Pompe hydraulique dans les centrales hydrauliques de concasseurs : principes et applications sur site
La centrale hydraulique est l'un des systèmes auxiliaires les plus discrets, mais aussi les plus essentiels, d'un concasseur. Des opérations telles que le réglage de l'ouverture de décharge, la protection contre le blocage par les ferrailles, ainsi que le nettoyage et la réinitialisation de la chambre sont toutes assurées par la centrale hydraulique. Au cœur de cette centrale se trouve la pompe hydraulique. Celle-ci convertit l'énergie mécanique du moteur électrique en énergie de pression de l'huile hydraulique, à l'instar du cœur qui pompe le sang dans tout le corps.
On trouve couramment deux types de pompes à huile sur site : les pompes à engrenages et les pompes à piston. Elles diffèrent par leur apparence, leur fonctionnement et leurs applications.
Pompes à engrenages : simples, durables et conçues pour les travaux intensifs
La structure d'une pompe à engrenages est simple. À l'intérieur du carter se trouvent deux engrenages en prise : un engrenage menant et un engrenage mené. Le moteur entraîne l'engrenage menant, ce qui provoque la rotation de l'engrenage mené. À l'aspiration, les dents des deux engrenages se désengagent, créant un espace plus grand et une dépression localisée qui aspire l'huile dans les logements des engrenages sous pression atmosphérique. Lorsque les engrenages tournent vers le refoulement, les dents s'engagent à nouveau, comprimant l'espace et expulsant l'huile sous pression.
Cet appareil présente une structure simple, peu de pièces, une forte résistance à la contamination et un prix abordable. Ses inconvénients sont son incapacité à générer une pression très élevée, d'importantes pulsations de débit et un niveau sonore perceptible.
Dans les concasseurs, les pompes à engrenages sont principalement utilisées à deux endroits :
La centrale hydraulique d'un concasseur à mâchoires. Le réglage de l'ouverture de sortie d'un concasseur à mâchoires s'effectue simplement par une seule pression d'un vérin hydraulique ; la pression requise est faible et l'opération peu fréquente. Une pompe à engrenages est largement suffisante.
Stations de lubrification pour tous les modèles. Les systèmes de lubrification nécessitent des débits élevés, une basse pression et une circulation d'huile continue. Les pompes à engrenages sont parfaitement adaptées à cet usage, offrant un coût minimal et un entretien réduit.
Ainsi, lorsque vous voyez la station hydraulique à côté d'un concasseur à mâchoires, ou cette petite station de lubrification autonome à côté d'un concasseur à cône, neuf fois sur dix, elle contient une pompe à engrenages.
Pompes à pistons : haute précision, conçues pour relever les défis les plus difficiles
La structure d'une pompe à pistons est bien plus complexe. Elle se compose d'un bloc-cylindres contenant une couronne de pistons, dont les têtes reposent contre un plateau oscillant incliné. Le moteur entraîne la rotation du bloc-cylindres et des pistons, tandis que le plateau oscillant reste fixe, mais incliné. La rotation du bloc-cylindres provoque le mouvement de va-et-vient des pistons dans l'alésage du cylindre, actionné par le plateau oscillant. Lorsque les pistons sont tirés vers l'extérieur, le volume de l'alésage augmente, aspirant l'huile ; lorsqu'ils sont repoussés par le plateau oscillant, le volume de l'alésage diminue, expulsant l'huile.
Les pompes à piston peuvent facilement atteindre des pressions de 30 à 40 mégapascals, et le débit de sortie peut être régulé avec précision grâce au réglage de l'angle du plateau oscillant. De ce fait, elles constituent pratiquement le choix idéal pour les applications exigeant le maintien de la pression, une vitesse variable ou une réponse rapide.
Dans les concasseurs, les pompes à piston se trouvent principalement à trois endroits :
La centrale hydraulique principale d'un concasseur à cône monocylindre. Le grand vérin hydraulique situé à la base de la machine monocylindre supporte l'ensemble de l'arbre principal et du cône mobile, fonctionnant à une pression extrêmement élevée. Lors du traitement du fer, cette pression doit être relâchée instantanément, en une fraction de seconde, pour permettre au cône mobile de descendre et d'évacuer le fer. Seule une pompe à piston haute pression, associée à un accumulateur, peut fournir cette force explosive.
Le poste de verrouillage des concasseurs à cône multicylindres. La couronne de cylindres de verrouillage située en haut d'une machine multicylindre nécessite le maintien d'une pression élevée et constante pendant de longues périodes. Une pompe à pistons à pression constante et à cylindrée variable réduit automatiquement son débit une fois la pression de consigne atteinte, maintenant ainsi la pression sans gaspillage d'énergie. Si une pompe à engrenages était utilisée, elle déborderait continuellement à haute pression, provoquant une hausse rapide de la température de l'huile.
L'entraînement hydraulique des installations de concassage mobiles. De nombreux concasseurs mobiles utilisent un moteur pour entraîner une pompe à pistons à cylindrée variable de grand débit, qui distribue ensuite le fluide aux moteurs de translation et aux moteurs de l'unité de concassage principale. Les pompes à pistons offrent une densité de puissance élevée, une exigence essentielle pour les châssis mobiles soumis à des contraintes d'espace et de poids limitées.
Comment faire la différence d'un simple coup d'œil sur place ?
Inutile de démonter la machine : il suffit d'ouvrir la porte du boîtier du groupe hydraulique et d'observer la forme de la pompe.
Carrée, avec un couvercle fixé par plusieurs boulons : pompe à engrenages. Ceci indique un système à basse pression et à fonctionnement simple.
Pompe à pistons axiaux : forme cylindrique allongée avec poignée ou molette rotative sur le dessus. Ce type de pompe est un système hydraulique à pistons centraux, fonctionnant à haute pression et plus coûteux à fabriquer.
Erreurs courantes d'entretien
Si une pompe à engrenages est bruyante ou incapable de monter en pression, ne vous précipitez pas pour la démonter : il est fort probable que la crépine d'aspiration soit obstruée ou qu'il y ait une fuite d'air au niveau du raccord du tuyau d'aspiration. Un niveau d'huile insuffisant dans le réservoir peut également provoquer de la cavitation.
Le problème le plus fréquent des pompes à pistons est la température d'huile élevée. La cause n'est souvent pas la pompe elle-même, mais plutôt le maintien du système en état de surpression constant pendant une période prolongée. Lorsque le système devrait maintenir la pression, la pompe continue de fournir le débit maximal et l'huile excédentaire retourne au réservoir via la soupape de décharge, où elle se dissipe sous forme de chaleur. Ajuster le réglage de la soupape de décharge ou vérifier le bon fonctionnement du régulateur de pression est une solution plus pratique que de remplacer la pompe.
Le groupe hydraulique joue un rôle essentiel dans un concasseur, mais si ce rôle est mal géré, la machine entière s'arrêtera. Comprendre le fonctionnement des pompes à engrenages et des pompes à piston vous permettra d'éviter les détours en cas de problèmes sur le terrain.