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Couronnes dentées et pignons
Réponse rapide
Une couronne dentée est le grand engrenage annulaire qui ceinture la virole d'un broyeur, d'un four ou d'un sécheur et l'entraîne. Sur les grands diamètres, elle est fabriquée en segments, boulonnés ensemble au pied des dents. Monmet fournit des couronnes dentées jusqu'à 12 m de diamètre, ainsi que les pignons d'accouplement, en construction moulée ou mécanosoudée.
Rôle de la pièce
La couronne dentée est le dernier étage de la transmission. Un moteur et un réducteur entraînent un pignon, le pignon engrène avec la couronne, et la couronne entraîne toute la masse tournante du broyeur ou du four. Elle est boulonnée à la virole sur une bride, ou montée sur ressorts lorsque l'équipement fonctionne à chaud et qu'un montage rigide sur bride ne peut supporter la dilatation thermique. Ce qui rend une couronne dentée difficile, c'est qu'elle n'est pas un engrenage rigide. Un engrenage compact porte sa propre rigidité. Une couronne dentée, non — elle emprunte son ossature structurale à la machine sur laquelle elle se boulonne, et cette ossature n'existe pas pendant la fabrication ni la manutention. Chaque étape de production doit tenir compte d'un grand anneau souple qui se déforme de façon mesurable sous son propre poids et sous l'effort de ce qui le retient.
Pourquoi les couronnes en segments posent un autre problème
Au-delà d'un certain diamètre, une couronne ne peut être coulée ni forgée d'une seule pièce : elle est donc fabriquée en deux moitiés ou en quatre à six segments, séparés au pied des dents et boulonnés à travers les joints. Cela introduit trois problèmes qu'une couronne monobloc n'a jamais. Chaque segment provient d'une coulée différente et est traité thermiquement et détensionné séparément : deux segments ne sont donc jamais métallurgiquement identiques. De petits écarts s'additionnent sur un arc de plusieurs dizaines de pieds. La taille des dents libère les contraintes accumulées lors des opérations précédentes, de sorte que la couronne bouge physiquement après usinage. La réponse consiste à l'usiner deux fois — ébaucher les joints et tourner le brut, tailler les dents, puis vérifier que les joints s'ouvrent et se ferment correctement. Les joints sont la région la plus sollicitée de toute la couronne. Si un joint reste ouvert au pied de dent, la dent de tête peut basculer sous charge, et les défaillances apparaissent généralement sur les deux premières dents du côté arrière.
Comment elle se dégrade
Portée de denture errante et répartition de charge inégale, généralement attribuables au faux-rond plutôt qu'aux dents elles-mêmes; piqûres, écaillage et grippage des flancs, liés à la portée de contact, à la lubrification et à l'alignement; problèmes de joint — relâchement des boulons, fretting des faces de joint, ouverture d'un jeu au pied de dent; fissuration en pied de dent, la défaillance qui met fin à une couronne plutôt que de l'user; usure du pignon en avance sur celle de la couronne, le pignon subissant beaucoup plus de cycles de charge par tour; déformation introduite par la manutention. Le levage d'une couronne finie peut solliciter la boulonnerie de joint bien au-delà des charges de service : il vaut donc la peine de revérifier l'alignement des joints après chaque déplacement. Une façon utile d'y penser : une excellente matière et des dents précises valent bien peu si le cylindre primitif oscille une fois par tour. La géométrie du brut détermine le résultat autant que la taille des dents.
Comment Monmet les fournit
Monmet fournit des couronnes dentées jusqu'à 12 m de diamètre et les pignons d'accouplement, pour broyeurs, fours, sécheurs et refroidisseurs, par l'entremise de son réseau mondial de fonderies, de forges et d'ateliers d'usinage. Les couronnes sont fournies moulées ou mécanosoudées, monobloc ou en segments selon le diamètre, et Monmet gère le travail des plans d'ingénierie jusqu'aux pièces usinées finies. La remise à neuf de réducteurs, la taille et la reconstruction d'engrenages, ainsi que les composants complets de chaîne d'entraînement sont fournis par le même réseau. Lorsque les plans ne sont pas disponibles, la couronne existante et ses interfaces peuvent être relevées et documentées en un jeu de plans de fabrication. Tous les travaux sont couverts par le système qualité ISO 9001:2015 de Monmet, certifié par SGS.
Ce qu'il nous faut pour chiffrer
Type et taille de l'équipement — broyeur ou four, diamètre, longueur, puissance installée, vitesse, sens de rotation; diamètre extérieur de la couronne, diamètre primitif, largeur de denture, nombre de dents, module ou pas diamétral, angle de pression; type de denture — droite, hélicoïdale simple ou à chevrons, et pour l'hélicoïdale le sens et l'angle d'hélice; disposition de montage — sur bride ou sur ressorts, avec le cercle de perçage de la bride, le nombre de boulons et le détail des trous; nombre de segments et conception des joints, incluant la boulonnerie d'alignement utilisée et si les faces de joint sont taillées suivant l'angle d'hélice; section structurale, et si la couronne existante est moulée ou mécanosoudée; le pignon d'accouplement : nombre de dents, largeur de denture, entraxe et montage — et si le pignon est remplacé en même temps. La couronne et le pignon s'usent en paire, et une couronne neuve engrenant avec un pignon usé est une façon courante de perdre prématurément une pièce de remplacement. Également utiles : les faux-ronds mesurés sur la couronne installée si vous les avez, des photos de la portée de contact et tout historique de problèmes de joint ou de pied de dent; le type de lubrification et son mode d'application, ainsi que la disposition du carter et du système de pulvérisation; la capacité de levage et les accès au site, qui déterminent le nombre de segments et le fractionnement d'expédition.
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