Auteur : Lily Wang Heure de publication : 2026-07-28 Origine : Machines Yile
Table des matières
Lors de la manutention de matériaux en vrac, le rouleau libre est le composant le plus nombreux et le plus fréquemment remplacé dans tout système de convoyeur à bande. Un seul convoyeur terrestre peut transporter de 10 000 à 30 000 rouleaux fous sur toute sa longueur. Malgré leur apparente simplicité (un tube d'acier tournant sur un arbre soutenu par deux roulements), les rouleaux fous représentent une part disproportionnée des coûts de maintenance du convoyeur et des temps d'arrêt imprévus. Dans les opérations minières et cimentières à fort tonnage, un seul convoyeur transportant 3 000 à 6 000 tonnes par heure ne peut pas se permettre de s'arrêter pour remplacer les rouleaux. Pourtant, les pannes de rouleaux fous (rouleaux grippés, roulements effondrés, joints défectueux) comptent parmi les causes les plus courantes de dommages aux courroies, d'incendies de courroies (dus à la chaleur de friction d'un rouleau grippé) et d'arrêts imprévus des convoyeurs.
La majorité des défaillances prématurées des rouleaux tendeurs sont dues à l'une des trois causes principales suivantes : une sélection incorrecte de la série (une cote CEMA sous-dimensionnée pour la charge réelle), des spécifications de roulement inadéquates (durée de vie L10 insuffisante pour le cycle de service) ou une défaillance du joint due à la pénétration de contamination dans des environnements poussiéreux ou humides. Ce guide fournit le cadre technique complet pour la sélection, la spécification et l'entretien des rouleaux de renvoi de convoyeur pour toute la gamme d'applications de manutention de matériaux en vrac, des convoyeurs de granulats légers aux systèmes d'extraction de minerai de fer et de charbon à usage intensif.
Un système de rouleaux de convoyeur à bande se compose de plusieurs types de rouleaux distincts, chacun remplissant une fonction spécifique de support et de contrôle de la bande.
Les rouleaux d'auge soutiennent le côté chargé (de transport) de la bande et donnent à la bande une forme d'auge qui contient le matériau en vrac. Un ensemble de rouleaux fous d'auge standard à trois rouleaux se compose de :
Deux rouleaux d'aile (inclinés à 20°, 35° ou 45° par rapport à l'horizontale)
Un rouleau central (horizontal)
L'angle de passage détermine la section transversale du matériau que la bande peut transporter :
Auge de 20° : capacité inférieure, utilisée lorsque la rigidité de la courroie ou les caractéristiques du matériau empêchent une auge plus raide ; norme pour les conceptions de convoyeurs légers et plus anciens
Creux 35° : La norme la plus courante dans la pratique nord-américaine (norme CEMA) ; équilibre la capacité avec les contraintes des bords de la bande
Auge 45° : Capacité maximale pour une largeur de bande donnée ; nécessite une ceinture plus flexible ; courant dans les convoyeurs miniers lourds européens et australiens
Le rouleau central supporte environ 70 % de la charge totale du rouleau libre dans un ensemble standard de trois rouleaux ; les deux roulis d'aile se partagent les 30 % restants (15 % chacun). Cette répartition de la charge est essentielle pour la sélection du rouleau libre : le rouleau central doit être dimensionné pour la charge totale du rouleau central, et non pour la charge moyenne du rouleau libre.
Les rouleaux à impact sont installés au niveau de la zone de chargement (le point où le matériau tombe sur la bande depuis une goulotte ou un point de transfert). Ils remplacent les rouleaux d'auge standard dans la zone de chargement et sont conçus pour absorber l'énergie d'impact des chutes de matériaux sans transmettre de charges de choc dommageables à la courroie ou à la structure des rouleaux.
Les rouleaux à percussion utilisent des anneaux de disque en caoutchouc ou des rouleaux coussinés en caoutchouc au lieu de tubes en acier ordinaires. Le caoutchouc absorbe l'énergie d'impact et protège à la fois la courroie et les roulements de renvoi des chocs.
Critères de sélection des rouleaux à impact :
L'énergie d'impact d'une chute de matériau doit être calculée et comparée à l'indice d'impact de la roue libre.
Les rouleaux à impact doivent s'étendre sur une distance minimale de 1,5 à 2,0 × la largeur de la courroie au-delà du point de chargement dans chaque direction.
L'espacement des rouleaux dans la zone de chargement est généralement réduit à 300–600 mm (contre 1 000–1 500 mm pour les rouleaux porteurs standard) pour fournir un support supplémentaire de la courroie.
Les rouleaux de retour soutiennent le côté vide (retour) de la bande lors de son retour au point de chargement. Étant donné que la courroie de retour ne supporte aucune charge matérielle, les rouleaux de retour sont soumis à des charges bien inférieures à celles des rouleaux de transport – généralement uniquement le poids de la bande plus le poids propre du rouleau.
Renvoie les types d'utilisateurs :
Rouleaux à retour plat : Rouleau horizontal unique ; le type le plus simple et le plus courant
Roues folles à retour en V : Deux rouleaux dans une configuration en V (généralement 10°) ; offre un meilleur entraînement de la courroie que les rouleaux à retour plat
Rouleaux de retour à disque en caoutchouc : disques en caoutchouc au lieu d'un tube en acier continu ; empêche l'accumulation de matériaux sur la surface de renvoi (critique pour les matériaux collants comme le charbon humide ou l'argile)
Les rouleaux de retour sont généralement plus légers d'une série CEMA que les rouleaux de transport sur le même convoyeur — la charge inférieure permet d'utiliser un rouleau plus petit et plus léger.
Des rouleaux de transition sont installés au niveau des poulies de tête et de queue, là où la courroie passe du profil de transport en auge au profil plat requis pour s'enrouler autour de la poulie. Ils utilisent des angles de roulis d'aile progressivement réduits (par exemple, 20°, 10°, 0°) pour permettre à la ceinture de s'aplatir progressivement sans surcharger les bords de la ceinture.
Des rouleaux de formation (rouleaux à alignement automatique) sont installés à intervalles réguliers le long du convoyeur pour corriger le mauvais alignement de la courroie. Ils utilisent un mécanisme de pivotement qui permet au cadre de rotation de tourner légèrement lorsque la courroie entre en contact avec le roulis de l'aile, ramenant ainsi la courroie au centre. Les rouleaux de formation doivent être installés à des intervalles de 30 à 50 m sur les longs convoyeurs et immédiatement après les zones de chargement où un mauvais alignement de la bande est le plus probable.
La Conveyor Equipment Manufacturers Association (CEMA) a établi la norme la plus largement utilisée pour la sélection des rouleaux fous en Amérique du Nord et à l'échelle internationale. Le système CEMA classe les rouleaux en séries en fonction de leur capacité de charge, chaque série étant définie par une charge maximale autorisée par rouleau et une durée de vie minimale du roulement L10.
Série CEMA |
Diamètre du rouleau (typique) |
Charge maximale par rouleau (lb) |
Charge maximale par rouleau (kN) |
Durée de vie du roulement L10 (heures à 500 tr/min) |
Largeur typique de la courroie |
B |
4' (102mm) |
500 |
2.2 |
30 000 |
18'-24' (450-600 mm) |
C |
5' (127 mm) |
1 000 |
4.4 |
30 000 |
24'-36' (600-900 mm) |
D |
6' (152mm) |
1 500 |
6.7 |
60 000 |
36'-48' (900-1 200 mm) |
E |
7' (178 mm) |
2 500 |
11.1 |
60 000 |
48'-72' (1 200-1 800 mm) |
F |
7'+ (178mm+) |
3 500+ |
15,6+ |
60 000+ |
60'-96' (1 500–2 400 mm) |
Les valeurs nominales de la série CEMA sont basées sur la durée de vie du roulement L10 calculée à un régime de ralenti de 500 tr/min . Pour les convoyeurs fonctionnant à des vitesses de bande plus élevées (et donc à un régime de roue libre plus élevé), la durée de vie réelle des roulements sera plus courte que la valeur indiquée dans le tableau et la série de rouleaux fous doit être mise à niveau en conséquence.
La charge nominale de la roue libre CEMA est basée sur l'équation de durée de vie du roulement L10 :
Où:
= charge dynamique de base du roulement (N) — du catalogue du fabricant du roulement
= charge dynamique équivalente sur les roulements (N) — calculée à partir de la charge du rouleau libre
= vitesse de rotation du rouleau (tr/min)
L'exposant est 3 pour les roulements à billes (utilisés dans la plupart des rouleaux) ; 10/3 pour roulements à rouleaux
Pour une roue libre CEMA D avec un diamètre de rouleau de 6' (152 mm), le roulement doit atteindre L10 ≥ 60 000 heures à 500 tr/min sous la charge nominale de 1 500 lb (6,7 kN). La sélection du roulement doit satisfaire à cette exigence en tenant compte de la déflexion réelle de l'arbre - la déflexion de l'arbre réduit la durée de vie effective du roulement en augmentant la charge de désalignement sur le roulement. [3]
La déflexion de l’arbre est l’un des paramètres les plus importants – et le plus souvent négligé – lors de la sélection des rouleaux. Lorsqu'un arbre intermédiaire fléchit sous une charge, la bague intérieure du roulement s'incline par rapport à la bague extérieure, créant une charge de désalignement qui réduit considérablement la durée de vie du roulement.
La déviation maximale autorisée de l'arbre au niveau du siège du roulement est généralement limitée à 10 minutes d'arc (0,167°) pour les roulements à billes à gorge profonde standard. Le dépassement de cette limite entraîne :
Augmentation de la contrainte de contact d'un côté du chemin de roulement
Usure par fatigue accélérée du côté chargé du chemin de roulement
Défaillance prématurée des roulements – souvent 3 à 5 fois plus rapide que la durée de vie L10 calculée
La flèche de l’arbre au niveau du siège du roulement est :
Pour un arbre simplement appuyé avec une charge ponctuelle centrale :
Où:
= charge sur le rouleau (N)
= distance entre les centres des roulements (mm)
= module élastique de l'acier (210 000 MPa)
= deuxième moment d'aire de l'arbre :
(mm⁴)
= diamètre de l'arbre à la section critique (mm)
Implication pratique : un arbre dont le diamètre est sous-dimensionné fléchira excessivement sous la charge, provoquant une défaillance prématurée des roulements même si la charge nominale de la série CEMA n'est pas dépassée. C'est pourquoi le diamètre de l'arbre est aussi important que le choix du roulement dans les spécifications du pignon fou.
La charge sur un rouleau porteur est la somme de la charge de matériau et du poids de la courroie répartis sur l'espacement des rouleaux :
Où:
= charge de matériau par unité de longueur de bande (kg/m) =
= capacité du convoyeur (t/h)
= vitesse de la bande (m/s)
= poids de la courroie par unité de longueur (kg/m) — à partir des données du fabricant de la courroie
= espacement des rouleaux (m)
Exemple : convoyeur de charbon de 2 000 t/h, vitesse du tapis 4,5 m/s, poids du tapis 35 kg/m, espacement des rouleaux 1,2 m :
Conversion en livres :
Cette charge correspond à la norme CEMA C (max 1 000 lb), mais comme le rouleau central supporte environ 70 % de la charge totale :
C'est bien dans la norme CEMA C (500 lb par rouleau). Cependant, si la vitesse de la bande est élevée (> 3,5 m/s), le régime du ralenti dépassera 500 tr/min et la durée de vie du roulement devra être recalculée à la vitesse de fonctionnement réelle.
La vitesse de rotation du rouleau fou dépend de la vitesse de la bande et du diamètre du rouleau fou :
Où:
= vitesse de la bande (m/s)
= diamètre extérieur du rouleau (m)
Exemple : Vitesse de la bande 4,5 m/s, rouleau de 152 mm (6') de diamètre :
Étant donné que les tables CEMA fonctionnent à 500 tr/min, la durée de vie réelle des roulements à 565 tr/min est :
Pour les convoyeurs à grande vitesse (vitesse de bande > 5 m/s), le régime du ralenti peut être de 30 à 50 % supérieur à la base nominale de 500 tr/min, ce qui nécessite soit une mise à niveau vers la série CEMA suivante, soit un roulement avec une charge dynamique plus élevée.
Au niveau de la zone de chargement, la force d'impact due à la chute du matériau doit être ajoutée à la charge statique du matériau :
Où:
= masse du plus gros morceau de matériau (kg)
= vitesse verticale du matériau à l'impact (m/s) =
= hauteur de chute (m)
= facteur d'impact (généralement 1,5 à 3,0 en fonction de la fragmentation du matériau)
Pour un morceau de minerai de fer de 50 kg tombant de 2,0 m :
La charge totale sur la roue à percussion est la charge statique plus la charge d'impact dynamique. Les rouleaux à percussion destinés aux applications minières lourdes (minerai de fer, charbon, roche dure) doivent être spécifiés au moins deux séries CEMA au-dessus des rouleaux porteurs standard — la charge d'impact peut être 3 à 5 fois la charge statique.
Trois types de roulements sont couramment utilisés dans les rouleaux de convoyeur, chacun présentant des avantages et des limites distincts :
Roulements rigides à billes (DGBB) :
Le type de roulement le plus courant pour les rouleaux de convoyeur
Faible friction, adapté au fonctionnement à grande vitesse
Sensible à la déflexion de l'arbre — désalignement maximum autorisé 10 minutes d'arc
Disponible dans les classes de jeu interne C3 et C4 pour les applications de convoyeurs (le jeu C3/C4 compense la dilatation thermique et un léger désalignement)
Norme pour les rouleaux CEMA B, C et D
Roulements à rouleaux coniques :
Capacité de charge radiale et axiale supérieure à celle du DGBB de même taille d'alésage
Plus tolérant à la déflexion de l'arbre — peut s'adapter à un désalignement allant jusqu'à 2 à 4 minutes d'arc sans réduction significative de la durée de vie (beaucoup moins sensible que le DGBB)
Friction plus élevée que le DGBB — génère plus de chaleur à grande vitesse
Standard sur les rouleaux lourds CEMA E et F et sur les rouleaux lourds australiens/européens pour les mines
Le système CEMA a été développé à l'origine autour de roulements à rouleaux coniques, ce qui explique pourquoi la déflexion de l'arbre n'est pas explicitement abordée dans la norme CEMA : les rouleaux coniques tolèrent une déflexion qui détruirait un DGBB.
Roulements à rotule sur rouleaux :
Auto-alignement — peut s'adapter à une déviation de l'arbre jusqu'à 1,5 à 2,5° sans réduction de la durée de vie
Capacité de charge la plus élevée des trois types
Utilisé dans les rouleaux très résistants (grands convoyeurs miniers, zones de chargement à fort impact)
Coût plus élevé que les roulements DGBB ou à rouleaux coniques
Les roulements de roue libre sont généralement lubrifiés à la graisse à vie : le roulement est rempli de graisse lors de l'assemblage et scellé pour toute la durée de vie de la roue libre. Cela signifie que le choix de la graisse est essentiel : la graisse doit conserver ses propriétés lubrifiantes pendant toute la durée de vie du rouleau (30 000 à 60 000 heures) sans se dégrader, s'oxyder ou se laver.
Propriétés de graisse recommandées pour les roulements de renvoi de convoyeur :
Propriété |
Spécification |
Viscosité de l'huile de base |
ISO VG 100-150 à 40°C |
Épaississant |
Complexe de lithium ou polyurée |
Qualité NLGI |
2 (standard) ou 3 (haute température) |
Plage de température de fonctionnement |
-20°C à +120°C (standard) ; -30°C à +150°C (grade haute température) |
Résistance à l'eau |
ASTM D1264 lavage à l'eau < 1 % à 79°C |
Stabilité à l'oxydation |
Chute de pression ASTM D942 < 35 kPa après 100 heures |
Pour les convoyeurs dans des climats froids (température ambiante < -10 °C), utilisez une graisse NLGI Grade 1 ou une huile de base synthétique pour garantir que le roulement tourne librement au démarrage — une graisse rigide à basse température peut empêcher la roue libre de tourner, endommageant ainsi la courroie du rouleau stationnaire.
La durée de vie de base L10 calculée à partir de la charge nominale du roulement doit être ajustée aux conditions de fonctionnement réelles à l'aide de l'équation de durée de vie modifiée (ISO 281) :
Où:
= facteur de fiabilité (1,0 pour une fiabilité de 90 % ; 0,53 pour 95 % ; 0,33 pour 99 %)
= facteur de modification de la durée de vie tenant compte des conditions de lubrification (rapport de viscosité
) et le niveau de contamination (
)
Pour un rouleau de convoyeur dans un environnement poussiéreux de manutention de charbon :
(rapport de viscosité) ≈ 1,0–2,0 (lubrification adéquate)
(facteur de contamination) ≈ 0,1–0,3 (contamination modérée)
≈ 0,5–1,5 (la contamination réduit considérablement le facteur de modification de la durée de vie)
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Dans les environnements de manutention de matériaux en vrac (charbon, minerai de fer, calcaire, ciment, sable), le joint de roue libre est le composant qui détermine le plus directement la durée de vie de la roue libre. Un roulement qui durerait 60 000 heures dans un environnement propre peut tomber en panne au bout de 2 000 à 5 000 heures si le joint permet à la poussière et à l'humidité de contaminer la graisse.
Joints labyrinthe (sans contact) :
Plusieurs passages en labyrinthe imbriqués créent un chemin tortueux qui empêche la pénétration de la poussière sans friction de contact
Zéro usure — le joint ne se dégrade pas avec le temps
Efficace contre les grosses particules de poussière mais moins efficace contre les poussières fines (< 50 microns) et la pénétration d'eau
Norme pour les applications légères à moyennes dans des environnements secs
Faible couple de fonctionnement — aucune contribution à la résistance de la courroie
Joints à lèvres à contact (simple ou double lèvre) :
Les lèvres en caoutchouc entrent en contact avec l'arbre rotatif ou le capuchon d'extrémité, créant ainsi un joint positif
Plus efficace que les joints à labyrinthe contre les poussières fines et l'eau
Génère de la chaleur de friction – augmente la température de fonctionnement du ralenti
Usure au fil du temps : la lèvre du joint se dégrade, finissant par perdre le contact et l'efficacité de l'étanchéité.
Standard pour les applications moyennes à lourdes dans des environnements humides ou modérément poussiéreux
Joints de contact triples lèvres ou multi-étagés :
Trois lèvres de contact ou plus en série, avec des cavités remplies de graisse entre les lèvres
La lèvre la plus externe exclut les contaminations grossières ; les lèvres intérieures fournissent des barrières secondaires et tertiaires
Très efficace contre la pénétration de poussières fines, d’eau et de boues
Couple de fonctionnement plus élevé — augmente la résistance de la courroie de 5 à 15 % par rapport aux joints à labyrinthe
Recommandé pour : la manipulation du charbon (humide et poussiéreux), du minerai de fer, du ciment, de la potasse et d'autres matériaux abrasifs fins.
Joints de purge à pression positive :
Un petit flux continu de graisse propre est pompé à travers la cavité du joint, créant une pression positive qui empêche la pénétration de la contamination.
Le type de joint le plus efficace pour les environnements extrêmes (boue, poussières très fines, fonctionnement immergé)
Nécessite un système de lubrification centralisé – ne convient pas aux rouleaux scellés à vie
Utilisé dans les applications minières lourdes spécialisées
Application |
Niveau de poussière |
Humidité |
Type de joint recommandé |
Grains, granulats secs (usage léger) |
Faible |
Faible |
Labyrinthe |
Charbon (sec) |
Moyen |
Faible |
Contact à double lèvre |
Charbon (humide, lavage) |
Haut |
Haut |
Contact à triple lèvre |
Minerai de fer, roche dure |
Haut |
Moyen |
Contact à triple lèvre |
Ciment, poudre de calcaire |
Très élevé (bien) |
Faible |
Triple lèvre + labyrinthe extérieur |
Potasse, sel |
Haut |
Haut |
Contact triple lèvre + boîtier résistant à la corrosion |
Sous l'eau / immergé |
— |
Extrême |
Purge à pression positive |
L’affaissement de la courroie entre les rouleaux est la déviation vers le bas de la bande chargée au milieu entre deux rouleaux adjacents. Un affaissement excessif de la ceinture provoque :
Déversement de matériau : le profil de la bande change entre les rouleaux, permettant au matériau de déborder sur les bords de la bande.
Résistance au roulement accrue : la courroie doit fléchir à plusieurs reprises sur chaque rouleau, et un affaissement plus important signifie une plus grande perte d'énergie de flexion
Fatigue de la bande – des flexions répétées accélèrent la fatigue de la carcasse de la bande
L'affaissement maximum autorisé de la courroie est généralement limité à 1,5 à 2,0 % de l'espacement des rouleaux (c'est-à-dire pour un espacement des rouleaux de 1 200 mm, un affaissement maximum = 18 à 24 mm).
L'espacement maximal des rouleaux pour limiter l'affaissement de la courroie à la valeur admissible est :
Où:
= tension de la courroie au point d'intérêt (N)
= affaissement maximum admissible (m) = 0,015 à 0,020 ×
= charge totale par unité de longueur (N/m) =
Directives pratiques d’espacement des rouleaux :
Largeur de la ceinture |
Espacement des rouleaux de transport |
Espacement des rouleaux de retour |
Espacement des zones de chargement |
500-750 mm |
1 000 à 1 200 mm |
2 000 à 3 000 mm |
300 à 500 mm |
750-1 050 mm |
1 200 à 1 500 mm |
2 500 à 3 500 mm |
400-600 mm |
1 050 à 1 400 mm |
1 200 à 1 500 mm |
3 000 à 4 000 mm |
500-750 mm |
1 400 à 1 800 mm |
1 500 à 2 000 mm |
3 500 à 5 000 mm |
600-900 mm |
|
1 500 à 2 000 mm |
4 000 à 6 000 mm |
750 à 1 000 mm |
Les rouleaux de retour peuvent être plus espacés que les rouleaux de transport, car la bande de retour ne supporte aucune charge matérielle, uniquement le poids de la bande.
Apparence : Le rouleau libre arrête de tourner tandis que la courroie continue de se déplacer. Le rouleau stationnaire provoque une usure rapide de la courroie au point de contact et génère de la chaleur de friction. Un rouleau fou grippé est l'une des principales causes d'incendies de courroie sur les convoyeurs transportant du charbon ou d'autres matériaux combustibles.
Causes profondes :
Défaillance du joint et pénétration de contamination : la poussière ou l'humidité pénètre dans le roulement, contamine la graisse et provoque une usure abrasive des bagues de roulement jusqu'au grippage.
Manque de graisse : une quantité de graisse insuffisante lors de l'assemblage, ou une dégradation de la graisse au fil du temps, laisse le roulement fonctionner à sec.
Surcharge : la charge du roulement dépasse la capacité nominale, provoquant une fatigue accélérée et un éventuel grippage
Corrosion : Dans les environnements humides, la pénétration d'eau provoque de la rouille sur les chemins de roulement, augmentant la friction jusqu'au grippage.
Action corrective :
Type de joint amélioré (par exemple, de labyrinthe à triple lèvre) pour les environnements poussiéreux ou humides
Vérifiez la quantité et le type de graisse lors de l'assemblage - utilisez une graisse dont la résistance à l'eau est prouvée.
Vérifiez que la charge du rouleau ne dépasse pas la valeur nominale de la série CEMA.
Effectuer une inspection régulière des rouleaux pour identifier les rouleaux grippés avant que les dommages à la courroie ne se produisent [1]
Apparence : Le tube d'acier extérieur du rouleau fou s'use, réduisant le diamètre du rouleau et exposant éventuellement l'arbre ou les capuchons d'extrémité.
Causes profondes :
Contact avec un matériau abrasif : dans les rouleaux de retour, le matériau ramené sur la face inférieure de la bande entre en contact avec la surface du rouleau et l'abrase
Courroie mal alignée : une courroie mal alignée entre en contact avec le capuchon ou le cadre de l'extrémité de la roue libre, provoquant une usure accélérée au niveau du bord de la courroie.
Épaisseur de coque insuffisante : épaisseur de paroi de coque sous-dimensionnée pour le matériau abrasif transporté
Action corrective :
Utilisez des rouleaux de retour de disque en caoutchouc pour les matériaux collants ou abrasifs : les disques en caoutchouc éliminent le matériau et résistent à l'abrasion.
Corriger le mauvais suivi de la courroie à l'aide des rouleaux d'entraînement
Spécifiez une épaisseur de paroi plus élevée pour les applications abrasives (par exemple, minerai de fer, roche dure)
Apparence : L'arbre de renvoi se fracture, généralement au niveau du siège du roulement ou au niveau de la soudure entre l'arbre et le capuchon d'extrémité.
Causes profondes :
Fatigue due à une déflexion excessive de l'arbre : un arbre sous-dimensionné fléchit excessivement sous charge, créant des contraintes de flexion cycliques élevées au niveau du siège du roulement qui provoquent une rupture par fatigue.
Surcharge d'impact : un gros morceau de matériau tombant sur la roue libre au niveau de la zone de chargement crée une charge d'impact qui dépasse la résistance à la rupture de l'arbre.
Fatigue par corrosion : les piqûres de corrosion sur la surface de l'arbre agissent comme une concentration de contraintes, déclenchant des fissures de fatigue à des niveaux de contrainte inférieurs à ceux d'un arbre propre.
Action corrective :
Vérifiez que le diamètre de l'arbre est adapté à la charge réelle - calculez la déflexion de l'arbre et assurez-vous qu'elle est inférieure à 10 minutes d'arc au niveau du siège du roulement.
Installez des rouleaux à percussion avec rembourrage en caoutchouc sur toutes les zones de chargement
Utiliser des matériaux d'arbre résistants à la corrosion (acier inoxydable ou acier au carbone revêtu) dans des environnements humides
Apparence : La bande dérive d’un côté du convoyeur, entrant en contact avec le cadre ou la structure du support. Dans les cas graves, le bord de la bande se replie et est endommagé.
Causes profondes :
Désalignement du cadre de renvoi : le cadre de renvoi n'est pas perpendiculaire à la direction de déplacement de la courroie ; même un désalignement de 1 à 2 ° entraîne une dérive constante de la courroie.
Chargement inégal : le matériau est chargé de manière décentrée, créant une répartition inégale de la charge sur la largeur du tapis, ce qui fait dériver le tapis vers le côté le plus lourd.
Cambrure de la courroie : La courroie présente une courbe permanente (carrossage) due à la fabrication ou au stockage, ce qui la fait se décentrer.
Action corrective :
Vérifiez et corrigez l'alignement du cadre de renvoi — tous les cadres de renvoi doivent être perpendiculaires à la ligne centrale de la courroie (à ± 0,5° près).
Installez des rouleaux à alignement automatique (entraînement) à des intervalles de 30 à 50 m.
Alignement correct de la goulotte de chargement pour garantir que le matériau est chargé sur la ligne centrale du tapis.
Apparence : Bruit et vibrations provenant du rouleau ; le démontage du roulement révèle des piqûres, un écaillage ou un effritement des bagues de roulement.
Causes profondes :
Fatigue par contamination : les fines particules abrasives présentes dans la graisse provoquent une usure abrasive à trois corps et une fatigue de contact accélérée
Erosion électrique : Sur les convoyeurs à courants électriques vagabonds (à proximité d'équipements de soudage ou de variateurs de fréquence), le courant électrique traversant le roulement crée des piqûres d'arc sur les chemins de roulement.
Faux Brinell : les vibrations pendant le transport ou le stockage avant l'installation provoquent une usure par fretting aux points de contact hertziens.
Action corrective :
Améliorer l'efficacité du joint pour empêcher la pénétration de la contamination
Installez des embouts de roue libre isolés ou des brosses de mise à la terre pour éviter l'érosion électrique.
Stockez les rouleaux de renvoi horizontalement et évitez les vibrations pendant le transport : faites tourner les rouleaux de renvoi périodiquement pendant le stockage à long terme.
Pour un convoyeur de charbon transportant 2 000 à 4 000 t/h avec des largeurs de bande de 1 200 à 1 800 mm, les séries CEMA D ou E sont généralement appropriées. Calculez la charge réelle des rouleaux à l'aide de la formule :
, puis comparez-le à la charge maximale par rouleau de la série CEMA (le rouleau central supporte environ 70 % de la charge totale du rouleau libre). Pour des vitesses de courroie supérieures à 4 m/s, recalculez la durée de vie des roulements au régime réel du ralenti — les tableaux CEMA sont basés sur 500 tr/min. Dans les environnements de charbon humides ou poussiéreux, spécifiez toujours des joints de contact à triple lèvre, quelle que soit la série CEMA.
La cause la plus courante est la défaillance du joint entraînant la contamination du roulement : un roulement correctement évalué dans un environnement de graisse contaminée peut tomber en panne pendant 20 à 30 % de sa durée de vie L10 calculée. La deuxième cause la plus courante est une déflexion de l'arbre dépassant la limite autorisée pour le type de roulement : un arbre qui dévie plus de 10 minutes d'arc au niveau du siège du roulement provoque une fatigue accélérée du chemin de roulement même si la charge est conforme aux normes CEMA. Vérifiez toujours à la fois la sélection du joint et la déflexion de l’arbre, et pas seulement la capacité de charge de la série CEMA.
La série CEMA définit la capacité de charge maximale et la durée de vie minimale des roulements du rouleau. CEMA B (max 500 lb/rouleau, L10 = 30 000 heures) est destiné aux convoyeurs légers à courroies étroites (450 à 600 mm). CEMA C (max 1 000 lb/rouleau, L10 = 30 000 heures) convient aux convoyeurs de poids moyen équipés de courroies de 600 à 900 mm. CEMA D (max 1 500 lb/rouleau, L10 = 60 000 heures) est la norme pour les convoyeurs industriels lourds (ceintures de 900 à 1 200 mm). CEMA E (max 2 500 lb/rouleau, L10 = 60 000 heures) est destiné aux convoyeurs miniers lourds dotés de courroies de 1 200 à 1 800 mm.
L'angle de passage affecte la capacité de la courroie et la contrainte sur les bords de la courroie. Un creux de 35° est la norme CEMA et convient à la plupart des applications. Utilisez 45° lorsqu'une capacité maximale est requise pour une largeur de bande donnée — mais vérifiez que la bande est suffisamment flexible (vérifiez l'angle de passage minimum du fabricant de la bande pour la construction de la bande). Utiliser 20° pour les courroies rigides (ceintures à câble d'acier sur les convoyeurs longue distance) ou pour les matériaux qui ne s'écoulent pas bien dans une auge raide. L'auge à 45° augmente la capacité d'environ 15 à 20 % sur 35° pour la même largeur de bande et la même vitesse.
Dans les opérations minières lourdes et de manutention en vrac, une inspection hebdomadaire est recommandée : écoutez le bruit des roulements (un grincement ou un grondement indique une défaillance des roulements), vérifiez les rouleaux grippés (un rouleau stationnaire qui devrait tourner) et vérifiez l'usure ou les dommages visibles de la coque. L'imagerie thermique (caméra infrarouge) est un outil efficace pour identifier les rouleaux grippés ou surchargés : un rouleau grippé génère une chaleur importante qui est facilement détectée par la caméra infrarouge pendant le fonctionnement. Remplacez immédiatement tout rouleau montrant des signes de grippage : un rouleau grippé peut déclencher un incendie de courroie en quelques minutes sur un convoyeur de charbon.
Pour des vitesses de bande élevées (> 4,5 m/s), utilisez le plus grand diamètre de rouleau adapté à la largeur de la bande. Un diamètre de rouleau plus grand réduit le régime de la roue libre pour une vitesse de bande donnée, augmentant ainsi directement la durée de vie des roulements. Par exemple, le passage d'un diamètre de rouleau de 152 mm (6') à un diamètre de rouleau de 178 mm (7') sur un convoyeur de 5 m/s réduit le régime des rouleaux de 628 à 537 tr/min, soit une réduction de 15 % qui augmente la durée de vie des roulements d'environ 20 %. Des diamètres de rouleaux plus grands réduisent également la fréquence de flexion de la courroie, réduisant ainsi sa fatigue et sa résistance au roulement.
Yile Machinery fabrique des rouleaux de renvoi de convoyeur personnalisés, des rouleaux de retour, des rouleaux d'impact et des ensembles de rouleaux complets pour les applications de manutention de matériaux en vrac dans les mines, le ciment, l'acier et la production d'électricité. Nos rouleaux sont fabriqués selon les normes dimensionnelles CEMA et peuvent être spécifiés selon les charges nominales des séries CEMA B à F.
Nos capacités de fabrication de rouleaux :
Diamètres des rouleaux : 89 mm à 219 mm (3,5' à 8,6') ; diamètres personnalisés sur demande
Largeurs de bande : 500 mm à 2 400 mm (20' à 96')
Matériaux de coque : tube d'acier ERW (standard) ; tube en acier sans soudure (robuste); à revêtement en caoutchouc (rouleaux à impact et à retour)
Matériaux de l'arbre : acier au carbone 45# (standard) ; Acier allié 42CrMo (rouleaux robustes et à impact)
Roulements : roulements à billes à gorge profonde (CEMA B–D); roulements à rouleaux coniques (CEMA D–F); roulements à rotule sur rouleaux (spéciaux lourds)
Sceaux : Labyrinthe (standard) ; contact à double lèvre (usage moyen) ; contact à triple lèvre (usage intensif, humide/poussiéreux) ; arrangements de sceaux personnalisés
Traitement de surface : Galvanisé à chaud ; peint à l'époxy; recouvert de caoutchouc; acier inoxydable (environnements corrosifs)
Série CEMA : B, C, D, E, F — charges nominales certifiées et calculs de durée de vie des roulements fournis avec chaque commande
Produits associés et ressources techniques :
Poulie à courroie de tambour d'entraînement de convoyeur personnalisée — poulies d'entraînement, de queue et de courbure conçues pour les systèmes de manutention de matériaux en vrac
Solutions pour l'industrie minière et du ciment — fourniture complète de composants pour les convoyeurs des mines et des cimenteries
Réas à câble métallique pour grues et excavatrices — réas usinées avec précision pour la manutention des matériaux
Guide de sélection des boîtes de vitesses industrielles à hélices et à hélices coniques — sélection des boîtes de vitesses d'entraînement de convoyeur et méthodologie du facteur de service
Accouplement de tambour pour entraînements de grues et de palans — accouplements d'entraînement pour arbres de poulies de tête de convoyeur
Roues de grue forgées robustes — roues en acier forgé pour wagons de transfert de convoyeurs et équipements de manutention
Rouleaux de laminoir : Guide des rouleaux de travail et des rouleaux de secours — guide des composants de manutention associés pour les convoyeurs des aciéries
Pièces forgées sur mesure — Arbres, ébauches d'engrenages et pièces forgées d'anneaux — arbres de renvoi et arbres de poulie forgés
Pour recevoir un devis, indiquez :
✅ Largeur de la ceinture (mm ou pouces)
✅ Série CEMA requise ou charge par rouleau (kg ou lbs)
✅ Type de renvoi (auge/impact/retour/transition)
✅ Angle d'auge (20° / 35° / 45°)
✅ Vitesse du tapis (m/s) et matériau transporté
✅ Conditions environnementales (poussiéreuses / humides / corrosives / plage de température)
✅ Quantité et date de livraison souhaitée
✅ Dessin de roue libre existant ou échantillon pour l'ingénierie inverse
E-mail: jasmine@yileindustry.com
Soumettre la demande de prix : www.yilemachinery.com/contactus.html
Toutes les demandes techniques reçoivent une réponse dans les 24 heures. Commandes de remplacement d’urgence avec planification prioritaire.
Guide de sélection des réducteurs industriels hélicoïdaux et coniques
Réa à câble métallique : Guide de conception des rainures et du rapport D/d
Accouplement à tambour pour grue et palan : évaluation du couple et guide de sélection
Pièces forgées personnalisées - Ébauches d'engrenages et pièces forgées d'anneaux
