Équilibrage de l’arbre d’entraînement d’un concasseur à mâchoires — Carrière au Brésil

Contexte

Une carrière de granit située à 80 km au nord de Belo Horizonte exploite un concasseur à mâchoires PE-400×600 traitant 60 tonnes par heure. Le concasseur tourne à 300 RPM avec un volant d’inertie en fonte de 420 kg à chaque extrémité de l’arbre excentrique. Après un changement de blindage, le volant côté entraînement a développé une vibration prononcée qui s’est aggravée sur deux postes.

La mesure de référence avec un appareil portatif a indiqué 14,8 mm/s RMS sur le palier côté entraînement et 11,2 mm/s sur le côté opposé à l’entraînement. Les deux valeurs dépassaient le seuil d’alarme de l’usine de 7,1 mm/s. La pratique antérieure consistait à retirer le volant à la grue et à le transporter par camion dans un atelier d’équilibrage à São Paulo — un aller-retour de 14 jours, transit et temps d’attente inclus.

Installation

Le concasseur a été consigné et laissé refroidir. Deux capteurs de vibration ont été montés magnétiquement sur l’axe horizontal de chaque palier — côté entraînement (DE) et côté opposé à l’entraînement (NDE). La bande réfléchissante du tachymètre a été appliquée sur la jante du volant, visible à travers une fenêtre d’inspection. Tous les câbles ont été acheminés à l’écart des points de pincement et fixés avec des colliers de serrage.

Balanset-1A a été configuré pour un équilibrage deux plans à 300 RPM avec des fenêtres d’intégration de 20 secondes.

Mesure

Mesure 1 — Référence.
Concasseur démarré à vide (sans alimentation en matière). Relevés à 300 RPM stables :

• DE : 14,8 mm/s RMS, phase 78°
• NDE : 11,2 mm/s RMS, phase 194°

Forte composante 1× sur les deux voies. La différence de phase de 116° entre les paliers a confirmé un balourd de couple — confirmant que l’équilibrage deux plans était le bon choix.

Mesure 2 — Masse d’essai sur le plan 1 (volant DE).
Une masse d’essai de 250 g a été boulonnée sur la jante du volant à 0°. Mesure enregistrée :

• DE : 10,1 mm/s, phase décalée à 142°
• NDE : 9,8 mm/s

Coefficients d’influence calculés.

Mesure 3 — Masse d’essai sur le plan 2 (volant NDE).
Masse d’essai DE retirée. Une masse d’essai de 250 g placée sur le volant NDE à 0°. Mesure enregistrée.

Le logiciel disposait alors de la matrice complète 2×2 des coefficients d’influence et a calculé les vecteurs de correction :

• Volant DE : 185 g à 312°
• Volant NDE : 130 g à 47°

Mesure 4 — Vérification de la correction.
Masses de correction soudées à l’arc sur la face interne de la jante de chaque volant. Mesure finale à vide :

• DE : 2,3 mm/s RMS
• NDE : 1,8 mm/s RMS

Les deux relevés sont confortablement dans la Zone A de la norme ISO 10816-3. Le concasseur a été remis en production avec alimentation en matière — la vibration est restée stable à 2,5 mm/s DE et 2,0 mm/s NDE en charge.

Résultat

Temps total écoulé de la consignation à la remise en service : 55 minutes. Pas de grue, pas de transport, pas de deux semaines d’attente. La carrière a estimé l’arrêt évité à environ 85 000 R$ (≈ 16 000 US$) de production perdue — le Balanset-1A s’est rentabilisé dès la première utilisation.