Un calcul de tension de la courroie d'un élévateur à godets est terminé lorsque vous disposez de quatre nombres : la force périphérique Fu au niveau de la poulie de tête, la tension du côté détendu T2, la tension du côté serré T1 = T2 Fu et la tension nominale de la courroie par millimètre de largeur.

Fu est la force totale que l'entraînement doit surmonter pour soulever le matériau et faire glisser la courroie, les godets et les arbres. T2 est la tension que la tension exerce sur la courroie au niveau du démarrage ; sans elle, la courroie glisse simplement sur la poulie de tête. Les deux sont liés par friction de poulie, car le rapport T1 ÷ T2 ne peut jamais dépasser e ^(µθ) , où μ est le coefficient de frottement entre la courroie et la poulie et θ est l'angle d'enroulement en radians.

L'exemple concret utilisé tout au long de cet article est un élévateur d'engrais de 60 t/h soulevant 30 m à 1,4 m/s, une taille qui apparaît sur la plupart des lignes d'engrais composés.

Entrées à collecter avant de toucher une formule

L'absence d'une de ces neuf valeurs est généralement ce qui transforme un calcul soigné en une erreur de 20 à 30 %.

Utilisez le service nominal, et non le maximum que les seaux pourraient physiquement contenir. Les élévateurs à bande sont normalement dimensionnés 10 à 20 % au-dessus de leur point de service, de sorte que les godets se déchargent proprement au lieu de transporter le matériau vers le brin de retour.

Étape 1 : convertir la capacité en masse par mètre de bande

La charge de levage dépend des kilogrammes par mètre et non des tonnes par heure, alors convertissez d'abord : qm = Q ÷ (3,6 × v). Pour 60 t/h à 1,4 m/s, cela fait 60 ÷ (3,6 × 1,4) = 11,9 kg/m.

La force de levage pure est alors de 9,81 × 11,9 × 30 = 3 500 N, soit 3,5 kN. C'est la partie utile de la charge, et elle ne suffit jamais à elle seule à dimensionner un disque.

Le comportement du matériau détermine la marge que vous conservez dessus. L'engrais composé sec se décharge presque entièrement, tandis que les aliments collants et riches en humidité s'accrochent aux seaux et redescendent sur le brin de retour sous forme de poids mort. Lignes de production d'engrais organiques Gérez cela avec des dégagements de godet plus larges et des vitesses plus faibles, et les deux facteurs modifient le coefficient de perte que vous devez appliquer.

Étape 2 : construire la force périphérique

Répondez d'abord : pour la plupart des ascenseurs à bande, Fu = 9,81 × qm × H × k, avec k compris entre 1,15 et 1,35.

Le facteur k absorbe tout ce qui ne s'adapte pas parfaitement à la hauteur : la résistance à l'écopage lorsque les godets s'enfoncent dans le coffre, la courroie et le godet fléchissent autour des poulies, la friction des roulements au niveau de la tête et des arbres du coffre, et les résidus transportés sur le brin de retour.

Avec k = 1,25, l'exemple donne Fu = 9,81 × 11,9 × 30 × 1,25 = 4 380 N, soit 4,4 kN.

Un raccourci utile lors de la vérification des cotations : Fu ≈ 3,4 × Q × H ÷ v, qui renvoie ici 4 371 N.

Étape 3 : la friction de la poulie définit la tension du côté détendu

Répondez d’abord : T2 doit être au moins Fu ÷ (e ^(µθ) - 1), et T1 est alors T2 Fu.

Une poulie calée propre à 180° donne μθ ≈ 1,10 et e ^1.10 ≈ 3,0, donc T2 ≥ 4,4 ÷ 2,0 = 2,2 kN et T1 = 6,6 kN.

Traitez cette valeur d'Euler comme un plancher plutôt que comme un objectif. Un film de poussière, un brouillard d'huile ou un revêtement vitré fait chuter µ à 0,20-0,25 et augmente à nouveau le T2 requis de moitié. L'ajout de 20 à 30 % de marge donne une conception T2 d'environ 2,8 kN et une conception T1 d'environ 7,2 kN.

Étape 4 : les quatre contrôles qui détectent une mauvaise réponse

Exécutez-les avant que le calcul ne quitte le bureau, car chacun a annulé un projet à un moment donné.

• Force de la ceinture. Divisez T1 par la largeur de la courroie en millimètres et comparez-la avec la tension nominale de la courroie. Conservez un facteur de sécurité d'au moins 10 pour une ceinture en tissu avec épissures mécaniques, et 8 pour un joint vulcanisé. Sur les élévateurs à engrais, la bande est généralement sélectionnée en fonction de la largeur du godet, ce contrôle confirme donc la marge plutôt que la taille de la bande.
• Puissance motrice. La puissance à l'arbre est Fu × v ÷ 1000 = 4,4 × 1,4 = 6,1 kW. Divisez par l'efficacité du variateur (6,1 ÷ 0,92 = 6,7 kW) et appliquez un facteur de service de 1,15 à 1,25. Si l'ascenseur redémarre à pleine charge, prenez la taille de moteur standard supérieure.
• Couple de démarrage et charge sur l'arbre. Le couple de l'arbre de tête est Fu × diamètre de la poulie ÷ 2. Avec une poulie de 630 mm, cela représente 1,4 kN·m, et ce chiffre, et non la valeur nominale de la courroie, détermine souvent la boîte de vitesses.
• Voyage de prise en charge. Prévoir au moins 1% de la portance plus 150 mm. Une nouvelle ceinture occupe 0,5 à 1,5 % des centres au cours de son premier mois, et un retrait de vis qui touche le fond met fin à la discussion.

Courroie ou chaîne : là où le calcul change

Les ascenseurs à chaîne n'ont pas de limite Euler. Une chaîne n'a besoin que de suffisamment de tension pour rester en place sur le pignon, donc T2 peut représenter une petite fraction de Fu, et le poids propre de la chaîne devient la plus grande charge unique et la principale raison pour laquelle les chaînes et les pignons s'usent.

Les machines à courroie fonctionnent plus rapidement, généralement de 1,0 à 1,6 m/s contre 0,4 à 0,8 m/s pour les chaînes, et manipulent des granulés d'engrais fragiles avec moins de casse. Les unités à chaîne tolèrent des températures plus élevées et des matériaux plus collants, mais demandent plus d'entretien. Pour le travail à bande sur les engrais, la série TH est le choix habituel de décharge centrifuge.

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Vérification sur le terrain et tolérances qui méritent d'être inscrites dans la spécification

Le moyen le plus simple de vérifier votre arithmétique est de mesurer directement T2 : lors d'une reprise par gravité, T2 est égal à la masse de reprise × 9,81, en ignorant la friction dans les guides.

Si la courroie glisse alors que la tension semble correcte, inspectez le revêtement avant d'ajouter de la tension. Le caoutchouc usé ou glacé peut réduire de moitié μ, et aucune augmentation raisonnable de la force de reprise ne restaurera l'adhérence que la surface de la poulie n'offre plus.

Des erreurs qui ajoutent discrètement 20 à 30 % à la tension réelle

• Utilisation de la capacité maximale du godet au lieu de la fonction nominale, qui surdimensionne chaque composant en aval.
• En supposant μ = 0,35 sur une poulie qui n'a jamais été nettoyée et qui se trouve sous une hotte anti-poussière.
• Ignorer les démarrages à froid, où une huile pour engrenages épaisse et une botte pleine de matériau poussent le couple de décollage à 1,3 à 1,5 fois la valeur de fonctionnement.
• Dimensionnement de la course de rattrapage d'une bande déjà rodée et étirée.
• Traiter le brin de retour comme vide lorsque le matériau ne parvient pas à se décharger et redescend comme un poids mort.

Questions fréquemment posées

Puis-je estimer la tension de la courroie uniquement à partir de la capacité et de la hauteur ?

Oui, à environ 20 % près. Utilisez Fu ≈ 3,4 × Q × H ÷ v, puis T2 ≈ Fu ÷ 2 pour une poulie calée propre à 180° et T1 = T2 Fu. C'est suffisant pour contester une offre, pas pour acheter une ceinture.

Pourquoi la courroie glisse-t-elle alors que la tension est correcte ?

Parce que μ a changé plutôt que la tension. De la graisse, de la poussière, un revêtement vitré ou usé, ou encore une couronne de poulie qui ne correspond plus au profil de la courroie, réduisent le coefficient de frottement, de sorte que le T2 requis grimpe de 50 % ou plus. Inspectez d’abord la surface de la poulie.

Gravité ou prise par vis ?

La prise en charge par gravité maintient T2 constant à mesure que la ceinture s'étire, ce qui est important pour les tours de plus de 20 m. Le serrage des vis est moins cher et parfaitement adapté aux ascenseurs courts, à condition que quelqu'un soit prévu de le retendre après le premier mois et périodiquement par la suite.

Ai-je besoin d’une poulie amortisseur ?

Uniquement lorsqu'un simple enroulement à 180° ne peut pas fournir le T2 requis sans trop tendre la courroie. Une poulie amortisseur à 210° réduit le T2 requis d'environ un quart, au prix d'un virage supplémentaire et d'un point d'usure supplémentaire à inspecter.

Un calcul de tension est un exercice de vingt minutes une fois que les entrées sont sur la table, et la valeur est dans les contrôles plutôt que dans l'arithmétique. Vérifiez T1 par rapport à la largeur de la courroie, vérifiez le moteur et la boîte de vitesses par rapport au couple de démarrage et vérifiez T2 par rapport à une tension que vous pouvez réellement mesurer.

Dans une ligne d'engrais complète, l'élévateur se trouve entre le refroidisseur et le tamis, de sorte que son point de service est fixé par tout ce qui l'entoure, c'est pourquoi le chiffre vaut la peine d'être correct au lieu d'ajouter 20 % supplémentaires à chaque composant. Pour comparer votre résultat avec des machines déjà en cours d'exécution, le Catalogue d'équipement Alisen répertorie les capacités, les hauteurs de levage et les valeurs nominales d'entraînement des ascenseurs à courroie et à chaîne.

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