Auteur : Lily Wang Heure de publication : 2026-08-04 Origine : Machines Yile
Table des matières
Une poulie de convoyeur n’est pas un composant de base. Dans un système de manutention de matériaux en vrac déplaçant 3 000 tonnes par heure de minerai de fer ou de charbon, la poulie d'entraînement transmet des centaines de kilowatts de puissance à travers un arbre qui peut être soumis à des moments de flexion combinés dépassant 500 kN·m et à des tensions de courroie de 200 à 500 kN de chaque côté. Un arbre sous-dimensionné d'un diamètre standard – ou une sélection de calage qui permet le glissement de la courroie dans des conditions humides – se traduit directement par un arrêt du convoyeur qui coûte des milliers de dollars par heure en perte de production. Pourtant, les poulies de convoyeur sont systématiquement spécifiées uniquement en fonction de la largeur de la courroie, sans calculer les contraintes réelles de l'arbre, sans vérifier la déflexion au niveau des sièges de roulement et sans adapter le type de revêtement aux conditions de fonctionnement réelles.
Ce guide fournit le cadre d'ingénierie complet pour la sélection et les spécifications des poulies de convoyeur - couvrant les types de poulies et leurs fonctions, le processus de sélection en neuf étapes depuis la longueur de la face jusqu'au type de calage, la méthodologie de conception d'arbre pour la flexion et la torsion combinées, la sélection du profil de couronne et les modes de défaillance résultant d'une sous-spécification ou d'un calage incorrect. Il est destiné aux ingénieurs de convoyeurs, aux ingénieurs de maintenance et aux responsables des achats qui doivent spécifier des poulies nouvelles ou de remplacement pour les systèmes de manutention de matériaux en vrac lourds.
Un système de convoyeur à bande utilise plusieurs types de poulies, chacune conçue pour une fonction spécifique et soumise à différentes conditions de chargement. Spécifier le type de poulie correct pour chaque position est la première étape de la sélection de la poulie.
La poulie motrice est le principal composant de transmission de puissance du convoyeur. Il est situé à l'extrémité de déchargement (tête) du convoyeur et est entraîné par la boîte de vitesses et le moteur du convoyeur via un accouplement d'arbre. La poulie motrice :
Transmet le couple moteur à la courroie par friction entre la face de la poulie (ou le calage) et la courroie
Supporte les tensions de courroie les plus élevées du système : la tension du côté serré (
) et la tension du côté mou (
) les deux agissent simultanément sur l'arbre de la poulie motrice
La poulie est-elle la plus susceptible de subir un glissement de la courroie si le coefficient de frottement entre le revêtement et la courroie est insuffisant
Les poulies motrices sont toujours décalées : les poulies en acier nu ont un coefficient de frottement insuffisant (μ ≈ 0,35 sec, ≈ 0,05 humide) pour transmettre la force motrice requise sans glissement. Le revêtement en caoutchouc augmente μ à 0,40-0,45 (sec) et 0,35 (humide) ; le revêtement en céramique élève μ à 0,45-0,50 (sec) et 0,40-0,45 (humide).
La poulie de queue est située à l'extrémité de chargement du convoyeur. Il redirige la ceinture du trajet de retour vers le trajet de transport. La poulie de queue :
Supporte des tensions de courroie inférieures à celles de la poulie motrice (généralement seule la tension du côté mou
plus la tension de reprise)
Est-ce la première poulie avec laquelle la courroie entre en contact après le trajet de retour ? L'accumulation de matériaux sur la face de la poulie de queue provoque un mauvais suivi de la courroie et une usure inégale de la courroie.
Peut être calé (caoutchouc ordinaire) pour empêcher l’accumulation de matériaux ; les poulies de queue de type aile sont utilisées pour l'auto-nettoyage dans les applications avec des matériaux collants
La poulie réceptrice maintient la tension correcte de la courroie dans tout le système de convoyeur en fournissant une force de tension contrôlée. Il est généralement situé près de l'extrémité arrière du convoyeur et est monté dans un cadre de réception coulissant ou gravitationnel qui permet à la poulie de se déplacer axialement lorsque la courroie s'étire.
La tension de reprise doit être suffisante pour :
Empêche le glissement de la courroie au niveau de la poulie motrice dans les pires conditions de démarrage et de chargement
Limiter l'affaissement de la courroie entre les rouleaux porteurs à la valeur autorisée (généralement 1,5 à 2,0 % de l'espacement des rouleaux)
Fournir une tension suffisante pour que la courroie puisse négocier les courbes verticales sans soulever les rouleaux
La poulie amortisseur est positionnée à proximité de la poulie motrice pour augmenter l'angle d'enroulement de la courroie autour de la poulie motrice. L'augmentation de l'angle d'enroulement augmente directement la force de friction maximale transmissible (et donc la force motrice maximale) sans augmenter la tension de la courroie.
La relation entre l'angle d'enroulement et le rapport de tension maximal est donnée par l'équation d'Euler-Eytelwein :
Où:
= tension du côté serré (N)
= tension du côté mou (N)
= coefficient de frottement entre le revêtement et la ceinture
= angle d'enroulement de la courroie autour de la poulie motrice (radians)
= nombre d'Euler (2,718)
Exemple : Avec revêtement en caoutchouc (μ = 0,40) et enveloppe à 180° (π radians) :
Ajout d'une poulie amortisseur pour augmenter l'enroulement à 220° (3,84 radians) :
Cette augmentation de 32 % du rapport de tension signifie que le convoyeur peut transmettre 32 % de force motrice en plus pour la même tension du côté détendu — ou maintenir la même force motrice avec 24 % de tension de reprise en moins.
Les poulies de courbure redirigent le chemin de la courroie vers des points intermédiaires, généralement au bas d'une courbe verticale ou à un point de transfert du convoyeur. Ils supportent uniquement la charge de tension de la courroie (pas de couple moteur) et ne sont généralement pas retardés. Les poulies courbées sont spécifiées par la tension de la courroie à l'emplacement du courbure et l'angle de courbure — l'arbre doit être conçu pour la force résultante des deux tensions de courroie agissant à l'angle de courbure.
La longueur de la face de la poulie doit être plus large que la courroie pour garantir que la courroie n'entre pas en contact avec les disques d'extrémité de la poulie pendant le fonctionnement normal (y compris les erreurs d'alignement). La règle standard est la suivante :
Pour les courroies d'une largeur supérieure à 1 200 mm, ajoutez 75 mm de chaque côté (150 mm au total). Pour les convoyeurs avec un mauvais suivi de la bande ou des forces latérales élevées (convoyeurs courbes, convoyeurs à grande vitesse), ajoutez 100 mm par côté.
Directives relatives à la longueur du visage standard :
Largeur de la courroie (mm) |
Longueur minimale du visage (mm) |
Longueur du visage robuste (mm) |
500 |
600 |
650 |
650 |
750 |
800 |
800 |
900 |
1 000 |
1 000 |
1 100 |
1 200 |
1 200 |
1 400 |
1 500 |
1 400 |
1 600 |
1 700 |
1 600 |
1 800 |
1 950 |
1 800 |
2 000 |
2 150 |
2 000 |
2 200 |
2 400 |
La tension de la courroie est l’entrée la plus critique pour la conception de l’arbre de poulie. Les tensions de courroie agissant sur l'arbre de la poulie sont :
Tension du côté serré (
) : La tension de la courroie du côté haute tension de la poulie motrice. C'est la somme de la tension effective (force motrice) et de la tension du côté détendu.
Tension du côté mou (
) : La tension de la courroie du côté basse tension de la poulie motrice. Celui-ci est déterminé par le système d'enroulement et doit être suffisant pour éviter tout glissement.
Tension efficace (
) : La force motrice nette transmise par la poulie :
La tension effective est calculée à partir des forces de résistance du convoyeur :
Où:
= facteur de frottement artificiel (0,017 à 0,025 pour les convoyeurs bien entretenus ; 0,020 typique)
= longueur du convoyeur (m)
= 9,81 m/s⊃2 ;
= masse de la courroie par unité de longueur (kg/m)
= masse du matériau par unité de longueur (kg/m) =
= masse en rotation des rouleaux par unité de longueur (kg/m)
= hauteur de levage du convoyeur (m) — positif pour les convoyeurs inclinés
Le diamètre minimum de la poulie est régi par deux exigences :
Fatigue en flexion de la courroie : lorsque la courroie s'enroule autour de la poulie, la carcasse de la courroie se plie. Les flexions répétées sur une poulie de petit diamètre fatiguent la carcasse de la courroie. Le diamètre minimum de la poulie pour éviter la fatigue de la courroie est spécifié par le fabricant de la courroie en fonction de la construction de la courroie et de sa tension nominale (généralement exprimé en PIW — livres par pouce de largeur de la courroie).
Déflexion de l'arbre : un diamètre de poulie plus grand augmente la distance entre les points de contact de la courroie et les centres des roulements, ce qui augmente le moment de flexion sur l'arbre. Cependant, un diamètre de poulie plus grand fournit également un alésage d'arbre plus grand, permettant un diamètre d'arbre plus grand, ce qui compense largement l'augmentation du moment.
Lignes directrices de la CEMA concernant le diamètre minimum des poulies :
Indice de tension de courroie (PIW) |
Diamètre minimum de la poulie d'entraînement |
Diamètre minimum de la poulie non motrice |
Jusqu'à 100 PIW |
16' (406mm) |
12' (305 mm) |
100 à 200 PIW |
20' (508mm) |
16' (406mm) |
200 à 350 PIW |
24' (610mm) |
20' (508 mm) |
350 à 500 PIW |
30' (762 mm) |
24' (610mm) |
500 à 750 PIW |
36' (914 mm) |
30' (762 mm) |
750 à 1 000 PIW |
42' (1 067 mm) |
36' (914 mm) |
Pour les courroies à câble d'acier (courroies ST) avec des valeurs de tension très élevées (> 1 000 PIW), des diamètres de poulie de 48 à 60 po (1 200 à 1 500 mm) sont courants.
Le moyeu relie le disque d'extrémité de la poulie à l'arbre et transmet le couple moteur. Les styles de connexion du hub incluent :
Alésage claveté (droit ou conique) : Le plus simple et le plus courant ; une clé transmet le couple entre l'arbre et le moyeu. Convient aux couples modérés. La concentration des contraintes au niveau de la rainure de clavette réduit la résistance à la fatigue de l'arbre.
Ajustement serré (ajustement serré) : le moyeu est pressé sur l'arbre avec un ajustement serré ; la friction transmet le couple. Aucune concentration de contraintes dans la rainure de clavette – préféré pour les applications à forte fatigue.
Douille Taper-lock / QD : Une bague conique fendue est serrée sur l'arbre par des boulons, créant un ajustement serré à haute friction. Permet une installation et un retrait faciles sans appuyer sur l'équipement - préféré pour le remplacement sur site.
Ensemble de verrouillage sans clé (disque rétractable) : Un dispositif de verrouillage hydraulique ou mécanique crée un ajustement très serré entre le moyeu et l'arbre. Utilisé pour les couples les plus élevés (grosses poulies motrices sur convoyeurs haute tension).
Les configurations de coquilles de poulie incluent :
Poulie tambour (standard) : Coque cylindrique en acier soudée aux disques d'extrémité et au moyeu. La configuration la plus courante pour tous les types de poulies.
Poulie à ailes : construction à ailes ouvertes sans coque continue : la courroie entre en contact avec une série d'ailes en acier. Autonettoyant : le matériau tombe à travers les interstices entre les ailes. Utilisé pour les poulies de queue et les poulies de retour dans les applications avec des matériaux collants ou humides.
Poulie à tambour en spirale : une paire de barres d'acier enroulées en hélice autour d'une poulie à tambour. L'action en spirale évacue le matériau sur les côtés du convoyeur pendant la rotation — permet une action de nettoyage sans la vibration de la courroie d'une poulie à ailes.
La couronne (ou cambrure) d'une face de poulie est une légère augmentation de diamètre au centre de la face par rapport aux bords. La couronne aide à centrer la courroie sur la poulie et empêche un mauvais suivi de la courroie. Les styles de couronne incluent :
Face plate (sans couronne) : utilisée pour les courroies larges (> 1 200 mm) et les courroies à câble d'acier — la courroie est trop rigide pour s'adapter à une face couronnée, et une couronne provoquerait une tension inégale de la courroie sur toute la largeur.
Couronne trapézoïdale : une section centrale plate avec des bords effilés. Le style de couronne le plus courant pour les convoyeurs de poids moyen.
Couronne à rayon (couronne complète) : Une courbe continue du bord au centre. Fournit le suivi de bande le plus fluide et est préféré pour les convoyeurs à grande vitesse et les applications nécessitant un centrage précis de la bande.
Lignes directrices sur la hauteur de la couronne :
Largeur de la ceinture |
Hauteur de la couronne (chaque côté) |
Jusqu'à 600 mm |
3mm |
600-900 mm |
4mm |
900-1 200 mm |
5mm |
1 200 à 1 500 mm |
6mm |
|
Visage plat recommandé |
Le revêtement est le revêtement appliqué sur la face de la poulie pour augmenter le coefficient de frottement entre la poulie et la courroie, protéger la coque de la poulie de l'usure et améliorer le suivi de la courroie. La sélection retardée est l’une des décisions les plus importantes en matière de spécification des poulies.
(Voir la partie 3 pour des conseils complets sur la sélection des retards.)
La conception de l'arbre est le calcul technique le plus critique dans la spécification des poulies. L'arbre doit être conçu pour l'effet combiné de flexion (due aux tensions de la courroie) et de torsion (due au couple moteur au niveau de la poulie motrice).
(Voir la partie 4 pour la méthodologie complète de conception d'arbre.)
Les contrôles de vérification finale comprennent :
Contrainte de la coque sous la tension combinée de la courroie et du poids de la poulie
Sélection des roulements et durée de vie L10 à la vitesse et à la charge de fonctionnement
Exigences d'équilibre dynamique (ISO 1940/1 Grade G6.3 pour les convoyeurs standard ; G2.5 pour les convoyeurs à grande vitesse > 5 m/s de vitesse de bande)
Exigences de protection contre la corrosion pour l'environnement d'exploitation
La force de frottement que peut transmettre la poulie motrice à la courroie est :
Cette force doit être égale ou supérieure à la tension effective
nécessaire pour conduire le convoyeur. Si le coefficient de frottement
est trop basse (par exemple, une poulie en acier nu dans des conditions humides), la courroie glisse sur la poulie, provoquant une usure rapide de la courroie et de la face de la poulie, une surchauffe et des dommages potentiels à la courroie.
Revêtement en caoutchouc ordinaire :
Matériau : Caoutchouc naturel ou SBR (caoutchouc styrène-butadiène), dureté 60–70 Shore A
Épaisseur : 6 à 25 mm selon l'application
Coefficient de frottement : μ = 0,40–0,45 (sec) ; μ = 0,30-0,35 (humide)
Applications : Poulies motrices standard dans des conditions sèches à modérément humides ; poulies de queue et de courbure
Avantages : Faible coût, facile à remplacer, bonne absorption des chocs
Limites : Friction insuffisante dans des conditions continuellement humides ; sujet à l'usure abrasive due au report de matériau
Revêtement en caoutchouc rainuré :
Caoutchouc ordinaire avec rainures en diamant ou en chevrons découpées dans la surface
Les rainures évacuent l'eau de la zone de contact courroie-poulie, maintenant un coefficient de friction efficace plus élevé dans des conditions humides
Coefficient de friction : μ = 0,35-0,40 (humide) — nettement meilleur que le caoutchouc ordinaire dans des conditions humides
Spécification standard pour les poulies d'entraînement sur les convoyeurs extérieurs ou dans les environnements de processus humides (lavoirs de charbon, usines de traitement des minéraux)
Modèle de rainure : La rainure en diamant est la plus courante ; rainure à chevrons offrant une meilleure action autonettoyante
Calorifugeage en céramique :
Carreaux de céramique en oxyde d'aluminium (Al₂O₃), généralement d'une pureté de 92 à 96 %, moulés dans un support en caoutchouc
La surface des carreaux de céramique offre un coefficient de friction très élevé : μ = 0,45–0,50 (sec) ; μ = 0,40-0,45 (humide)
Les carreaux de céramique sont extrêmement durs (Mohs 9) et résistants à l'usure : le revêtement en céramique dure 3 à 5 fois plus longtemps que le revêtement en caoutchouc dans des conditions abrasives.
Applications : Poulies motrices sur convoyeurs haute tension, conditions humides et boueuses (minerai de fer, charbon, sables minéraux), convoyeurs à fort retour de matière
Limites : Coût plus élevé que le caoutchouc ; les carreaux de céramique peuvent se fissurer si la poulie est soumise à de fortes charges d'impact ; non recommandé pour les convoyeurs avec des inversions fréquentes
Calorifugeage en polyuréthane :
Polyuréthane coulé ou moulé, dureté Shore A de 80 à 95
Excellente résistance à l’abrasion – 3 à 4 fois supérieure à celle du caoutchouc naturel
Bon coefficient de frottement : μ = 0,35–0,45 selon la formulation
Applications : Poulies de queue et de courbure dans des environnements abrasifs ; poulies d'entraînement où la résistance à l'abrasion est la principale exigence
Avantages : Très longue durée de vie dans des conditions abrasives ; peut être coulé en place sur la coque de la poulie
Calorifugeage à souder (rechargement dur) :
Carbure de chrome ou carbure de tungstène soudé directement sur la coque de la poulie
Résistance à l'usure extrêmement élevée — utilisée dans les environnements les plus abrasifs (minerai de fer, roche dure, sables minéraux abrasifs)
Pas de support en caoutchouc – n'absorbe pas les chocs
Ne convient pas aux poulies motrices — la surface dure ne fournit pas une friction adéquate avec la courroie
Application |
Environnement |
Retard recommandé |
Motif de rainure |
Poulie motrice – standard |
Sec |
Caoutchouc ordinaire, 60–70 Shore A |
Aucun ou diamant |
Poulie motrice — extérieure/humide |
Mouillé/boueux |
Caoutchouc rainuré |
Diamant ou chevrons |
Poulie motrice — haute tension |
Humide, report en arrière élevé |
Carreau de céramique |
Rainure diamantée sur support en caoutchouc |
Poulie motrice – abrasive |
Matériau sec et abrasif |
Polyuréthane ou céramique |
Diamant |
Poulie de queue – matériau collant |
Humide, collant |
Poulie à ailes (pas de retard) |
N / A |
Poulie de queue – standard |
Sec/humide |
Caoutchouc ordinaire ou polyuréthane |
Aucun |
Poulie courbée/renforcée |
N'importe lequel |
Caoutchouc ordinaire (fin, 6 à 10 mm) |
Aucun |
Poulie de retour — report en arrière |
Humide, collant |
Disque ou aile en caoutchouc |
N / A |
L'arbre de la poulie est soumis à trois charges simultanées :
1. Moment de flexion dû aux tensions de la courroie :
Les deux tensions de courroie (
et
) agir sur la poulie au niveau des points de contact de la courroie. Leur force résultante agit sur l’arbre au centre de la poulie :
Pour une poulie motrice avec un angle d'enroulement de 180° (
) :
Le moment de flexion au niveau de la section critique (généralement au niveau du moyeu ou du siège du roulement) est :
Où
est l'entraxe du roulement et
est la longueur de la face de la poulie.
2. Moment de torsion dû au couple moteur (poulie motrice uniquement) :
Où
est la tension effective et
est le diamètre de la poulie.
3. Poids propre de l’arbre (pour les grandes poulies) :
Pour les grandes poulies (diamètre > 800 mm, longueur de face > 1 500 mm), le poids propre de la poulie ajoute un composant de flexion important qui doit être inclus dans la conception de l'arbre.
Les trois matériaux d’arbre les plus couramment utilisés pour les poulies de convoyeur sont :
Matériel |
Standard |
Contrainte de flexion admissible |
Contrainte de cisaillement admissible |
Application |
EN3 (070M20) |
BS970 |
43 MPa |
43 MPa |
Poulies légères et non motrices |
EN8 (080M40) |
BS970 |
55 MPa |
55 MPa |
Poulies motrices et non motrices standard |
EN19 (709M40) |
BS970 |
83 MPa |
83 MPa |
Poulies motrices robustes, systèmes haute tension |
42CrMo (4140) |
DIN/ASTM |
90 à 100 MPa |
90 à 100 MPa |
Poulies très robustes de qualité minière |
Les contraintes admissibles énumérées ci-dessus intègrent déjà un facteur de sécurité en fatigue. La norme industrielle applique des facteurs de charge supplémentaires pour tenir compte des effets dynamiques :
Facteur de charge
= 1,5 à 1,75 (appliqué au moment de flexion)
Facteur de couple
= 1,25 à 1,40 (appliqué au moment de torsion)
L'arbre doit satisfaire à trois critères indépendants, et le plus grand diamètre résultant détermine :
Critère 1 — Diamètre basé sur la torsion (formule Guest) :
Où
est la contrainte de cisaillement admissible (MPa) et
est la torsion équivalente (N·m).
Critère 2 — Diamètre basé sur la flexion (formule de Rankine) :
Où
est la contrainte de flexion admissible (MPa) et
est le moment de flexion équivalent :
Critère 3 — Diamètre basé sur la déflexion :
La flèche de l'arbre au niveau du siège du roulement ne doit pas dépasser la limite autorisée. La déflexion maximale autorisée standard de l'industrie est de 0,0015 à 0,0017 radians (environ 5 à 6 minutes d'arc) au niveau du siège du roulement :
Où:
= tension résultante nette de la courroie (kN)
= distance du centre du roulement au centre du moyeu (mm)
= espacement des moyeux (mm)
= Module d'Young pour l'acier = 206 000 MPa
= déflexion admissible (radians) = 0,0015–0,0017
Le diamètre final de l'arbre est le plus grand des
,
, et
, arrondi à la taille d'arbre standard supérieure.
Donné:
Largeur de la bande : 1 200 mm → Longueur du visage : 1 400 mm
Tensions des courroies :
= 180 kN,
= 60 kN
Tension efficace :
= 120 kN
Diamètre de la poulie : 630 mm
Angle d'enroulement : 200° (3,49 rad)
Matériau de l'arbre : EN19 (σ = 83 MPa, τ = 83 MPa)
Entraxes des roulements : 1 800 mm ; espacement des moyeux : 1 400 mm
= (1 800 − 1 400)/2 = 200 mm
Facteur de charge
= 1,5 ; Facteur de couple
= 1,25
Étape 1 : Tension de courroie résultante
Étape 2 : Moment de flexion
Étape 3 : Moment de torsion
Étape 4 : Moment de flexion équivalent
Étape 5 : Diamètre basé sur la flexion
Étape 6 : Diamètre basé sur la déflexion
Critère déterminant : Diamètre basé sur la flexion = 226 mm → Sélectionner le diamètre d'arbre standard : 240 mm (EN19)
Cet exemple illustre que pour les poulies d'entraînement haute tension, c'est le moment de flexion (et non la déflexion) qui détermine généralement le diamètre de l'arbre.
La coque de la poulie est soumise à :
Contrainte du cerceau due à la pression interne créée par la tension de la courroie qui s'enroule autour de la poulie
Contrainte de flexion due à la charge de tension de la courroie répartie sur toute la longueur de la coque
Contrainte de soudure à l'extrémité de la soudure entre le disque et la coque – l'emplacement de défaillance le plus courant dans les poulies à tambour
La contrainte maximale du cerceau dans la coque est :
Où
est l'épaisseur de la paroi de la coque (mm).
Pour une coque en acier EN8 (limite d'élasticité 430 MPa), la contrainte frettée admissible avec un facteur de sécurité de 3 est d'environ 143 MPa. Ceci définit l'épaisseur minimale de la paroi de la coque pour une tension de courroie et un diamètre de poulie donnés.
Le disque d'extrémité transfère la charge de la courroie de la coque au moyeu et à l'arbre. Les défaillances des disques d'extrémité (généralement des fissures au niveau de la soudure du moyeu ou de la soudure de la coque) constituent le mode de défaillance structurelle le plus courant dans les poulies à tambour.
Les disques d'extrémité profilés (usinés à partir d'une plaque d'acier solide avec le moyeu intégré au disque) éliminent la soudure moyeu-disque, qui est le principal point de défaillance des poulies à moyeu soudé. Les disques d'extrémité profilés sont standard sur les poulies haute tension (tension effective > 300 kN) et sur les poulies destinées aux mines où la fiabilité est essentielle.
Apparence : la courroie glisse sur la poulie motrice lors du démarrage ou sous une charge maximale ; le revêtement en caoutchouc présente une usure rapide ; la surface de la courroie présente des marques de brûlure.
Causes profondes :
Angle d'enroulement insuffisant : un enroulement de la courroie inférieur à 180 ° fournit une force de friction insuffisante
Revêtement incorrect : revêtement en acier nu ou en caoutchouc usé dans des conditions humides
Tension de prise insuffisante —
trop faible pour empêcher le glissement sous l'équation d'Euler-Eytelwein
Convoyeur surchargé – tension efficace
dépasse la force de friction maximale transmissible
Action corrective :
Ajoutez une poulie amortisseur pour augmenter l'angle d'enroulement à 200-220°
Remplacer par du caoutchouc rainuré ou un revêtement en céramique pour les conditions humides
Augmentez la tension de tension (vérifiez que le système de tension fonctionne correctement)
Vérifiez que le convoyeur n'est pas surchargé — vérifiez le tonnage réel par rapport à la capacité nominale.
Aspect : Rupture complète de l'arbre de la poulie, généralement au niveau du moyeu ou du siège du roulement. Défaillance catastrophique : la poulie tombe et la courroie est détruite.
Causes profondes :
Arbre sous-dimensionné : diamètre de l'arbre insuffisant pour les tensions réelles de la courroie – la cause la plus courante dans les poulies de remplacement spécifiées uniquement par la largeur de la courroie sans calculer les contraintes réelles de l'arbre.
Concentration de contraintes dans la rainure de clavette : la rainure de clavette crée une concentration de contraintes qui réduit la résistance effective à la fatigue de l'arbre de 30 à 50 % ; les arbres avec rainures de clavette doivent utiliser une contrainte admissible inférieure à celle des arbres lisses.
Fatigue par corrosion : les piqûres de corrosion sur la surface de l'arbre provoquent des fissures de fatigue à des niveaux de contrainte inférieurs.
Action corrective :
Recalculer le diamètre de l'arbre selon la méthode des trois critères (torsion, flexion, flèche)
Spécifiez le matériau de l'arbre EN19 ou 42CrMo pour les applications haute tension
Utilisez un ajustement serré ou un ensemble de verrouillage sans clé au lieu d'un alésage claveté pour éliminer la concentration de contraintes dans la rainure de clavette.
Appliquer une protection contre la corrosion (zingage, revêtement époxy) sur les surfaces de l'arbre dans les environnements humides
Aspect : Fissures au niveau de la soudure entre le disque d'extrémité et la virole, ou entre le moyeu et le disque d'extrémité. Une fuite d'huile ou de graisse du boîtier de roulement indique que la déflexion de l'arbre a endommagé le joint de roulement.
Causes profondes :
Conception de moyeu soudé sous charge élevée : la soudure moyeu-disque est une concentration de contraintes sujette à la fatigue, inadéquate pour les applications à haute tension
Résonance : La poulie fonctionne à sa fréquence naturelle ou à proximité, provoquant des charges dynamiques amplifiées au niveau des soudures.
Procédure de soudage incorrecte : une pénétration de soudure insuffisante ou un préchauffage incorrect crée une soudure faible qui se fissure sous une charge cyclique.
Action corrective :
Spécifier la construction du disque d'extrémité profilé (moyeu usiné dans le disque, sans soudure du moyeu) pour les poulies avec une tension effective > 200 kN
Vérifiez que la vitesse de fonctionnement de la poulie n'est pas proche de la fréquence naturelle de la poulie.
Spécifier des soudures à pénétration totale avec traitement thermique de préchauffage et de post-soudage pour toutes les soudures structurelles
Aspect : Le revêtement en caoutchouc ou en céramique se sépare de la coque de la poulie par sections ; coque en acier nue exposée ; le glissement de la courroie commence.
Causes profondes :
Préparation de surface inadéquate : la coque de la poulie n'a pas été correctement grenaillée ni apprêtée avant l'application du revêtement - la liaison adhésive se rompt sous la contrainte de cisaillement de la traction de la courroie.
Report de matériau : le matériau coincé entre la bande et le revêtement crée une force de coincement qui soulève progressivement le revêtement.
Cycle thermique : dans les convoyeurs extérieurs, les cycles de dilatation et de contraction thermique fatiguent le lien adhésif entre le revêtement et la coque.
Action corrective :
Spécifiez un revêtement vulcanisé à chaud (lié sous chaleur et pression) au lieu d'un revêtement collé à froid pour les poulies motrices à haute tension - le revêtement vulcanisé a une force d'adhérence 3 à 5 fois supérieure.
Assurez-vous que la surface de la coque est sablée à Sa 2,5 (métal presque blanc) immédiatement avant l'application du revêtement.
Installez des nettoyeurs de courroie pour réduire le retour de matériau sur la poulie d'entraînement.
Apparence : bruit et vibrations provenant du boîtier de roulement de poulie ; augmentation de la température des roulements ; éventuelle saisie.
Causes profondes :
Déflexion excessive de l'arbre : une déflexion de l'arbre au-delà de la limite autorisée (0,0015 à 0,0017 rad) entraîne une charge de désalignement sur le roulement, réduisant considérablement sa durée de vie.
Pénétration de contamination : la poussière et l'humidité contournent le joint du roulement, contaminant la graisse
Taille de roulement insuffisante : capacité de charge dynamique du roulement insuffisante pour la charge réelle de l'arbre et la durée de vie L10 requise
Action corrective :
Vérifiez que la déflexion de l'arbre au niveau du siège du roulement ne dépasse pas 0,0015 à 0,0017 radians — recalculez avec les tensions réelles de la courroie.
Améliorez les joints du boîtier de roulement pour les environnements poussiéreux ou humides
Vérifiez que le calcul de la durée de vie du roulement L10 inclut toutes les charges (radiales provenant des tensions de la courroie + axiales provenant du désalignement)
Utilisez un revêtement en caoutchouc (rainuré) pour les applications standard dans des conditions sèches à modérément humides : il est moins coûteux et plus facile à remplacer. Spécifiez un revêtement en céramique lorsque : (1) le convoyeur fonctionne en continu dans des conditions humides ou boueuses (lavoir de charbon, traitement des minéraux) ; (2) la tension de la courroie est élevée et le risque de glissement est important ; (3) le report de matériau est important et s'use rapidement à travers le revêtement en caoutchouc. Le revêtement céramique fournit μ = 0,40 à 0,45 dans des conditions humides contre μ = 0,30 à 0,35 pour le caoutchouc rainuré — cette différence peut constituer la marge entre un fonctionnement fiable et un glissement chronique de la courroie.
Pour les poulies d'entraînement destinées aux mines avec des tensions effectives supérieures à 150 kN, spécifiez le matériau de l'arbre en acier allié EN19 (709M40) ou 42CrMo. L'EN19 a une contrainte de flexion admissible de 83 MPa, soit près du double des 43 MPa de l'acier doux EN3, permettant un diamètre d'arbre plus petit pour la même charge, ou offrant une marge de sécurité beaucoup plus élevée pour le même diamètre. Utilisez toujours des ensembles de verrouillage sans clé (frottettes) plutôt que des alésages clavetés sur les poulies de mines à haute tension — la concentration des contraintes dans la rainure de clavette réduit la résistance effective à la fatigue de 30 à 50 %.
Calculez trois diamètres et sélectionnez le plus grand : (1) diamètre basé sur la torsion à l'aide de la formule Guest avec la tension effective et le diamètre de la poulie ; (2) diamètre basé sur la flexion en utilisant la formule de Rankine avec le moment de flexion équivalent (y compris le facteur de charge
= 1,5–1,75 et facteur de couple
= 1,25-1,40) ; (3) diamètre basé sur la déflexion garantissant que la déflexion de l'arbre au niveau du siège du roulement ne dépasse pas 0,0015 à 0,0017 radians. Pour les poulies motrices haute tension, le diamètre basé sur la flexion est généralement déterminant.
Le patinage de la courroie se produit lorsque la tension effective (force motrice requise) dépasse la force de friction maximale que la poulie peut transmettre :
. Options de correction par ordre de préférence : (1) augmenter l'angle d'enroulement en ajoutant une poulie amortisseur (la plus efficace) ; (2) améliorer le revêtement du caoutchouc ordinaire au caoutchouc rainuré ou à la céramique (augmente μ) ; (3) augmenter la tension de reprise (augmente
). N'augmentez pas simplement la tension de tension sans s'attaquer à la cause profonde : une tension de tension excessive augmente les charges de flexion de l'arbre et réduit la durée de vie des roulements.
Le revêtement en caoutchouc doit être remplacé lorsque l'usure a réduit l'épaisseur du revêtement à 50 % de l'original (généralement 3 à 5 ans pour un usage standard ; 1 à 2 ans pour les applications abrasives). Le revêtement en céramique doit être remplacé lorsque plus de 10 à 15 % des carreaux de céramique sont fissurés ou manquants : une poulie avec des carreaux manquants crée un chargement inégal de la courroie et un mauvais alignement de la courroie. Inspectez le revêtement tous les trimestres pour déceler tout délaminage, fissuration et usure : le délaminage détecté tôt peut souvent être réparé en recollant ; le délaminage qui a progressé jusqu'à la coque nécessite un nouveau calorifugeage complet.
Une poulie de renvoi est spécifiquement conçue pour maintenir la tension de la courroie en se déplaçant axialement dans un cadre de renvoi (récupération par gravité ou par vis). Il doit être conçu pour la force de reprise plus la tension de la courroie des deux côtés. Une poulie courbée redirige simplement le chemin de la courroie vers un emplacement fixe : elle ne bouge pas et n'assure pas de tension. Les poulies de courbure supportent uniquement la résultante des deux tensions de courroie à l'angle de courbure et ne sont généralement pas décalées. Les poulies réceptrices peuvent être calées (caoutchouc ordinaire) pour empêcher l'accumulation de matériaux sur la face de la poulie.
Yile Machinery conçoit et fabrique des poulies de convoyeur sur mesure pour les applications de manutention de matériaux en vrac dans les mines, le ciment, l'acier et la production d'électricité. Nos poulies sont conçues en fonction des tensions de courroie et des conditions de fonctionnement réelles de chaque application, et non sélectionnées dans un catalogue standard uniquement en fonction de la largeur de la courroie.
Nos capacités de fabrication de poulies de convoyeur :
Types de poulies : poulies d'entraînement/de tête, poulies de queue, poulies de renvoi, poulies amortisseurs, poulies de courbure, poulies à ailes, poulies à tambour en spirale
Largeurs de bande : 500 mm à 2 400 mm ; largeurs personnalisées sur demande
Diamètres des poulies : 300 mm à 1 500 mm ; poulies de classe technique jusqu'à 2 000 mm
Matériaux de coque : Acier de construction (Q345B / A572 Gr.50) ; construction de murs lourds pour les mines
Matériaux de l'arbre : service standard EN8 (080M40 ); EN19 (709M40) / 42CrMo usage intensif et usage minier
Connexions du moyeu : alésage claveté ; douille à verrouillage conique / QD ; ensemble de verrouillage sans clé (freinette)
Calorifugeage : Caoutchouc vulcanisé à chaud (uni et rainuré) ; carreaux de céramique; polyuréthane; collé à froid pour remplacement sur site
Construction du disque d'extrémité : Moyeu soudé standard ; disque d'extrémité profilé (moyeu usiné dans le disque) pour applications haute tension
Documentation d'ingénierie : rapport de calcul des contraintes de l'arbre ; calcul de la durée de vie des roulements L10 ; vérification de la déviation ; certificat d'équilibre dynamique (ISO 1940/1)
Produits associés et ressources techniques :
Poulie à courroie de tambour d'entraînement de convoyeur personnalisée — page produit avec les spécifications complètes
Guide de sélection des rouleaux de renvoi du convoyeur — Série CEMA, capacité de charge et durée de vie des roulements des rouleaux de renvoi
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
Arbres en acier forgé ou en acier moulé pour concasseurs – matériau de l'arbre et référence du processus de forgeage
Pièces forgées sur mesure — Arbres, ébauches d'engrenages et pièces forgées d'anneaux — arbres et moyeux de poulies forgés
Solutions pour l'industrie minière et du ciment — fourniture complète de composants pour les convoyeurs des mines et des cimenteries
Solutions de traitement de l'acier et des métaux — composants de convoyeurs pour la manutention des matériaux dans les aciéries
Pour recevoir un devis, indiquez :
✅ Type de poulie (entraînement/queue/releveur/amorti/courbe)
✅ Largeur du tapis (mm) et vitesse du tapis (m/s)
✅ Tensions des ceintures :
et
(kN), ou capacité et longueur du convoyeur pour le calcul
✅ Diamètre de poulie requis et longueur de face (ou indice de tension de courroie PIW)
✅ Type de revêtement requis (caoutchouc / caoutchouc rainuré / céramique / polyuréthane)
✅ Matériau de l'arbre et style de connexion du moyeu
✅ Conditions environnementales (humide / poussiéreux / corrosif / plage de température)
✅ Quantité et date de livraison souhaitée
✅ Dessin de poulie existant ou données de plaque signalétique pour remplacement
E-mail: sales@yilemachinery.com
Soumettre la demande de prix : www.yilemachinery.com/contactus.html
Toutes les demandes techniques reçoivent une réponse dans les 24 heures. Rapports de calcul de la contrainte de l'arbre fournis avec chaque commande de poulies d'ingénierie.
Guide de sélection des réducteurs industriels hélicoïdaux et coniques
Accouplement à tambour pour grue et palan : évaluation du couple et guide de sélection
Réa à câble métallique : Guide de conception des rainures et du rapport D/d
Pièces forgées sur mesure - Ébauches d'engrenages, pièces forgées et arbres
