite par des doublures desserrées et cognantes.
Les grands broyeurs fonctionnent sur des paliers à coussinet hydrodynamiques: le tourillon tourne sur un film d'huile, et non sur des éléments roulants.
Parce que le broyeur tourne lentement et pèse des centaines de tonnes, le film ne peut pas se former tout seul à l'arrêt ou au démarrage, donc un système de levage haute pression injecte de l'huile sous le tourillon pour le mettre en suspension avant l'engagement de l'entraînement.
Un circuit de lubrification basse pression distinct entretient le film en service et évacue la chaleur. Règles pratiques qui préservent ces paliers:
Certains broyeurs plus petits ou plus anciens utilisent des paliers de tourillon à éléments roulants ; l'attention se porte alors sur la durée de vie par fatigue et on planifie en fonction de la durée de vie L10 calculée plutôt que de l'état du film.
La couronne dentée et le pignon forment un train d'engrenage ouvert (ou fermé) supportant le couple total du broyeur. Ils tombent en panne lentement s'ils sont correctement lubrifiés et alignés, et rapidement sinon.
Leur état est jugé par le motif de contact des dentures, le jeu (backlash), l'état des racines et des flancs, et la couverture de la lubrification par pulvérisation.
L'analyse de vibration du maillage, en suivant la fréquence de maillage et ses bandes latérales, révèle l'excentricité, les dommages aux dents et les problèmes de lubrification avant qu'ils ne deviennent du piqûres visibles ou du marquage. Essentiels de maintenance:
| Composant | Mode principal d'usure ou de défaillance | Focus de maintenance | Intervalle typique |
|---|---|---|---|
| Doublures de coque et barres élévatrices | Abrasion, chocs, perte de profil | Relevé d'épaisseur, remplacement des doublures, resserrage des boulons | De quelques mois à quelques années |
| Palier à coussinet de tourillon | Perte du film d'huile, surchauffe, usure | Interverrouillage du levage HP, surveillance des températures et de l'huile | En continu, huile selon l'état |
| Couronne dentée et pignon | Piqûres, marquage, désalignement | Motif de contact, lubrification par pulvérisation, vibration du maillage | Contrôles hebdomadaires à mensuels |
| Accouplement d'entraînement | Désalignement, jeu | Contrôles d'alignement, de jeu et des fixations | À chaque arrêt |
| Doublures des tourillons d'alimentation et de décharge | Érosion, obstruction | Inspection, dégagement des obstructions | À chaque arrêt |
Un broyeur à boulets tourne à faible vitesse d'arbre mais génère des signaux de diagnostic riches. La température du métal des paliers et la température de l'huile sont les indicateurs de première ligne pour les tourillons. La vibration sur les paliers du pignon et la chaîne d'entraînement détecte les défauts d'engrenage et d'accouplement.
La gravité est jugée par rapport à des bandes reconnues plutôt que par des chiffres absolus effrayants, donc classifiez les mesures en utilisant les zones de gravité de vibration ISO 10816-3 pour la classe de machine.
La tendance est plus importante que toute mesure isolée: une montée lente sur plusieurs semaines est le signal exploitable. Structurer ces inspections, seuils et la planification des remplacements dans un GMAO garde les données liées à l'actif plutôt que dans un carnet.
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À l'arrêt et à très basse vitesse, le tourillon lent ne peut pas générer un film d'huile hydrodynamique, donc un contact métal sur métal se produirait. Le levage haute pression injecte de l'huile sous le tourillon pour le mettre en suspension, permettant au broyeur de démarrer sans rayer le palier.
L'entraînement doit être interverrouillé pour qu'il ne puisse pas s'engager tant que la pression de levage et le soulèvement du tourillon ne sont pas confirmés.
Deux déclencheurs s'appliquent. Mécaniquement, des relevés d'épaisseur par ultrasons ou par gabarit montrent la tôle restante avant que la coque ne soit en danger. Fonctionnellement, des profils d'élévateur usés réduisent le soulèvement de la charge, donc le débit ou la finesse du produit dérivent alors que la tôle peut encore être présente. La limite atteinte en premier fixe la date de remplacement.
L'analyse de vibration à la fréquence de maillage de l'engrenage, associée à des vérifications périodiques du motif de contact et de la lubrification. L'apparition de bandes latérales autour de la fréquence de maillage indique une excentricité ou des dommages aux dents bien avant que des piqûres soient visibles, et des bandes sèches sur les flancs des dents pointe vers une buse de pulvérisation obstruée.
Les températures sont surveillées en continu via le système de contrôle, tandis que les prélèvements d'huile et analyses sont effectués selon un calendrier et après toute excursion de température. Les intervalles de vidange sont dictés par les résultats d'analyse, pas par un calendrier fixe, car la contamination et la performance du refroidisseur varient selon la sollicitation.
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