Les Convoyeurs À Bande, BOUROUDA Houda Et en-NEJMY Youssef. [PDF]

Zitiervorschau

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

Projet sur les Engins minier Master Sciences et Techniques PVR M Département de Géologie Appliquée

LES CONVOYEURS A BANDES

Réalisé par :

Demandé par :

BOUROUDA Houda ;

Mr. ATTOU Ahmed.

EN-NEJMY Youssef.

1

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

Sommaire LISTE DES TABLEAUX.................................................................................................................... 6 INTRODUCTION GÉNÉRALE........................................................................................................ 7 CHAPITRE 1 : LES CONVOYEURS................................................................................................ 7 I.

Introduction......................................................................................................................................... 7

II.

Généralités sur les convoyeurs.............................................................................................................. 8

III.

Les différents types de convoyeurs....................................................................................................... 8 A. Convoyeur à chaîne.....................................................................................................................................8 B. Convoyeurs à rouleaux................................................................................................................................9 a. Convoyeur en courbes............................................................................................................................9 b. Pente des convoyeurs gravitaires...........................................................................................................9 C. Convoyeurs à bande..................................................................................................................................10 D. Convoyeur à vis sans fin............................................................................................................................11 E. Convoyeur télescopique...........................................................................................................................11 F. Convoyeur à raclette [3]...........................................................................................................................12

CHAPITRE 2 : CONVOYEUR À BANDE..................................................................................... 13 1.

Introduction....................................................................................................................................... 13

2.

Descriptif............................................................................................................................................ 13

3.

Avantages et inconvénients du convoyeur à bande.............................................................................13

4.

Domaine d’utilisation......................................................................................................................... 14

5.

Critères de sélection d’un convoyeur.................................................................................................. 15

6.

Types de convoyeurs à bande............................................................................................................. 15 A. Convoyeur à bande en auge.............................................................................................................16 B. Convoyeur tubulaire.........................................................................................................................16 C. Convoyeur vertical............................................................................................................................16 D. Convoyeur à bande fermé « Sicon ».................................................................................................17 E. Le convoyeur magnétique [3]...........................................................................................................17 F. Le convoyeur à bande >..............................................................................................18

7.

Les composants d’un convoyeur à bande............................................................................................ 18 A. La bande.......................................................................................................................................19 B. Les tambours................................................................................................................................22 C. Les rouleaux.................................................................................................................................23 D. Brin porteur [6]............................................................................................................................24

2

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

E. F. G. a) b)

Support de glissement [6]............................................................................................................25 Brin de retour [6].........................................................................................................................25 Stations de rouleaux....................................................................................................................26 Fonctions des stations de rouleaux.............................................................................................26 Dispositions des rouleaux............................................................................................................27 H. Système de tension..........................................................................................................................28 a) Système de tension par contre poids..........................................................................................28 b) Système de tension par vis tendeur............................................................................................28 c) Système de tension par treuil motorisé......................................................................................29 I. Les équipements de sécurité...........................................................................................................29 a) Racleurs........................................................................................................................................29 b) Groupe de commande.................................................................................................................30 c) Capot............................................................................................................................................31 d) Trémie de chargement et de déchargement...............................................................................31 8. Entretien d’un convoyeur.....................................................................................................................32 A. Entretien d'un convoyeur en service...............................................................................................32 B. Entretien d'un convoyeur à l'arrêt...................................................................................................33

CHAPITRE 3 : ANALYSE FONCTIONNELLE ET LES PARAMÈTRES À TENIR COMPTE POUR LES CONVOYEURS À BANDE......................................................................................... 34 1. A. B. C. 2.

Analyse fonctionnelle......................................................................................................................... 34 Diagramme bête à corne..........................................................................................................................34 Diagramme Pieuvre...................................................................................................................................35 Analyse fonctionnelle technique..............................................................................................................36

Les principaux facteurs à tenir en compte........................................................................................... 37 A. Propriétés du produit à transporter.........................................................................................................38 B. Propriétés de la bande..............................................................................................................................38 C. Chemin de transport.................................................................................................................................38 D. Conditions environnementales.................................................................................................................38

CONCLUSION.................................................................................................................................. 39

3

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

4

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

5

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

Liste des figures Figure 1 le convoyeur à chaîne..............................................................................................................4 Figure 2 convoyeur à rouleaux..............................................................................................................5 Figure 3 le convoyeur à bande...............................................................................................................5 Figure 4 le convoyeur à vis sans fin.......................................................................................................6 Figure 5 le convoyeur télescopique.......................................................................................................7 Figure 6 le convoyeur à raclettes...........................................................................................................7 Figure 7 convoyeur à bande en auge...................................................................................................11 Figure 8 le convoyeur tabulaire...........................................................................................................11 Figure 9 les convoyeurs verticaux........................................................................................................12 Figure 10 les convoyeurs à *sicon*.....................................................................................................12 Figure 11 le convoyeur magnétique....................................................................................................13 Figure 12 le convoyeur *sandwich*....................................................................................................13 Figure 13 les principaux composants d'un convoyeur à bande...........................................................14 Figure 14 les composantes de la bande...............................................................................................15 Figure 15 la coupe de la bande............................................................................................................16 Figure 16 Types de supports de bande................................................................................................16 Figure 17 Coupe transversale de la bande...........................................................................................17 Figure 18 Batterie à trois rouleaux......................................................................................................19 Figure 19 Batterie à deux rouleaux......................................................................................................20 Figure 20 le support du glissement......................................................................................................20 Figure 21 batteries à rouleaux plats pour brin de retour.....................................................................21 Figure 22 stations de rouleaux............................................................................................................21 Figure 23 stations amortisseuses.........................................................................................................22 Figure 24 stations d’auto-alignement..................................................................................................22 Figure 25 système de tension par contre poids...................................................................................23 Figure 26 Système de tension par vis tendeur.....................................................................................24 Figure 27 Système de tension par treuil motorisé...............................................................................24 Figure 28 groupe de commande..........................................................................................................26 Figure 29 Capot...................................................................................................................................26 Figure 30 le trémie..............................................................................................................................27 Figure 31 Diagramme bête à corne.....................................................................................................29 Figure 32 Diagramme Pieuvre.............................................................................................................30 Figure 33 Diagramme FAST d’un convoyeur à bande..........................................................................32

Liste des tableaux Tableau 1 l'utilité de chaque composante de convoyeur à bande.......................................................15 Tableau 2 Les formes de tambours......................................................................................................19 Tableau 3 Types et fonctions des rouleaux..........................................................................................20 Tableau 4 Dispositions de rouleaux.....................................................................................................24 Tableau 5 Types de racleurs................................................................................................................26 Tableau 6 les fonctions de service d'un convoyeur.............................................................................32

6

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

Mots clés Convoyeur, Bande, Racleur, Rouleaux, Capot, Sécurité, Entretien, Système de tension…

7

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

Introduction générale Le monde a connu au cours du XVIIIe siècle une renaissance scientifique globale, En conséquence la diversification des recherches et d'expériences, à inclure diverses branches de la science a débouchée sur des inventions et des découvertes importantes, qui est la cause directe de la révolution industrielle au XIXe siècle, une révolution qui a eu un impact sur la vie économique, sociale et politique des nations. [1] A partir de la révolution industrielle et le progrès technologique, l'homme a pu arriver à l'industrialisation et le développement des moyens de transport et d’en faciliter l'usage. La manutention mécanique est dominante dans la plupart des domaines comme la filière industrielle, chimique, agroalimentaire, minière…etc. Le choix du système de manutention à utiliser dans chaque application dépend des caractéristiques du produit à convoyer et des conditions de transport. Parmi les systèmes de manutention les plus utilisés, on trouve les convoyeurs à chaine, à rouleaux, à bande, à courroies, à vis sans fin et extensibles. Chaque domaine possède ses propres besoins qui favorisent l’utilisation d’un type de systèmes par rapport aux autres. Pour le transport des matériaux en vrac, le convoyeur à bande représente le moyen mécanique le plus rentable et le plus efficace grâce à sa flexibilité et sa capacité de transporter en continu divers types de matériaux avec des débits importants et même dans des conditions difficiles. Ce qui nous mène à considérer ces convoyeurs comme le meilleur choix lorsqu'il s'agit de transporter des produits comme le phosphate, le ciment et le minerai. Vu que le convoyeur à bande est un système qui est fréquemment utilisé, il est nécessaire de prévoir un outil de calcul qui facilite le processus de l’étude et dimensionnement de ses différents composants comme la bande, les tambours, les rouleaux et le groupe de commande qui est l’élément le plus important.

Chapitre 1 : les convoyeurs. I. Introduction Ce chapitre constitue une étude bibliographique permettant de connaitre les divers types de convoyeurs. Une analyse approfondie sur les convoyeurs à bande a été effectuée afin de connaitre ses multiples avantages/inconvénients, ses domaines d’application, ses types et ses principaux composants en précisant leurs rôles dans le système.

8

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

II. Généralités sur les convoyeurs Au cours de la phase d'étude d'un projet de manutention de matières brutes ou de produits finis, le choix du mode de transport doit privilégier la solution présentant le meilleur rapport coût/efficacité en fonction du volume de produits transporté, du matériel et de sa maintenance, de sa souplesse d'adaptation et de son aptitude à transporter diverses charges et même à accepter des périodes de surcharge. De plus en plus utilisé ces dix dernières années, le convoyeur à bande est le mode de transport qui remplit les critères de choix cités précédemment. Par rapport à d'autres systèmes, c'est en fait le plus économique, compte tenu notamment de son adaptabilité aux conditions les plus diverses et les plus difficiles. Actuellement, il ne s'agit plus uniquement de convoyeurs horizontaux ou inclinés, mais également de courbes, de convoyeurs présentant une forte déclivité et des vitesses de plus en plus élevées.

III. Les différents types de convoyeurs A. Convoyeur à chaîne

Les convoyeurs à chaîne (figure 1) appartiennent à la famille des convoyeurs mécaniques contenus et sont destinés au transport des produits en vrac de toutes sortes, allant des produits de faible granulométrie aux boues. Leurs avantages principaux résident dans leurs résistance à des températures élevées (jusqu’à 800°C) et leurs faibles vitesses de transport en particulier pour les produits en vrac friables. Les convoyeurs à chaînes permettent le déplacement de charges qui ne pourraient pas l'être sur des convoyeurs à rouleaux (cas des palettes ou containers dont les "skis" sont perpendiculaires au sens de déplacement). Selon la rigidité de la charge à transporter, le nombre de chaînes est augmenté de sorte à réduire l'entre-axe des chaînes. Il existe des convoyeurs à deux, trois, quatre, voire cinq chaînes et plus. Ces convoyeurs se caractérisent par le nombre de chaînes, les matériaux des chaînes (acier, inox, plastique) ainsi que la robustesse de leur châssis porteur qui dépend de la charge à supporter. L'accumulation est en général non préconisée. Pour le passage d'un convoyeur à l'autre, il est quelquefois conseillé d'imbriquer les convoyeurs entre eux en variant les entre-axes des chaînes. L'entrainement des charges est alors assuré en permanence, y compris durant le transfert.

9

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

Figure 1 le convoyeur à chaîne.

B. Convoyeurs à rouleaux

Le convoyeur à rouleaux (figure 2) est constitué de rouleaux cylindriques ou coniques pour les courbures montés sur un châssis en acier, en inox ou en aluminium. Ce type de convoyeur permet le transport et l'accumulation de toute charge à fond plat et rigide (cartons, bacs, caisses...). Il est destiné pour la manutention industrielle. Les convoyeurs à rouleaux sont divisés en deux : a. Convoyeur en courbes

Il existe des convoyeurs à rouleaux coniques pour décrire des courbes à 45, 90 et 180°. La conicité des rouleaux est en effet nécessaire pour appliquer au colis une vitesse linéaire différente

en

fonction

de

sa

position

par

rapport

au

rayon

de

la

courbe.

Une autre méthode plus économique, et appliquée généralement aux convoyeurs à rouleaux libres consiste à réaliser plusieurs voies de rouleaux cylindriques, parallèles entre elles, et permettant la différenciation des vitesses. b. Pente des convoyeurs gravitaires

En fonction de la nature de la charge à transporter (c'est-à-dire en fonction de la rigidité de sa face de contact) et de sa masse, la pente nécessaire sera comprise entre 1,5 et 5 % (soit une élévation 1,5 à 5 cm/m de convoyeur).

10

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

Figure 2 convoyeur à rouleaux.

C. Convoyeurs à bande

Un convoyeur à bande (Figure 3) a pour fonction de transporter en continu des charges isolée (cartons, bacs, sacs,...) ou des produits en vrac mélangés ou homogènes (phosphate, poudre, aliments,...) sur la face supérieure de la bande, sur des distances allant de quelques mètres à des dizaines de kilomètres. L'utilisation de ce type de convoyeurs est très diversifiée et son domaine d'application est vaste. Les convoyeurs à bande sont caractérisés par le type de bande transporteuse utilisée (matériaux, texture, épaisseur) et par la position du groupe de motorisation (central ou en extrémité). Dans tous les cas, un convoyeur à bande se compose :  D’un tambour de commande et de sa moto réductrice ;  D’un rouleau d'extrémité ;  D’un châssis porteur avec une sole de glissement qui assure le soutien de la bande ;  D’une bande transporteuse…

Figure 3 le convoyeur à bande.

11

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

D. Convoyeur à vis sans fin

Le convoyeur à vis sans fin (Figure 4) peut être utilisé pour le transfert de produits pâteux, liquides, ou même en poudre horizontalement, verticalement ou en position inclinée. La technologie utilisée pour ce transfert repose sur l’utilisation d’un vis sans âme (ou spire). Celle-ci est un élément important dans la conception du convoyeur. Il permet un convoyage efficace sur de nombreux produits, avec des débits pouvant atteindre 200 m3/h. On trouve ce type de transporteur, qui peut être aussi utilisé comme mélangeur, dans l’industrie agroalimentaire et l’industrie chimique. La vis peut être fabriquée de 2 façons : 

Fabrication par secteurs soudés (assez fragile) ;



Fabrication par roulage à froid d'un profil (résistance à l'abrasion et aux efforts mécaniques élevé).

Figure 4 le convoyeur à vis sans fin.

E. Convoyeur télescopique

La différence entre les convoyeurs télescopiques (Figure 5) et les autres convoyeurs est leur extensibilité. En effet on peut régler la longueur pour atteindre des zones de chargement ou d’alimentation souhaitables. Le type de convoyeur télescopique est choisi selon la nature du produit transporté par exemple : à bande, à rouleaux, etc.

12

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

Figure 5 le convoyeur télescopique.

F. Convoyeur à raclette

Le convoyeur à raclette est un engin de transport continu dont l'organe de traction, est une chaîne ou deux sans fin portant des raclettes. Lors du déplacement de la chaîne, les raclettes accrochent la matière chargée et ka déplacent dans le couloir en tôle dans le sens du mouvement de la chaîne. Les convoyeurs à raclettes se composent des éléments suivants : o Tète motrice ; o Chaîne de traction ; o Raclettes ; o Etoile de retour ; o Dispositif de tension ; o Couloir du convoyeur. [2]

Figure 6 le convoyeur à raclettes.

13

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

Chapitre 2 : Convoyeur à bande. 1. Introduction Les convoyeurs ont été utilisés pendant des décennies dans le transfert de la majeure partie des marchandises, et ont fait leurs preuves partout parce que les convoyeurs à bandes peuvent être adaptés à presque toutes les conditions locales. La demande d'utilisation de la technologie de convoyeur à bande a augmenté plus que jamais, ce qui a conduit à l'accélération dans son développement pour mettre en œuvre les nouvelles réglementations en particulier en ce qui concerne leur impact sur le transfert des produits. [1] Les convoyeurs à bandes jouent généralement un rôle clé et efficace pour surmonter les difficultés de transfert de divers matières premières et de produits finis, en plus, tous les différents problèmes de transfert par convoyeur doivent être planifiées et organisées par des concepteurs spécialisés afin d'atteindre un transfert économique optimal de façon que toutes les conditions soient remplies. [1]

2. Descriptif Les convoyeurs à bandes ont une importance considérable dans plusieurs domaines. Ils représentent le moyen mécanique le plus rentable et le plus flexible pour le transport de matériaux en vrac. Le convoyeur à bande est composé de deux tambours à extrémité et d'une bande transporteuse fermée. Le tambour qui entraîne la rotation de la bande transporteuse est appelé tambour d'entraînement ou de commande. On peut trouver d’autres tambours utilisés pour changer la direction du mouvement de la bande transporteuse appelés tambours de flexion. Le tambour d'entraînement est entraîné par un groupe de commande composé d’un moteur et d’un réducteur. Grâce au frottement entre la bande transporteuse et le tambour d’entraînement, la bande se met en translation. De cette façon, le mouvement de rotation des tambours est converti en mouvement linéaire de la bande. La surface supérieure de la bande est en contact avec une série de rouleaux montés sur le châssis du convoyeur en un ensemble appeler station-support.

3. Avantages et inconvénients du convoyeur à bande Parmi les avantages des convoyeurs à bande on peut citer : 

Fournir un flux continu de matière avec capacité importante.



Réduire l’effectif nécessaire.



Minimiser les dépenses énergétiques.



Durée de vie importante, facilité de maintenance et temps d’arrêt réduit.



Respecter des exigences de l’environnement et de la sécurité. 14

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022



Réduire les coûts d’exploitation.



C'est l'un des moyens les moins chers.



Il n'y a pratiquement aucune dégradation du produit causée par le transport.



Le convoyeur peut avoir des changements d'élévation.



Le matériau peut être visible sur la ceinture lors du transport.



Les matériaux peuvent être chargés pratiquement n’importe où sur la ceinture.

On trouve aussi des inconvénients par exemple : 

Les points de chargement et déchargement doivent être minutieusement choisis. Des dispositifs de protection doivent être incorporés pour empêcher la bande d’être endommagée.



La conception normale d'un convoyeur à bande est ouverte. Si le produit doit être contenu, les couvercles et les bacs d'égouttage peuvent devenir coûteux et encombrants.



Si le matériau est collant, le nettoyage de la bande peut être difficile et généralement pas très réussi.



Il y a presque toujours de la matière qui s'écoule de la décharge de la courroie et cela devient un problème d'entretien.

4. Domaine d’utilisation Aujourd'hui, les systèmes de convoyage sont utilisés dans de nombreuses industries, y compris ; les travaux publics, l'industrie minérale, l'industrie métallurgique, le transport de verre, les cimenteries, l'industrie chimique, les sabliers, les salines, l’agriculture, la filière bois… etc. De nombreuses industries utilisent une combinaison de différents types de systèmes de convoyage pour fabriquer en masse leurs produits. Comme mentionné précédemment, les systèmes de convoyeurs modernes jouent un rôle important dans le transport de minerai et de déchets dans la majorité des opérations minières. Ces secteurs sont variés et très différents, les méthodes et les appareils utilisés seront eux aussi très différents et sélectionnés judicieusement au cas par cas.

5. Critères de sélection d’un convoyeur Le choix du convoyeur doit être fait en fonction des charges à déplacer, des distances à couvrir et de la configuration des espaces de travail et les principaux critères de choix sont : [3] 15

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

 La largeur du convoyeur est déterminée par la dimension des objets à manutentionner (en tenant compte de la largeur de ces objets dans la position où ils seront convoyés).  Le poids des objets à manutentionner indiquera la capacité requise pour le bâti et les autres composants (comme les rouleaux, les courroies, la butée, les axes et les paliers).  Pour que le convoyeur puisse être installé à une hauteur qui favorise une prise facile sans flexion du dos, il est important de déterminer les hauteurs de travail ou de manutention préalablement à l’achat. Les supports de convoyeurs en général ne permettent qu’une dizaine de centimètres d’ajustement en hauteur.  Prévoir un système de guidage des contenants pour éviter les chutes hors du convoyeur.  Pour les convoyeurs non motorisés, la présence de butées mécaniques à la fin du convoyeur est nécessaire.  Pour les convoyeurs motorisés, un système de détection à la fin du convoyeur est nécessaire pour en permettre l’arrêt automatique.  Le convoyeur motorisé doit être pourvu d’un dispositif d'arrêt en cas d'urgence qui comporte plusieurs dispositifs de commande placés aux postes de chargement et de déchargement ainsi qu'en d'autres points le long du parcours du convoyeur. Ces dispositifs doivent être accessibles aux travailleurs.  Le convoyeur motorisé doit être muni de protecteurs fixes autour des organes mobiles, incluant les pignons et les rouleaux sous le convoyeur.  Il existe des convoyeurs flexibles permettant de déplacer des charges dans des courbes ou en ligne droite.

6. Types de convoyeurs à bande Le type de convoyeur à bande à utiliser dans une application particulière dépend d'un certain nombre de facteurs, y compris la trajectoire de transport, les propriétés du matériel à transporter, les considérations environnementales, etc. A. Convoyeur à bande en auge

Le convoyeur à bande en auge (Figure 7) est probablement le type de convoyeurs le plus utilisé et le plus connu. Il est considéré comme un convoyeur fiable et polyvalent dans de nombreuses applications. Il est caractérisé par la forme en auge de ses rouleaux de guidage qui assure un transport sans débordement de matière et permet d’augmenter la capacité de la bande. 16

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

Figure 7 convoyeur à bande en auge.

B. Convoyeur tubulaire

Le convoyeur en tube (Figure 8) est un système conçu pour résoudre beaucoup de problèmes existants avec les systèmes de convoyage traditionnels. Ce type de convoyeurs est caractérisé par sa bande transporteuse ayant la forme d’un tube qui se ferme après chargement et qui s’ouvre au moment de sa décharge. Comme le produit est totalement enveloppé par la bande il n’y a pas de dispersion ou de problèmes de chute de matériel et cela garde la pollution sous contrôle. En plus, la bande de retour de ce convoyeur peut être aussi chargé.

Figure 8 le convoyeur tabulaire.

C. Convoyeur vertical

Les convoyeurs verticaux (Figure 9) sont utilisés pour transporter des produits en vrac dans des pentes de 30 à 90 degrés. Ces convoyeurs sont les moyens les plus efficaces pour l’élévation des matériaux dans un espace limité, sans aucun point de transfert et avec une grande capacité. Ils sont souvent utilisés dans les cimenteries, les centrales électriques à charbon, les ports et l'industrie chimique.

17

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

Figure 9 les convoyeurs verticaux.

D. Convoyeur à bande fermé « Sicon »

Grâce à la flexibilité élevée des bandes transporteuses « Sicon », ces convoyeurs (Figure 10) peuvent suivre des trajets compliqués sans avoir besoin des points de transfert supplémentaires. Ils peuvent faire face aux grandes différences d'altitude sur de très courtes distances. La bande reste fermé et étanche à la poussière même sur le trajet de retour. Cela protège le matériel transporté et l'environnement.

Figure 10 les convoyeurs à *sicon*.

E. Le convoyeur magnétique

Est un appareil muni d'une bande avec une partie magnétique qui, placée en dessous de la bande, permet d'attirer les produits métalliques vers le bas leur donnant ainsi plus de stabilité. Les convoyeurs à tambour magnétique permettent la séparation des particules ou déchets métalliques. Souvent employé en fonderie pour extraire les déchets métalliques d'un transporteur de sable après l'opération de décochage. [3]

18

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

Figure 11 le convoyeur magnétique.

F. Le convoyeur à bande >

Les convoyeurs à bande en sandwich (Figure 12) répondent à un marché ou à une fonction spécifique. Ils permettent le transport de matériaux en vrac à des inclinaisons allant jusqu'à 90 degrés, en utilisant les composants de convoyeurs et les procédures de conception d’un convoyeur à bande en auge. Ils sont caractérisés par une seconde bande montée au-dessus du produit aux pentes élevés pour maintenir le matériau en place.

Figure 12 le convoyeur *sandwich*.

7. Les composants d’un convoyeur à bande La Figure 13 illustre les principaux composants d'un convoyeur à bande type en tenir compte que la conception du convoyeur peut avoir plusieurs variations d’un cas à un autre selon le chemin de transport.

19

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

Figure 13 les principaux composants d'un convoyeur à bande. Tableau 1 l'utilité de chaque composante de convoyeur à bande.

Nom Trémie de chargement Station amortisseuse Bande transporteuse Station porteuse Station auto centreuse Capot Station de transition Tambour d’entrainement Racleurs Tambour de contrainte Tambour d’inflexion Contrepoids Tambour de tension Station inférieure Tambour de renvoi

Utilité Permettre un chargement immédiat du produit Absorber les efforts dus à la chute de matière Transporter le produit Supporter le brin supérieur de la bande Rectifier la trajectoire de la bande Protéger le système Permettre à la bande de passer graduellement à sa forme en auge Transmettre le mouvement de rotation du groupe de commande vers la bande Nettoyer la bande Augmenter l’angle d’enroulement de la bande sur le tambour Dévier la direction de la bande Appliquer un effort de tension constant à la bande Régler la tension de la bande Supporter le brin inférieur de la bande Renvoyer la bande vers le brin de retour

A. La bande

La bande transporteuse est le composant principal utilisé pour contenir et supporter la charge transportée le long du convoyeur à bande. La bande est généralement constituée d’une carcasse textile ou métallique et un revêtement en caoutchouc. Le rôle de la carcasse est d'assurer la résistance de la bande aux efforts de traction, et à sa tenue dans le sens transversal. Le revêtement a pour rôle de protéger la carcasse de certains risques comme l'abrasion ou la coupure des arêtes du matériau, les agressions diverses et la corrosion des carcasses métalliques. On distingue deux types de bandes, les bandes à carcasse textile et les bandes à carcasse métallique. La bande à carcasse textile, présentée dans la Figure 14 est constituée d'une ou de plusieurs 20

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

couches synthétiques entrelacées entre deux couches absorbantes de chocs à base de caoutchouc. Les revêtements supérieurs et inférieurs de la bande sont constitués de housses en caoutchouc résistant à l'abrasion et à la coupure. Ces revêtements protègent la bande d’endommagement, en particulier aux points de chargement du convoyeur. Ces bandes ont un caractère élastique et peuvent subir des élongations importantes.

Figure 14 les composantes de la bande.

Pourtant que la bande à carcasse métallique, illustrés dans la Figure 14, est constituée de câbles en acier et de caoutchouc. Parfois, il existe des plis en tissu aussi. Les câbles sont fabriqués à partir de fils d'acier à haute résistance. Ces câbles d'acier sont entourés d'une couche de caoutchouc de haute qualité pour faciliter l'adhérence et pour améliorer la résistance à la déchirure latérale. Comme pour la bande à carcasse textile, les revêtements supérieurs et inférieurs de la bande sont constitués de housses en caoutchouc résistantes à l'abrasion et à la coupure. Ces bandes peuvent supporter des valeurs importantes de tensions et ont de faibles élongations.

Figure 15 la coupe de la bande.



Toute bande comporte deux faces [4] La face externe, qui est en contact avec les matériaux transportés, et la face interne, qui est en contact avec les rouleaux ou les tambours. La courroie comporte aussi deux brins : 21

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

o 1a : Brin supérieur (ou brin porteur) ; o 1b : Brin inférieur (ou brin de retour).

Figure 16 Types de supports de bande.

Les éléments qui composent la bande (courroie) sont les suivants [4] o 1c : Revêtement de protection de la face externe (contre l’abrasion, les piqûres, les produits chimiques, la chaleur, etc.). Il peut aussi être construit de façon à obtenir un grand coefficient de frottement entre la charge transportée et la courroie. o 1d : Protecteur de la carcasse : sert, en option, dans des conditions extrêmes et est généralement fait d’un matériau industriel tissé, placé, puis vulcanisé sur le dessus (pour prévenir les impacts) ou sur le dessous (protection contre les abrasifs qui adhèrent aux tambours) de la carcasse. o 1e : Carcasse : élément flexible qui résiste à la tension. Elle peut être faite d’un matériau industriel tissé ou de cordage d’acier ou d’une combinaison des deux. o 1f : Revêtement de protection de la face interne (contre l’abrasion et le transfert des forces de cisaillement pour entraîner la courroie et sa charge). Il assure l’adhérence de la courroie au tambour moteur. Ce revêtement peut contenir du graphite afin de faciliter le glissement de la courroie sur une sole.

22

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

Figure 17 Coupe transversale de la bande.

B. Les tambours

Les tambours sont utilisés dans les convoyeurs pour supporter et dévier la bande à travers la structure du convoyeur. Les tambours fournissent également un mécanisme qui permet de corriger la trajectoire de la bande et du produit. 

Généralement, les tambours sont situés aux extrémités de la structure du convoyeur et près du système de tension. Les tambours sont utilisés pour transmettre l'alimentation du groupe de commande à la bande transporteuse et donc sont soumises aux forces dynamiques de tension de la bande. Il existe un certain nombre de types de tambours disponibles pour les convoyeurs ainsi que différents paramètres de conception servant à différentes fonctions sur le même convoyeur. Parmi les tambours qui peuvent exister tous ou certains dans un même convoyeur on distingue les types suivants :



tambour d’entraînement : son rôle est d’entraîner la bande transporteuse ;



Tambour de renvois : renvoie la bande vers le brin de retour ;



Tambour de contrainte : ce tambour est installé près des tambours de commande ou de renvoi. Il sert à augmenter l’arc d’enroulement de la bande pour empêcher son glissement.



Tambour d’inflexion : il est nécessaire lorsqu’on a besoin de dévier la bande.



Tambour de tension : il maintient la tension de la bande au moyen d’un dispositif de tension par gravité ou autres. Un revêtement est souvent appliqué à la surface du tambour pour prolonger sa durée de vie en fournissant une surface d'usure remplaçable ou pour améliorer le frottement entre la bande et le tambour. Ce revêtement peut être en caoutchouc ou en céramique. Ces tambours peuvent avoir différents profils tels que les tambours cylindriques, les

23

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

tambours coniques, les tambours trapézoïdaux et les tambours en cage d’écureuil dont les fonctions sont décrites dans le tableau suivant : Tableau 2 Les formes de tambours.

Forme Tambour cylindrique

Fonction le plus utilisé dans les systèmes de convoyage pour supporter les bandes transporteuses. Il est caractérisé par sa robustesse, équilibre et concentricité.

Tambour conique Permet d’améliorer le centrage de la bande à l’aide de sa forme conique Tambour trapézoïdal

Tambour à ailes

Tambour à cage d’écureuil

Permet le centrage de la bande en assurant une bonne répartition des contraintes sur la largeur de la bande et en réduisant la tension au milieu. Constitué d'un mécanisme d'auto-nettoyage, dans lequel les ailes en acier poussent l'accumulation inutile de matière. Ils garantissent une excellente traction et diminue l'abrasion entre la bande et le tambour. ayant une action autonettoyante qui réduit l'accumulation excessive de matière. Sa construction extra lourde réduit la possibilité de fatigue des métaux et améliore la fiabilité du tambour.

C. Les rouleaux

Les rouleaux sont utilisés sur un convoyeur à bande pour supporter la bande sur les brins de transport et de retour. Les rouleaux supportent également la charge en transition le long du convoyeur. On distingue les différents types de rouleaux qui peuvent exister dans le tableau suivant : Tableau 3 Types et fonctions des rouleaux.

Type Les rouleaux de guidage

Fonction

Les rouleaux amortisseurs

Ces rouleaux sont requis dans les zones autour des points de transfert, ou des chocs doivent être absorbés et pour donner à la bande et au matériel transporté un surplus de protection contre l’endommagement ou la détérioration.

Les rouleaux d’auto

Ces rouleaux sont munis de bagues en caoutchouc permettant aux résidus

Ces rouleaux sont utilisés pour supporter la bande sur toute la longueur et pour réduire la résistance au mouvement de la bande chargée. Ces rouleaux peuvent être en acier ou revêtus par une couche en polyéthylène.

24

Université Hassan 1, FSTS.

nettoyage

2021/2022

des produits de tomber librement sur le sol sans colmatage sur les rouleaux.

D. Brin porteur [5]

Le brin porteur peut avoir pour soutien : 

Une batterie à rouleaux formés en auge ;



Une batterie à rouleaux plats ;



Un support de glissement.



Batterie à trois rouleaux formés en auge [5]

Figure 18 Batterie à trois rouleaux.

Il est utilisé pour le transport de marchandises en vrac. La batterie à rouleaux en auge offre une grande capacité, faible risque de perte de matières, et un guidage efficace de la bande avec λ l’angle d’auge. 

Batteries à deux rouleaux [5]

En général, cette batterie n'est utilisée qu'en cas de largeurs de bandes inférieure s à 650 mm un angle d'auge supérieur à 25° n'est pas utile du fait des efforts exercés sur la bande.

Figure 19 Batterie à deux rouleaux.

25

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

E. Support de glissement [5]

Peut être utilisé pour le transport de charges individuelles ou de produits en vrac. Le support de glissement peut être réalisé en acier, en tissu synthétique ou en bois dur on utilise normalement, sur la face inférieure de la bande des bandes à faible

frottement en raison des forces de friction entre la bande et le support de glissement.

Figure 20 le support du glissement.

F. Brin de retour [5]

Il est généralement soutenu par des batteries à rouleaux plats. Dans le cas de transporteurs de grande longueur, il peut être utile d'employer des batteries à deux rouleaux qui facilitent le guidage de la bande. Pour le transport de matières collantes, on a recours à des rouleaux de retour pourvus de rouleaux de support ou de revêtement en caoutchouc pour réduire l'accumulation des matières dures sur les rouleaux. Pour tenir compte du guidage de la bande, tant les rouleaux porteurs que les rouleaux de retour ils doivent être réglables dans le sens de course de la bande.

Figure 21 batteries à rouleaux plats pour brin de retour.

G. Stations de rouleaux

On peut trouver plusieurs stations de rouleaux le long d’un convoyeur à bande. Chaque type de stations joue un rôle bien défini et peut avoir une disposition de rouleaux différente selon le cas de notre système. a) Fonctions des stations de rouleaux 26

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

Parmi les stations de rouleaux qu’un convoyeur à bande doit avoir, on a les stations porteuses supérieures et inférieures qui sont réparties sur toute la longueur de la bande et sont séparées par des distances égales. Leur rôle est de supporter les brins supérieur et inférieur de la bande. En s’approchant du tambour d'entraînement ou du tambour de renvoi on trouve les stations de transition (Figure 22) permettant à la bande de passer graduellement de sa forme en auge pour devenir plate et de s’adapter au tambour plat en évitant les efforts indésirables dans la zone de transition.

Figure 22 stations de rouleaux.

On trouve aussi les stations amortisseuses (Figure 23) au niveau des points de chargement où l'impact résultant de la masse, de la densité du matériau et de la hauteur de la chute libre de matériel pourrait endommager la band. Elles sont équipées d’une série de rouleaux amortisseurs.

Figure 23 stations amortisseuses.

Dans certain cas il existe des stations d’auto-alignement (Figure 24) qui sont les principaux dispositifs qui contrôlent l'alignement de la bande. Elles sont souvent installées sur le brin supérieur et ils agissent de manière à rectifier la trajectoire de la bande et à la maintenir constamment centré.

27

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

Figure 24 stations d’auto-alignement.

b) Dispositions des rouleaux

Les diffèrent stations de rouleaux peuvent exister selon quatre formes de disposition des rouleaux : planes, en V, en auge et en guirlande :

28

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

Tableau 4 Dispositions de rouleaux.

Forme

Description

Disposition plane

Cette disposition est souvent composée d’un seul rouleau simple utilisé pour supporter le poids de la bande vide sur le brin de retour.

Disposition en V Disposition en Auge

Disposition suspendue ‘guirlande’

Cette disposition est constituée par deux rouleaux en V. pour améliorer le centrage. La disposition la plus utilisée, composée de trois rouleaux pour augmenter la capacité maximale de la bande et limiter le débordement du produit. Cette disposition est composée de deux, trois ou cinq rouleaux. Elle améliore l'alignement de la bande.

H. Système de tension

L'effort nécessaire pour maintenir la bande en contact avec le tambour d'entraînement est fourni par un dispositif de reprise de tension qui peut être à vis, à contrepoids ou avec un treuil motorisé. a) Système de tension par contre poids

Le système avec poulie de tension à contrepoids (Figure 25) permet d’empêcher la bande de glisser sur le tambour de commande lorsqu’elle est chargée car il applique un effort de tension constant à la bande. Ce dispositif est installé sur le brin de retour de la bande et assure la compensation de longueur.

Figure 25 système de tension par contre poids.

b) Système de tension par vis tendeur

29

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

La tension sur la bande dans le cas d’un système de tension par vis tendeur (voir Figure 26) est réalisée en déplaçant le tambour grâce à un système vis écrou. Cela pousse le bloc de paliers vers la fin du convoyeur, ce qui ajoute la tension appliquée sur la bande. La tension de vissage est simple à utiliser mais généralement utilisée seulement pour les convoyeurs de petites dimensions.

Figure 26 Système de tension par vis tendeur.

c) Système de tension par treuil motorisé

Ce dispositif de tension (voir Figure 27 Système de tension par treuil motorisé) doit être positionné au pied de convoyeur. Il permet d’avoir une tension constante à l’aide d’un convertisseur de fréquence qui commande le moteur couplé au tambour de commande. Ce système est généralement utilisé pour des convoyeurs de moyennes et grandes dimensions.

Figure 27 Système de tension par treuil motorisé.

I.

Les équipements de sécurité

a) Racleurs

Les racleurs sont des équipements de nettoyage qui permettent de réduire la fréquence des opérations de maintenance, notamment lorsque la bande transporte des produits humides ou collants. Ils permettent de prolonger la durée de vie du convoyeur, de limiter la détérioration de la 30

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

bande, de réduire les pertes de produit et d'éliminer une des principales causes d'usure des rouleaux inférieurs. On distingue trois types de ces équipements de nettoyage dans le tableau suivant : Tableau 5 Types de racleurs.

Type Racleur primaire

Racleur secondaire

Fonction Les racleurs primaires aident à éliminer le produit en vrac et à l’empêcher de tomber sur le convoyeur le long du brin de retour du convoyeur. Les racleurs secondaires servent à enlever toute quantité résiduelle de matière que le nettoyeur primaire a laissée sur la bande.

Racleur de queue Ces racleurs empêchent les déchets d'être accumulés au-dessous du tambour de queue.

b) Groupe de commande

Le groupe de commande (Figure 28) a pour fonction de produire et transmettre l’énergie nécessaire au tambour d’entrainement pour faire entrainer la bande. Il est généralement composé d’un moteur électrique, un réducteur et un accouplement entre le moteur et le réducteur.

Figure 28 groupe de commande.

c) Capot

Le capot (Figure 29) est un élément qui se fixe généralement au-dessus d'un convoyeur lorsque le convoyeur fonctionne dans des conditions climatiques sévères ou à cause des raisons de 31

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

sécurité. Son rôle est de protéger le produit transporté et d’assurer des bonnes conditions de fonctionnement de l’installation.

Figure 29 Capot.

d) Trémie de chargement et de déchargement

La trémie (Figure 30) de chargement, située près du tambour de renvoi, est conçue pour faciliter le chargement du produit en absorbant les chocs de la charge et en évitant l'endommagement de la bande. Elle permet un chargement immédiat du produit et résout les problèmes d'accumulation. La trémie de déchargement facilite le transfert du produit d'un convoyeur vers un stock ou d’un convoyeur vers un autre. Elle est située sous le tambour de tête au point de décharge. Cette trémie est plus importante dans le transport d’un convoyeur vers un autre car elle réduit l'impact sur le deuxième convoyeur, diminue l'usure de la bande et réduit les coûts de maintenance.

Figure 30 le trémie.

8. Entretien d’un convoyeur

Pour assurer et prolonger la durée de vie de la bande transporteuse, il est conseillé d’entretenir régulièrement le convoyeur en respectant les opérations suivantes : [4]  Nettoyer la matière agglutinée sur les éléments rotatifs ; 32

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

 Éliminer la matière accumulée sur les organes mobiles ;  Éliminer l’amoncellement de matières sous le convoyeur ;  Contrôler que tous les rouleaux tournent en douceur ;  Changer les rouleaux porteurs et les rouleaux de retour usés ;  Lubrifier les éléments rotatifs et nettoyer la graisse superflue ;  Régler les bavettes d’étanchéité et les racleurs ;  Vérifier l’état extérieur des rouleaux moteurs ;  Ajuster la course de la bande ;  Contrôler la tension de la bande ;  Vérifier l’état général de la bande et réparer les détériorations sur la bande si nécessaire. Ils existent des entretiens à effectuer sur un convoyeur à bande en service et à l'arrêt tels que : A. Entretien d'un convoyeur en service

L'entretien d'un convoyeur en service se fait par semaine, par mois et par année. Il est préconisé de suivre quelques étapes pour un bon fonctionnement de votre transporteur à bande. Chaque semaine, vérifier le niveau d'huile du réducteur de vitesse, graisser tous les tambours y compris les poulies de contrainte. Inspecter la courroie et effectuer les réparations nécessaires. Nettoyer sous la bande surtout si le produit collant. Surveiller les réglages, l'état des brosses ou des organes de nettoyage, des bavettes ou raclettes, des agrafes, du dispositif de tension. Nettoyer fréquemment les rouleaux, tambours, etc. notamment si le produit est collant et si l'atmosphère est poussiéreuse. [4] Chaque mois, ajouté un peu d'huile au palier de moteur. Chaque année, graisser la pompe et tous les roulements à billes ou à rouleaux, sans excès (moteur, rouleaux supports de dessous et supérieurs). B. Entretien d'un convoyeur à l'arrêt

Lorsque le convoyeur à bande est à l’arrêt, brosser et laver à l’eau la courroie. Nettoyer tous les organes et passer une visite en détail. Lors d'un arrêt prolongé du convoyeur nu, bâcher le convoyeur ou passer sur le revêtement supérieur de la courroie une cire "antioxygène" spéciale. Les passerelles closes et les capots représentent une solution complète (contre les rayons solaires) et partielle (contre le gel). [4] 33

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

34

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

Chapitre 3 : analyse fonctionnelle et les paramètres à tenir compte pour les convoyeurs à bande. 1. Analyse fonctionnelle L’analyse fonctionnelle du convoyeur à bande est constituée de diagramme bête à corne, diagramme Pieuvre et de l’analyse fonctionnelle technique. A. Diagramme bête à corne

Le diagramme bête à corne est un outil d'analyse fonctionnelle du besoin. En matière d'innovation, il est tout d'abord nécessaire de formuler le besoin sous forme de fonctions simples que devra remplir le produit ou le service innovant. Pour établir la bête à cornes d’un produit, il est nécessaire de se poser les questions suivantes : 

« A qui mon produit rend-il service ? » : C’est la cible-utilisateur du futur produit.



« Sur quoi agit mon produit ? » : C’est la matière d’œuvre que va transformer mon produit ou sur laquelle mon produit va agir.



« Quel est le but de mon produit ? » : C’est la fonction principale de mon produit, son intérêt. A quoi sert l’innovation ?

35

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

Figure 31 Diagramme bête à corne.

B. Diagramme Pieuvre

Le diagramme Pieuvre est utilisé pour analyser les besoins et identifier les fonctions de service d’un produit. Il met en évidence les relations entre les différents éléments du milieu environnant et le produit. Ces différentes relations sont appelées les fonctions de service qui conduisent à la satisfaction du besoin. On distingue deux types de fonctions de service : o Fonctions Principales (FP) : Elles justifient la création du produit et représentent les relations entre deux éléments du milieu extérieur. o Fonctions Complémentaires (FC) : Elles rassemblent toutes les fonctions complémentaires aux fonctions principales du produit en leur imposant ou non des limites.

36

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

Figure 32 Diagramme Pieuvre.

37

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

Identification des fonctions : Tableau 6 les fonctions de service d'un convoyeur.

Fonction FP1 FC1 FC2 FC3 FC4 FC5 FC6 FC7 FC8 FC9

Description Transporter le produit minier. Etre supporté par une structure métallique. Permettre les interventions de maintenance. Etre conforme aux normes de sécurité des biens et des personnes. S’adapter à l’environnement. Supporter la charge d’alimentation de la bande. Etre alimenté par un courant électrique. S’adapter aux conditions d’environnement. Faciliter l’opération de transport. Recevoir le produit à débit nominal et assure son transport le long du convoyeur à bande.

C. Analyse fonctionnelle technique

Diagramme FAST d’un convoyeur à bande Le diagramme FAST développe les fonctions de service du produit en fonctions techniques. Pour cela, on a analysé la fonction principale du convoyeur à bande qui est transporter le produit vers le point de déchargement. Afin de comprendre le système on a répandu à la question comment pour les fonctions suivantes :

38

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

Figure 33 Diagramme FAST d’un convoyeur à bande.

2. Les principaux facteurs à tenir en compte Les principaux facteurs à tenir en compte pour dimensionner un convoyeur à bande sont les propriétés du produit à transporter, les propriétés de la bande, le chemin de transport et les conditions environnementales.

39

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

A. Propriétés du produit à transporter

L'étude de conception d'un convoyeur à bande doit normalement commencer par une évaluation des caractéristiques du produit à manutentionner et particulièrement de l’angle de surcharge  et de l'angle d’éboulement de la matière α. En tenant compte aussi des propriétés suivantes :  Masse volumique du produit : ρ (kg/m3) ;  Angle d’éboulement du matériau : α (Deg) ;  Dimension de la matière : Masse et taille du grain de matière ;  Taille maximale du grain de matière : dL (mm) ; B. Propriétés de la bande

Parmi les propriétés de la bande qu’on doit prendre en considération pour dimensionner notre système, on a le type de carcasse qui est généralement en textile ou métallique, la largeur de la bande, l’épaisseur des revêtements supérieur et inférieur et la résistance à la rupture. La largeur de la bande est généralement donnée par le client. Une augmentation de la largeur de la bande

augmente

significativement

le

volume

de

matériaux

transportés

pour

cela

les bandes doivent être suffisamment larges pour éviter le débordement du matériau de la bande transporteuse. C. Chemin de transport

Le convoyeur à bande est censé transmettre un produit d’une destination A vers une destination

B.

Cette

destination

peut

être

horizontale,

verticale

ou

inclinée

avec

une pente qui peut être ascendante ou descendante. D. Conditions environnementales

Chaque convoyeur fonctionne dans un environnement différent qui peut affecter son bon fonctionnement ainsi que la durée de vie de ses composants (bande, rouleaux, tambours...). Cet environnement peut être :  Extérieur ou intérieur.  Condition du climat : Poussiéreux, à l’air humide, la pluie et la température.  Des produits chimiques contenus dans le matériau à transporter.

Conclusion Au cours de ce chapitre on a pu fournir une idée générale sur quelques types de systèmes de manutention existants. Puis, on a étudié les convoyeurs à bande qui seront le sujet du reste du 40

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

rapport. Cette étude inclue les domaines d’utilisation, les avantages de ces convoyeurs par rapport aux autres systèmes de convoyage et une présentation des composants de base d’un convoyeur à bande en donnant leurs différents types et leurs fonctions.

41

Université Hassan 1, FSTS.

2021/2022

Bibliographie [1]: Thomasnet: types-of-conveyors, Site internet: https://www.thomasnet.com [2] : Elcom convoyeurs: principaux éléments d’un convoyeur à bande Site internet : https://www.elcom.fr [3]:

CNESST

:

appareils

de

manutention

«

convoyeur

»

Site

internet :

http://www.csst.qc.ca/prevention [4]: Tecnitude : entretien convoyeur Site internet : http://www.tecnitude.com/fr/entretien-

convoyeur [6]: danfos drive a/s « l’essentiel sur les variateurs de vitesse », édition 1991 Principes de conception pour améliorer la sécurité, Sécurité des convoyeurs à couroie.

42