La conception d'un concasseur à percussion repose sur l'assemblage du rotor, des barres de percussion, de la chambre de concassage, des tabliers de percussion réglables et du système d'entraînement. Leur disposition détermine la manière dont le matériau est frappé, son déplacement à l'intérieur de la machine et la façon dont les opérateurs peuvent régler et entretenir le concasseur. Aperçu de la conception de la série NP décrit la relation entre la conception du rotor, les matériaux d'usure et la configuration de la chambre.
Pour les acheteurs, la question essentielle est de savoir comment le modèle proposé traitera leur alimentation et produira le granulat requis. Une ouverture plus large ou une puissance moteur plus élevée ne rendent compte que partiellement de cette tâche.
Ce guide porte sur les concasseurs à percussion à arbre horizontal, ou concasseurs HSI, et sur les caractéristiques à vérifier avant de choisir un équipement.
Que comprend la conception d'un concasseur à percussion ?
Évaluer la conception à trois niveaux :
- L'unité de concassage : ouverture d'alimentation, rotor, barres de soufflage, tabliers d'impact, chemises, roulements et entraînement.
- Fonctionnalités de réglage et d'entretien : Réglage des jeux, surveillance de la charge, portes d'accès et gestion des pièces d'usure.
- Plan d'aménagement de l'usine : alimentation, criblage, convoyage, séparation des métaux et tout circuit de retour des pièces surdimensionnées.
Ces différents niveaux doivent être compatibles. La proposition doit expliquer comment chaque étape contribue à l'obtention du produit fini requis, y compris les équipements auxiliaires nécessaires autour du concasseur.
HSI vs VSI : Deux conceptions différentes de concasseurs à percussion
Les concasseurs à percussion se répartissent en deux grandes familles de conception. Leur agencement interne diffère, il convient donc d'examiner séparément leurs composants et leurs applications.
| Caractéristique de conception | Concasseur à percussion à arbre horizontal : HSI | Concasseur à percussion à arbre vertical : VSI |
|---|---|---|
| Orientation du rotor | Arbre horizontal | Arbre vertical |
| Accélération matérielle | Les barres de soufflage frappent l'alimentation entrante | Un rotor accélère le matériau alimenté au centre vers l'extérieur |
| Action écrasante | Impacts contre les tabliers et entre les particules | Impact pierre contre pierre ou pierre contre enclume, selon le modèle |
| Rôle typique dans le processus | Réduction primaire, secondaire ou tertiaire, selon le modèle | Production courante de mise en forme finale et de granulats fins |
Metso explique ces distinctions dans son guide technologique du concasseur à percussion. Pour un exemple de VSI, voir SUHMAN. Machine de fabrication de sable modulaire VSI SC-J85D.
Principaux composants d'un concasseur à percussion HSI
Dans un HSI, le matériau entrant rencontre des barres de soufflage fixées à un rotor rotatif. Ces barres accélèrent le matériau vers les tabliers d'impact. D'autres impacts contre les tabliers et d'autres particules poursuivent la réduction de taille avant l'évacuation du matériau.
Disposition simplifiée des composants HSI. Les positions et la géométrie varient selon le fabricant ; cette illustration n’est pas un plan de fabrication.
| Composant | Rôle principal | Que vérifier |
|---|---|---|
| Ouverture du flux | Reçoit des matières dans la chambre | Dimensions de l'ouverture et taille d'alimentation autorisée |
| Rotor | Il transporte les barres de frappe et transmet l'énergie | Dimensions, plage de fonctionnement et protection contre l'usure |
| barres de soufflage | Frapper et accélérer le matériau entrant | Qualité du matériau, système de montage et méthode de remplacement |
| Tabliers d'impact | Fournir des surfaces pour un impact supplémentaire | Dispositions relatives à l'aménagement, au réglage et à la surcharge |
| revêtements de logement | Protéger la structure de la chambre | Sections remplaçables et accès aux fixations |
| Arbre, roulements et transmission | Soutenir et alimenter le rotor | Lubrification, étanchéité, système d'entraînement et accès pour l'entretien |
Prenons l'exemple d'un fabricant, Conception de l'impacteur de Lippmann Ce manuel décrit l'assemblage de l'arbre et du rotor, le montage de la barre de soufflage, les rideaux réglables et les doublures remplaçables. Les détails de construction varient selon les modèles.
Facteurs de conception qui affectent les performances d'écrasement
Ouverture de l'alimentation et livraison de matériaux
Il est important de distinguer les dimensions de l'ouverture d'alimentation de la taille maximale d'alimentation recommandée. La mesure de l'ouverture seule ne permet pas de déterminer quels types de morceaux, de plaques ou de matériaux mélangés une machine peut accepter de manière fiable.
Indiquez au fournisseur les dimensions maximales des pièces et la distribution granulométrique prévue. Des photos avec une échelle de référence peuvent aider à visualiser les formes complexes qu'une simple image ne permet pas de représenter.
Le système d'alimentation et d'évacuation mérite également d'être pris en compte. Par exemple, Conception du TC-20 d'IROCK Il combine une trémie et un alimentateur à barreaux avec une protection contre l'usure au point de déchargement et un convoyeur réglable. Ces détails expliquent pourquoi le parcours du matériau s'étend au-delà de l'entrée du concasseur.
Taille du rotor, inertie et vitesse en bout de pale
Le diamètre, la largeur, la répartition des masses et la vitesse de fonctionnement du rotor décrivent différents aspects de sa conception. L'inertie du rotor lui permet de résister aux variations de vitesse lors du chargement, tandis que sa largeur fait partie de la géométrie du système d'alimentation.
Comparer vitesse de pointe ainsi que les tours par minute. Pour une trajectoire circulaire de la pointe :
Vitesse de pointe en m/s = π × diamètre de la trajectoire de pointe en mètres × tr/min du rotor ÷ 60.
À titre d'exemple, un diamètre de trajectoire de 1,0 m à 600 tr/min correspond à une vitesse d'environ 31,4 m/s. Un diamètre de 1,2 m à la même vitesse correspond à une vitesse d'environ 37,7 m/s. Il s'agit d'exemples arithmétiques et non de réglages de concasseur recommandés. Vérifiez si le diamètre du rotor indiqué inclut l'extrémité des barres de percussion.
Utilisez les données de plage de fonctionnement et d'application du fabricant pour évaluer la compatibilité. Renseignez-vous sur la compatibilité des réglages proposés (vitesse, débit d'avance et chambre). HAZEMAG décrit ce processus d'adaptation dans son… guidage de la barre de soufflage.
Matériau, forme et montage de la barre de frappe
Le choix de la barre de soufflage repose sur un équilibre entre la résistance à l'abrasion et la capacité à supporter les chocs. La granulométrie, la teneur en abrasif et le risque de présence de matériaux incassables sont autant de facteurs importants.
HAZEMAG propose des nuances d'acier au manganèse, martensitique et chromé, ainsi que des options d'inserts pour certaines applications. Leurs propriétés répondent à différents besoins ; une résistance élevée à l'usure ne suffit pas à elle seule à déterminer le meilleur choix. Matériaux pour barres de soufflage HAZEMAG
Demandez au fournisseur d'identifier la nuance proposée et d'expliquer si elle convient à votre alimentation. Vérifiez également le système de montage, la marge d'usure admissible et la possibilité de faire pivoter ou de repositionner les barres.
L'accès pour les pièces de rechange est une caractéristique de conception qui mérite d'être comparée. Conceptions de rotors HAZEMAG Illustrer les différences possibles entre les capuchons d'usure, les supports et les instructions de démontage. Un devis doit préciser les outils et l'espace d'accès nécessaires pour la machine fournie.
Chambre de broyage et tabliers d'impact
La chambre permet aux matériaux d'accélérer, de percuter des surfaces et de se diriger vers l'éjection. Les rideaux d'impact, également appelés tabliers d'impact, font partie intégrante de ce parcours. Leur position et leurs réglages influent sur la granulométrie finale.
Certains modèles proposent une plaque de broyage ou un chemin de broyage supplémentaire. HAZEMAG publie des données de configuration et des courbes granulométriques distinctes pour son HPI avec et sans chemin de broyage, démontrant ainsi que les options de la chambre influencent le choix du modèle. Configurations HPI HAZEMAG
Demandez une estimation du classement du produit pour la chambre et les réglages proposés. Indiquez la quantité de fines et de surdimensionnés. L'écartement du tablier est un réglage mécanique ; l'ouverture du tamis définit une étape de séparation granulométrique distincte. Évitez de les considérer comme interchangeables.
Si un devis mentionne un impacteur “ à deux étages ” ou “ à trois étages ”, demandez un schéma de la chambre d'impact. Vérifiez si la mention se rapporte à des zones d'impact au sein d'une même machine ou à des machines distinctes de l'usine. Pour la production de granulats grossiers, comparez le rendement dans vos gammes granulométriques commercialisables et la teneur en fines. Une surface d'impact supplémentaire doit justifier son intérêt par rapport à ces objectifs. Pour une application de sable, demandez des données distinctes concernant la granulométrie et la forme des particules.
Entraînement, réglage et commandes
Notez la puissance indiquée dans le devis : puissance du moteur du concasseur, puissance du moteur thermique ou puissance totale de l’installation. Comparez les valeurs équivalentes et demandez comment le système d’alimentation fourni alimente l’ensemble de l’installation.
Examinez ensuite les commandes disponibles pour cette configuration. Il est utile de se poser les questions suivantes : comment l’alimentation est-elle régulée ? Quelles charges ou températures sont surveillées ? Comment les paramètres sont-ils modifiés ? Quelles informations un opérateur voit-il lors d’un arrêt ?.
Le réglage hydraulique et l'automatisation sont disponibles sur certains modèles, notamment Série Metso NP. Veuillez confirmer le matériel effectivement inclus dans l'offre, ainsi que la mise en service et la formation des opérateurs.
accès pour la maintenance et protection contre l'usure
Examinez la conception comme si le remplacement d'une pièce d'usure était prévu demain. Où se positionnera le technicien ? Comment le boîtier s'ouvre-t-il ? Peut-on retirer une barre usée sans déplacer l'équipement environnant ?
Vérifiez les points de levage, les systèmes de verrouillage, les dégagements pour l'entretien et l'accès aux points de lubrification conformément aux instructions du fabricant. Indiquez le poids et la méthode de manutention des pièces que votre équipe remplacera.
Demandez un plan d'accès pour la maintenance ainsi que le plan d'implantation. Un diagnostic détaillé des pannes doit figurer dans le plan de maintenance ; le nôtre guide d'entretien du concasseur à percussion Ce document traite des problèmes courants liés aux barres de soufflage, aux tabliers, aux rotors, aux roulements et aux convoyeurs.
Vérifiez également la garantie écrite du rotor. Demandez quelles pièces sont couvertes : le corps du rotor, l’arbre, les roulements, les barres de soufflage ou les chemises. Confirmez la durée de la garantie, les exigences d’entretien, les exclusions et la prise en charge de la main-d’œuvre pour le remplacement. Une demande de garantie à vie doit clairement définir la durée de vie de la personne concernée et les pannes couvertes.
Adapter la conception au matériau et à l'application
Une comparaison pertinente commence par une description représentative de l'alimentation. Les noms des matériaux seuls ne permettent pas de répondre aux questions concernant l'abrasion, l'humidité, l'argile et la contamination.
Les priorités suivantes constituent un cadre pratique pour discuter d'une application avec un fournisseur :
| Application | Informations à fournir | Questions relatives à la conception proposée |
|---|---|---|
| Granulats calcaires | Granulométrie, teneur en abrasifs, humidité et classification requise | Quelles chambres et pièces d'usure sont adaptées à ce matériau ? Quelle distribution de produits est prévue ? |
| Recyclage du béton | Dimensions des blocs, armatures, fines et autres contaminations | Quelle préparation est nécessaire ? Comment les pièces d’usure sont-elles sélectionnées et comment l’acier libéré est-il retiré ? |
| Recyclage de l'asphalte | Source d'alimentation, granulométrie, plage de température et fines | Comment les flux de matières et la production de fines seront-ils évalués dans les conditions prévues ? |
Pour le recyclage, il est important de distinguer l'extraction des métaux avant le broyage de leur récupération après broyage. Un aimant placé en aval peut récupérer les matières ferreuses libérées, mais il ne peut pas protéger le rotor des objets ayant déjà traversé la chambre. Demandez au fournisseur de vous indiquer l'emplacement et la fonction de chaque étape de séparation.
Notre guide des équipements de recyclage du béton fournit un contexte d'application plus détaillé. Si la technologie de concassage elle-même n'est pas encore définie, Comparaison entre concasseur à percussion et concasseur à mâchoires explique leurs différents rôles.
Plan d'implantation d'une usine de concassage à percussion mobile
La conception d'un concasseur à percussion mobile inclut également la manière dont il est raccordé à son alimentateur, son crible, ses convoyeurs et son châssis. Comparez l'encombrement au sol, les dimensions de transport, les dégagements pour l'entretien et les emplacements prévus pour le stockage.
Circuit de tri et de retour des déchets surdimensionnés
Dans un circuit fermé, le tamis sépare les matériaux de la taille voulue et renvoie les matériaux surdimensionnés pour un second passage. McCloskey's centrale à impact I44R est un exemple combinant concassage, criblage et recirculation.
Flux conceptuel de matériaux. Les matériaux de contournement doivent être acheminés vers une destination appropriée ; les équipements auxiliaires et les positions exactes des convoyeurs dépendent de l’application.
Demandez un bilan massique distinguant les matières premières, les rebuts retournés et les produits finis. Les matériaux passant deux fois dans le concasseur ne doivent pas être comptabilisés deux fois dans la production commercialisable. Précisez également le traitement des matériaux pré-criblés : ils peuvent nécessiter une manutention ou des tests spécifiques avant d’être incorporés au produit final.
À titre d'exemple simplifié, supposons que toute la matière première soit introduite dans le concasseur et qu'aucun matériau ne le contourne. Si le débit d'alimentation est de 180 t/h et le débit de refoulement de 60 t/h, le concasseur traite un total de 240 t/h. En régime permanent, sans pertes ni accumulation, le débit final du circuit est de 180 t/h. La part commercialisable dépend des fractions qui répondent aux exigences du produit. Ces chiffres illustrent un bilan massique ; ils ne constituent pas une caractéristique de la machine.
Pour un concasseur fonctionnant déjà à sa limite de charge utile, un surplus de matériau retourné réduit la capacité d'alimentation. L'effet dépend du débit de retour et du goulot d'étranglement de l'installation ; il est donc conseillé de demander un devis pour le circuit fermé complet.
Choisir un crible embarqué ou une installation de criblage séparée
Un système de post-criblage embarqué permet de séparer les fractions granulométriques et de renvoyer les surdimensionnés. Une installation de criblage séparée est également envisageable. Il convient de vérifier le nombre de plateaux, les ouvertures, les convoyeurs de produits et le circuit de retour : ces éléments déterminent quelles fractions peuvent être valorisées séparément. Un flux de surdimensionnés renvoyés ne constitue pas un produit fini supplémentaire.
Un concasseur à circuit ouvert produit une granulométrie de sortie pouvant convenir à la fabrication d'un produit fini ou alimenter un procédé en aval. Si votre client a besoin de granulats calibrés séparément, prévoyez une étape de criblage adaptée dans votre installation.
Comparez la longueur et la largeur de l'écran en fonction de la surface utile, du média, de la surface ouverte, de l'angle du plateau, de la distribution de l'alimentation et de l'état du matériau. Demandez des informations sur les performances aux ouvertures requises et la tolérance aux erreurs de placement du matériau. La longueur de l'écran seule ne constitue pas un critère de sélection suffisant.
Un exemple intégré de SUHMAN
Le Machine intégrée de concassage et de criblage SUHMAN SF-380D-2S Cette installation sur chenilles combine le concassage par percussion avec un crible à trois étages et un convoyeur de retour. Elle illustre concrètement comment l'unité de concassage s'intègre dans un système de manutention de matériaux plus vaste.
SUHMAN SF-380D-2S. Lors de l'évaluation d'une installation intégrée, veuillez vérifier la configuration fournie et les exigences du projet.
Utilisez le diagramme de flux proposé pour vérifier les points de vente, les circuits de retour et l'accès. Demandez-vous comment cette organisation permettra de répondre aux exigences de votre gamme de produits et quelles modifications seront possibles en cas d'évolution de ces exigences.
Comment comparer les affirmations concernant la capacité des concasseurs à percussion
Les références telles que 1214 ou 1315 ne suffisent pas pour estimer la production. Il est nécessaire de se procurer les spécifications exactes du fabricant, les dimensions du rotor, la configuration de l'alimentation, la configuration de la chambre et les réglages proposés.
Lors de la comparaison des devis, il convient de distinguer trois mesures :
- Taux d'alimentation fraîche : de nouveaux matériaux entrant dans l'usine.
- Débit du concasseur : les matériaux passant par la chambre de broyage, y compris les éventuels surplus de taille renvoyés.
- Taux de commercialisation des produits : Matières premières acceptées quittant le circuit, mesurées en fraction de produit.
Les évaluations publiées peuvent utiliser différentes conditions. Par exemple, Fiche technique de la Kleemann MR 130i EVO2 Ce document indique la capacité d'alimentation séparément des capacités de concassage spécifiques à chaque matériau. Il précise la composition et la granulométrie de l'alimentation, le précriblage et la granulométrie finale cible comme conditions pertinentes. Certaines données de concassage indiquent également le pourcentage de surdimensionnés.
Demandez une estimation de production tenant compte de votre alimentation, du calibrage requis et du circuit de criblage. Pour un essai sur site, consignez la méthode de pesage, la durée du test, les arrêts et le rendement de chaque fraction acceptée. Précisez également si l'unité de mesure indiquée est le métrique (tonnes métriques) ou la tonne courte américaine (tonnes courtes). Ces détails permettront d'interpréter le rendement annoncé pour votre projet.
Éléments à vérifier avant de choisir le modèle d'un concasseur à percussion
Donnez à chaque fournisseur le même cahier des charges, puis demandez-leur des preuves par rapport aux mêmes objectifs de production.
| Élément de sélection | Informations ou preuves à demander |
|---|---|
| Conditions d'alimentation | Calibrage représentatif, dimensions maximales, essais de matériaux, humidité et contaminants |
| Produit fini | Dimensions requises, limites de classement, critères de forme et utilisation prévue |
| Unité de concassage | Choix de la chambre, plage de fonctionnement du rotor, spécifications de la barre de soufflage et méthode de réglage |
| Estimation de production | Alimentation fraîche, charge totale du concasseur, fraction de rendement acceptée, durée de l'essai et méthode de pesage |
| Usure et entretien | Hypothèses relatives à la durée de vie, procédure de remplacement, espace d'entretien, pièces de rechange et couverture de garantie écrite |
| Alimentation et installation | Besoins énergétiques complets, aménagement du site, organisation du transport et étendue de l'installation |
| Vérification | Essai matériel, référence opérationnelle pertinente ou évaluation des performances convenue |
Demandez quelles sont les données d'entrée qui restent incertaines. Si l'estimation repose sur un fourrage sec et propre, renseignez-vous sur l'impact d'un fourrage plus humide ou plus hétérogène sur la proposition.
Pour une comparaison opérationnelle, utilisez des coûts constants et les tonnes de produits finis acceptées. Incluez l'énergie, les pièces d'usure, la main-d'œuvre et la maintenance sur la même période. Tenez également compte de la composition du produit : les tonnes de fines invendues n'ont pas la même valeur commerciale que les granulats commandés par votre client.
Partagez vos matériaux, les granulométries d'alimentation, les produits cibles et le rendement souhaité avec SUHMAN afin de discuter des solutions adaptées. configurations de concasseurs à percussion mobiles ou demander une recommandation de projet.
FAQ
Quelles sont les principales parties d'un concasseur à percussion ?
Un broyeur à billes à haute vitesse (HSI) comprend généralement un rotor, des barres de soufflage, des tabliers d'impact, des revêtements de carter, une ouverture d'alimentation, un arbre, des roulements et un système d'entraînement. Une installation mobile complète ajoute des équipements tels que des alimentateurs, des convoyeurs, des cribles et un châssis chenillé.
Comment la vitesse du rotor influence-t-elle la conception du concasseur à percussion ?
La vitesse de rotation du rotor et le diamètre de la trajectoire de la buse déterminent la vitesse de la buse. L'adéquation dépend également de l'alimentation, de la chambre, des barres de soufflage et des limites de fonctionnement. Comparez la configuration complète et les données d'application avant de tirer des conclusions basées uniquement sur le régime de rotation.
Comment choisir le matériau de la barre de soufflage ?
Choisissez un matériau adapté aux exigences d'abrasion et d'impact de l'alimentation, notamment en ce qui concerne la taille maximale et le risque de contamination. Demandez au fabricant de préciser la nuance de matériau proposée, les exigences de montage et l'usure prévue dans vos conditions d'utilisation.
L'écart au niveau du tablier détermine-t-il la taille finale exacte ?
L'écartement influe sur la granulométrie à la sortie du concasseur. Le contrôle de la taille finale dépend également du matériau, des conditions de fonctionnement et du système de criblage. Demandez un devis de granulométrie plutôt que de vous fier uniquement à la valeur de l'écartement.
La puissance du moteur peut-elle à elle seule déterminer la capacité du concasseur ?
Non. Une estimation de capacité utile nécessite la connaissance des caractéristiques de l'alimentation, du taux de réduction requis, de la configuration de la machine, de ses réglages et des équipements environnants. Demandez le rendement attendu dans des conditions clairement définies.
Un seul modèle de concasseur à percussion peut-il convenir à toutes les applications ?
Des applications différentes requièrent des configurations différentes. Les systèmes HSI et VSI présentent des parcours de matières distincts, tandis que les options de chambre, les matériaux d'usure et l'agencement de l'installation varient au sein de chaque famille. Le choix dépend de l'alimentation et du produit fini.