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Informations
techniques
paramètres à prendre en compte
pour l'étude et la conception des
convoyeurs à bande

9
®

1 Informations
techniques
paramètres à prendre en compte
pour l'étude et la conception
des convoyeurs à bande

Sommaire

1

Informations techniques

page

9

1.1

Introduction .................................................................. 11

1.2

Symboles techniques .................................................. 12

1.3

Caractéristiques techniques des convoyeurs à bande .. 14

1.4

Composants d'un convoyeur à bande ......................

16

1.5
1.5.1
1.5.2
1.5.3
1.5.4

Paramètres à prendre en compte pour la conception ..
Produit transporté .......................................................
Vitesse de la bande .........................................................
Largeur de la bande ........................................................
Types de stations supports en auge, écartement,
longueur de transition ......................................................
Effort tangentiel, puissance absorbée, resistance
passive, poids de la bande, tensions et vérifications .......
Types d'entraînement des convoyeurs à bande
et dimensions des tambours ...........................................

18
18
23
24

1.5.5
1.5.6

32
36
44

1.6
1.6.1
1.6.2
1.7
1.7.1

Sollicitation de la bande et des rouleaux amortisseurs .. 53
Calcul des combinaisons d'efforts qui s'exercent
sur les rouleaux amortisseurs........................................... 54

1.8
1.8.1
1.8.2
1.8.3

Accessoires ...............................................................
Dispositifs de nettoyage de la bande ..............................
Psetournement de bande ...............................................
Capots pour convoyeurs à bande ...................................

1.9

10

Rouleaux, fonction et données critiques ................... 48
Choix du diamètre des rouleaux en fonction de la vitesse... 49
Choix du type de rouleau en fonction de la cnarge........... 50

Exemples d'études ...................................................... 60

58
58
59
59
1.1 Introduction
A 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 a 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.

11

Quoi qu`il en soit, ce chapitre n‘a pas la
prétention d'être la "bible" de la conception
des convoyeurs à bande.
Le but est de vous fournir certains critères pour
vous aider à choisir les composants les plus
importants, ainsi que des calculs permettant
de déterminer les bonnes dimensions.
Les informations techniques contenues
dans les chapitres suivants sont destinées
essentiellement à aider le concepteur et à
être intégrées dans la réalisation technique
du projet.
®

1 Informations
techniques
paramètres à prendre en compte
pour l'étude et la conception
des convoyeurs à bande

1.2

Symboles techniques

a
A
ag
ai
ao
at
au
B
C
Ca
ca
Ca1
cd
Cf
ch
Co
Cp

écartement des stations-supports
longueur de l'axe du rouleau
distance entre le flasque du tambour et le support
écartement des stations amortisseuses
écartement des stations porteuses
écartement des stations de transition
écartement des stations inférieures
longueur du tube du rouleau
distance entre les supports des rouleaux
effort statique sur la station porteuse
effort sur le rouleau central de la station porteuse
effort dynamique sur la station porteuse
effort dynamique sur le roulement
constante élastique du châssis/rouleau amortisseur
méplats cle l‘axe du rouleau
effort statique sur le roulement
résultante des forces qui s`exércent conjointement
sur l'axe du tambour moteur
résultante des forces qui s`exercent conjointement sur
l'axe du tambour de renvoi
coefficient de résistance fixe
effort statique sur la station support inférieure
effort sur le rouleau de la station inférieure
charge dynamique sur la station support inférieure
coefficient de résistance passive en fonction de la température
coefficient d'enroulement
diamètre de l'axe/de l'arbre
diamètre du rouleau/tambour
modules d'élasticité de l'acrer
base logarithmique naturelle
coefficient de frottement interne du produit et des parties tournantes
coefficient de frottement entre la bande
et le tambour selon un arc d'enroulement
incurvation de la bande entre deux stations-supports
flèche d'un axe symétrique
effort tangentiel nécessaire pour déplacer la bande dans le sens de marche
coefficient de choc
coefficient lié a l'environnement
coefficient de participation
coefficient de participation sur le rouleau central d'une station-support
effort tangentiel nécessaire pour déplacer la bande dans le sens du retour
coefficient de service
effort tangentiel total
coefficient de vitesse
distance entre les pattes de fixation
poids d'un morceau de produit
élévation verticale de la bande
hauteur de chute corrigée
hauteur de chute du produit entre la bande et le crible
dénivellation entre le tambour moteur ét le contrepoids
hauteur de chute du produit entre le cribe et la bande réceptrice
distance entr`axes entre le tambour moteur et le
raccordement du contrepoids
débit volume
débit-masse (écoulement du produit)

Cpr
Cq
Cr
cr
Cr1
Ct
Cw
d
D
E
e
f
fa
fr
ft
Fa
Fd
Fm
Fp
Fpr
Fr
Fs
Fu
Fv
G
Gm
H
Hc
Hf
Ht
Hv
IC
IM
IV

12

m
mm
m
m
m
m
m
mm
mm
daN
daN
daN
daN
Kg/m
mm
daN
daN
daN
_
daN
daN
daN
_
_
mm
mm
daN/mm
2,718
_

2

_
m
mm
daN
_
_
_
_
daN
_
daN
_
mm
Kg
m
m
m
m
m
m
m /h
t/h
3
IVM

qs
qT
RL
S
T0
T1
T2
T3
Tg
Tmax
Tumax
Tx
Ty
v
V
W

débit volume corrigé a 1 m/s en fonction de l'inclinaison
et de l'irrégularité de l'alimentation
débit volume théorique a 1 m/s
moment d'inertie de la section du produit
coefficient d‘inclinaison
coefficient de correction
contrainte admissible
entr'axe
dimensions d'un bloc de produit
longueur de transition
moment fléchissant
moment fléchissant idéal
moment de torsion
largeur de la bande
tours/minute
puissance absorbée
force dynamique de chute
force de choc due à la chute du produit
force de choc sur le rouleau central
poids des pièces tournantes inférieures
poids des pièces tournantes supérieures
poids de la bande par mètre linéaire
densité de la bande
poids du produit par mètre linéaire
poids des pièces tournantes supérieures par
rapport a l'écartement des stations–supports
poids des pièces tournantes inférieures par rapport
à l'écartement des stations–supports
masse volumique
poids du tambour
longueur d‘une face du tambour moteur
section du matériau de la bande
tension minimale a l'extrémité de la zone de chargement
tension du côte entrée
tension du côté sortie
tension sur le tambour (non d'éntraînement)
tension sur la bande au point d‘attache du contrepoids
tension au point de contrainte la plus élevée de la bande
tension maximale unitaire de la bande
tension de la bande en un point déterminé
tension de la bande en un point déterminé
vitesse de la bande
déplacement maximal du bord de la bande vers le haut
module de résistance

α
αt
β
γ
δ
λ
λ1
λ2
η
y

arc d'enroulement de la bande sur le tambour
inclinaison de l'arbre symétrique tournant
angle de talutage
angle d'inclinaison du crible
inclinaison du convoyeur
inclinaison des rouleaux latéraux d'une station-support
inclinaison du rouleau intermédiaire
inclinaison du rouleau extérieur
rendement
déviation angulaire du roulement

IVT
J
K
K1
σamm
L
Lb
Lt
Mf
Mif
Mt
N
n
P
pd
pi
pic
Ppri
Pprs
qb
qbn
qG
qRO
qRU

Le symbole kilogramme (kg) est entendu
comme force poids.

13

m /h
m /h
mm
_
_
daN/mm
m
m
m
daNm
daNm
daNm
mm
rpm
kW
Kg
Kg
Kg
Kg
Kg
Kg/m
Kg/m
Kg/m
3
3

4

2

2

Kg/m
Kg/m
t/m
daN
mm
m
daN
daN
daN
daN
daN
daN
daN/mm
daN
daN
m/s
mm
mm
3

2

3

degrés
rad
degrés
degrés
degrés
degrés
degrés
degrés
_
degrés
®

1 Informations
techniques

Trémie de chargement

Convoyeur à bande

Trémie de chargement
Stations porteuses

Stations amortisseuses

paramètres à prendre en compte
pour l'étude et la conception
des convoyeurs à bande
Tambour de renvoi

Stations inférieures

Tambour moteur

Fig.1 - Schéma de principe d'un convoyeur à bande

1.3 Caractéristiques techniques des
convoyeurs à bande
Un convoyeur à bande a pour fonction de
transporter en continu des produits en vrac
mélangés ou homogènes, sur des distances
allant de quelques mètres à des dizaines de
kilomètres. L'un des principaux composants
du convoyeur est la bande en élastomère
dont la fonction est double :
- recevoir le produit transporté,
- transmettre la force nécessaire pour
déplacer cette charge.
Le convoyeur à bande est conçu pour
transporter des produits en continu sur la
face supérieure de la bande.
Les surfaces de la bande (supérieure sur le
brin porteur et inférieure sur le brin de retour)
sont en contact avec une série de rouleaux
montés sur le châssis du convoyeur en un
ensemble appelé station-support. A chaque
extrémité du convoyeur, la bande s'enroule
sur un tambour, l'un d'entre eux étant relié à
un groupe d'entrainement pour transmettre
le mouvement.
Parmi les autres systèmes de transport, le
plus compétitif est certainement le transport
par camion. Par rapport à ce dernier, le
convoyeur à bande présente les avantages
suivants:
- réduction des effectifs nécessaires,
- réduction de la consommation d'énergie,
- longs intervalles entre les périodes
de maintenance,
- independance du système par rapport à
son environnement,
- réduction des coûts d'exploitation.

14

Selon les charges à transporter, les grands
convoyeurs à bande peuvent représenter
une économie de 40 à 60 % par rapport
au transport routier.
Les composants électriques et mécaniques des convoyeurs, tels que rouleaux,
tambours, roulements, moteurs, etc. sont
fabriqués dans le respect des normes les
plus strictes. Le niveau de qualité atteint par
les principaux fabricants garantit leur bon
fonctionnement et une durée de vie longue.
Les principaux composants du convoyeur,
à savoir les rouleaux et la bande, nécessitent très peu de maintenance, à partir du
moment où la conception et l'installation
ont été correctement réalisées. La bande
élastomère ne nécessite que des réparations occasionnelles ou superficielles et,
les rouleaux étant dotés d'une étanchéité
a vie, n'ont pas besoin d'être lubrifiés. Le
niveau de qualité très élevé assuré par
Rulmeca, ainsi que les technologies de
pointe utilisées peuvent encore réduire,
voire même supprimer, la nécessité d‘une
maintenance ordinaire.
Le revêtement caoutchouté des tambours
a une durée de vie de deux ans. Enfin,
l'utilisation d'accessoires appropriés pour
nettoyer la bande aux points de chargement
et de déchargement permet d'obtenir des
améliorations notables et d‘augmenter la
durée de vie de l'installation tout en nécessitant relativement peu de maintenance.
Tous ces facteurs contribuent à limiter les
frais d'exploitation, en particulier en cas
de travaux de fouille, de passage sous des
collines, des routes ou d'autres obstacles.
Un convoyeur à bande lisse peut gravir des
pentes allant jusqu'à 18° et il y a toujours
possibilité de récupérer l'énergie sur les
portions en descente.
On a donc pu ainsi réaliser des projets avec
des systèmes ayant une longueur de 100 km
et comportant des tronçons de 15 km.

En employant les caractéristiques de flexibilité, force et efficacité le convoyeur à bande
est la solution idéale pour transporter des
produits en vrac et d’autres matériaux. Des
développements continus dans ce domaine
donnent encore plus d’avantages.

Fig.2.1- Convoyeur à bande horizontale

Fig.2.5- Convoyeur à tronçons horizontal et incliné, pour lequel
il est nécessaire d'utiliser deux bandes.

Fig.2.2 - Convoyeur à bande horizontale et tronçon incliné, où
l'espace perrnet une courbe verticale et la charge ne nécessite
qu'une seule bande.

Les plans ci de suite montrent des configurations typiques du convoyeur à bande:

Fig.2.6 - Convoyeur à tronçons horizontal et incliné, où l'espace
ne permet pas de réaliser une courbe verticale, mais la charge
ne nécessite qu'une seule bande.

Fig.2.3 - Convoyeur à bande inclinée et tronçon horizontal, où
la charge ne nècessite qu'une seule bande et l'espace perrnet
une courbe vérticale.

Fig.2.7 - Convoyeur à une seule bande comportant un tronçon
horizontal, un tronçon incliné et un en descente avec des
courbes verticales.

Fig.2.4 - Convoyeur à tronçons horizontal et incliné, où l'espace
ne permet pas de courbe verticale et la charge nécessite deux
bandes.

Fig.2.8 - Convoyeur dont la bande est chargée en pente
ascendante ou descendante.

15
®

1 Informations
techniques
paramètres à prendre en compte
pour l'étude et la conception
des convoyeurs à bande

1.4 Composants et leur dénomination
La Fig. 3 illustre les principaux composants
d'un convoyeur à bande type. Dans la
pratique, compte tenu de la diversité des
applications, on peut avoir de nombreuses
autres combinaisons de zones de chargement et de déchargement, d‘élévations et
d‘autres accessoires.

Tambour de commande
La surface du tambour de commande
traditionnel ou du tambour moteur peut
être laissée en finition normale ou avoir un
revêtement de caoutchouc dont l'épaisséur
est calculée en fonction de la puissance à
transmettre.

Tête d'entraînement
Elle peut être de conception traditionnelle
ou équipée d'un tambour moteur.

Ce revêtement peut comporter des striures
en chevron, ou droites dans le sens de la
marche ou bien en forme de losange, de
manière à augmenter le coefficient de frottement et à faciliter l'évacuation de l'eau à
la surface du tambour.

- Traditionnelle
Comporte un groupe d'entraînement constitué d'un tambour de commande dont le
dimensionnement est adapté à la charge
supportée par la bande et un tambour de
renvoi à l'extrémité opposée. La puissance
est transmise par une boîte d'engrenages
directement accouplée ou par une transmission par arbre directe ou parallèle
entraînant le tambour de commande avec
un couple adapté.
- Tambour moteur
Dans cette configuration, le moteur, la boîte
d'engrenages et les roulements constituent
un ensemble complet, enfermé et protégé
à l'intérieur d'un carter, qui entraîne directement la bande. Cette solution élimine toutes
les complications liées aux transmissions
extérieures, couples, etc. décrits ci-dessus
pour la conception traditionnelle. A l'heure
actuelle, les tambours moteurs sont fabriqués avec des diamètres aliant jusqu'à 800
mm, une puissance de l'ordre de 130 KVV et
un rendement qui peut atteindre 97%.

16

Le diamètre du tambour est dimensionné
en fonction de la catégorie et du type de
bande, ainsi que des pressions calculées
sur sa surface.

Tambours de renvoi
La surface du carter n'a pas nécessairement
besoin d'être munie d'un revêtement, sauf
dans certains cas. Le diamètre est normalement inférieur à celui qui est prévu pour
le tambour de commande.

Tambours d'inflexion ou de contrainte
Ils servent à augmenter l'arc d'enroulement
de la bande et, d'une manière générale,
ils sont utilisés dans tous les cas où il est
nécessaire de dévier la bande au niveau des
dispositifs de tension à contrepoids, des
appareils de déchargement mobiles, etc.
Rouleaux
Ils soutiennent la bande et tournent librement
et facilement sous la charge. Ce sont les
composants les plus importants du convoyeur et ils représentent une part considérable
de l'investissement total. Il est fondamental
de les dimensionner correctement pour
garantir les performances de l'installation
et une exploitation économique.

Stations porteuses en auge et
stations-supports inférieures
Les rouleaux porteurs sont généralement
fixés sur des pattes de fixation soudées a
une traverse ou un support. L‘angle d'inclinaison des rouleaux latéraux varie entre
20° et 45°. On peut également obtenir des
angles de 60° avec une suspension de type
"guirlande".
Les stations-supports inférieures peuvent
comporter un seul rouleau sur toute la
largeur ou bien deux rouleaux formant un
'"/" et inclinés à 10°.
En fonction des différents types de produits
à manutentionner, les stations porteuses en
auge peuvent être conçues symétriquement
ou non, selon le cas.
Dispositifs de tension
L'effort nécessaire pour maintenir la bande
en contact avec le tambour d'entraînement
Trémie de chargement

Station porteuse

est fourni par un dispositif de reprise de
tension qui peut être à vis, à contrepoids
ou avec un treuil motorisé.
Le contrepoids applique un effort de tension
constant à la bande, quelles que soient
les conditions. Son poids est calculé en
fonction des limites minimales nécessaires
pour assurer la tension correcte de la bande
et éviter toute surtension.
Le mouvement du dispositif de tension à
contrepoids est calculé d'après l‘élasticité
de la bande pendant les diverses phases
de fonctionnement du convoyeur.
Le mouvement minimal d'un dispositif de
reprise de tension ne doit pas être inférieur
à 2 % de l'entr‘axe du convoyeur s'il est
équipé d'une bande à armature textile, ou
0,5 % de son entr'axe s'il est équipé d'une
bande à armature métallique.
Trémie
La trémie est conçue pour faciliter le
chargement et le glissement du produit
en absorbant les chocs de la charge et en
évitant les colmatages et l'endommagement
de la bande. Elle permet un chargement
immédiat du produit et résout les problèmes
d'accumulation.

Station superieure autocentreuse

L'inclinaison des parois doit être fonction
de la manière dont le produit tombe, de
sa trajectoire, ainsi que de la vitesse du
convoyeur. La granulométrie et la masse
volumique du produit, ainsi que ses
propriétés physiques, telles que humidité,
corrosion, etc. ont également leur importance pour la conception.
Dispositifs de nettoyage
Le système de nettoyage de la bande doit
faire l‘objet d'une attention toute particulière
de manière à réduire la fréquence des opérations de maintenance, notamment lorsque
la bande transporte des produits humides
ou collants. Un nettoyage efficace permet
au convoyeur d'atteindre un maximum de
productivité.
Il existe un grand nombre de types et de
modèles de dispositifs de nettoyage de
bande. Le plus simple est constituée d'une
lame racleuse droite montée sur des supports en caoutchouc (chapitre 5).
Capots pour convoyeurs
Les capots pour convoyeurs ont une importance fondamentale lorsqu'il est nécessaire
de protéger le produit transporté de l‘air
ambiant et d'assurer le bon fonctionnement
de l'installation (chapitre 6).

Capot

Station de transition

Tambour de commande
ou tambour moteur
Station
amortisseuse

Dispositif de
nettoyage

Dispositif de
nettoyage
tangentiel

Tambour de
contrainte

Fig. 3
Tambour
de renvoi

Tambour de
contrainte

Dispositif de
nettoyage à
racleur

Station inférieure
auto-centreuse

Station inférieure

17

Tambour de tension
avec contrepoids

Tambour
d’inflexion
®

1 Informations
techniques
paramètres à prendre en compte
pour l'étude et la conception
des convoyeurs à bande

1.5 - Paramètres à prendre en compte
lors de l'étude et de la conception
Le choix du système optimal de transport, sa
conception et sa rationalisation dépendent
d'une connaissance parfaite des caractéristiques de construction et des forces
qui s'exercent sur tous les composants du
système.
Les principaux facteurs qui déterminent le
dimensionnement d'un convoyeur à bande
sont: le débit-volume nécessaire, le type
de produit à transporter et ses caractéristiques, telles que granulométrie, propriétés
physiques et chimiques. Le parcours et
le profil du convoyeur ont également leur
importance.
Les illustrations qui suivent montrent les
critères utilisés pour le calcul de la vitesse
et de la largeur de la bande, le type et la
disposition des stations-supports, le type de
rouleaux utilisés et enfin le dimensionnement
des tambours.

L'angle de talutage est l'angle que forme
l'horizontale avec la surface du produit lors
de son transport sur une bande en mouvement. Fig. 5.
Cet angle est généralement compris entre 5°
et 15° (jusqu'à 20° pour certains produits) et
est bien inférieur à l'angle d'éboulement.

Angle
d’éboulement

Fig.4

Angle de
talutage

1.5.1 - Produit transporté
L'etude de conception d'un convoyeur à
bande doit normalement commencer par
une évaluation des caractéristiques du
produit à manutentionner et particulièrement
de l'angle d'éboulement et de l'angle de
talutage.
L'angle d'éboulement d'un produit, que
l'on appelle également "angle de frottement
naturel", est l'angle que la ligne de pente du
produit, mis en tas librement sur une surface
plane, forme avec l'horizontale. Fig. 4.
18

Fig.5

Le tableau 1 montre la corrélation entre les
caractéristiques physiques des produits et
leurs angles d'éboulement relatifs.
Le produit transporté adopte la configuration
indiquée sur le schéma en coupe.
L'aire de la section "S" peut être calculée
géométriquement en ajoutant la surface d'un
cercle A1 à celle du trapèze A2.

S = A1 + A2

S

A1
A2

Fig.6

La valeur du volume transporté IVT peut être
facilement calculée à l'aide de la formule
suivante:

Tab. 1 - Angles de talutage, d'éboulement et écoulement du produit
	

		
	
	
	

IVT
S = _________ [ m2 ]
3600

où:
	
IVT = volume transporté à une 		
	
	 vitesse de 1 m/s
		
(voir Tab.5a-b-c-d )

Fluidité		

			

Profil

très élevée	

moyenne

faible	

sur une bande plate

30°	

ß	

élevée	

	

		

Angle de talutage β
5°	

10°	

20°	

25°	

						

Angle d'éboulement
0-19°	

20-29°	

30-34°	

35-39°	

40° et plus	

d'autres	

Caractéristiques des produits

Dimensions

Particules

Produit irrégulier,

Produits

Produits irréguliers,

On peut inclure

uniformes,

partiellement

granulats de poids

ordinaires, tels que

visqueux, fibreux

ici des produits

particules rondes,

rondes, secs

moyen, tels que

par ex. charbon

dont l'état tend à se présentant

de très petite taille.

et lisses.

par ex. anthracite,

bitumineux et la

détériorer pendant

diverses

Très humides ou

Poids moyen

argile, etc.

plupart des

la manutention, tels

caractéristiques

très secs, tels que

comme par ex.

minerais, etc.

que par ex.

telles que celles

sable sec, silice,

céréales, graines

copeaux de bois,

indiquées dans le

ciment, poussière

et fèves.

produits dérivés de

Tab. 2 ci-dessous.

de calcaire

la canne à sucre,

humide, etc.

sable de fonderie,
etc.

19
®

1 Informations
techniques

Tab.2 - Propriétés physiques des produits
Type

Masse volumique moyenne

qs

Angle

Abrasivité

Corrosivité

22°

C

A

-

C

A

60

27°

B

A

1,36-1,52

85-95

-

B

A

Ardoise, poussière

1,12-1,28

70-80

35°

B

A

Argile, sèche, en morceaux

0,96-1,20

60-75

35°

C

A

Argile, sèche, fine

1,60-1,92

100-120

35°

C

A

Asphalte broyé jusqu'à 13 mm

0,72

45

-

A

A

Asphalte, liant pour revêtement routier

1,28-136

80-85

-

A

B

lbs. / Cu.Ft

d'éboulement

Alumine

paramètres à prendre en compte
pour l'étude et la conception
des convoyeurs à bande

t/m3
0,80-1,04

50-65

Amiante, minéral ou roche

1,296

81

Anthracite

0,96

Ardoise, de 40 mm à 80 mm

Bakélite, fine

0,48-0,64

30-40

-

A

A

Baryte

2,88

180

-

A

A

Bauxite, broyée, sèche

1,09

68

35°

C

A

Bauxite, tout-venant

1,28-1,44

80-90

31°

C

A

Bentonite, jusqu'à 100 mesh

0,80-0,96

50-60

-

B

A

Béton, blocs

2,08-2,40

130-150

-

C

A

Béton, poussières

1,44-1,76

90-110

-

C

A
B

Betterave à sucre, pulpe (humide)

0,40-0,72

25-45

-

A

Betterave à sucre, pulpe (sèche)

0,19-0,24

12-15

-

-

-

Blcarbonate de sodium

0,656

41

42°

A

A

Blanc de titan

0,4

25

-

B

A

Blé

0,64-0,67

40-42

25°

A

A

Borax, morceaux

0,96-1,04

60-65

-

B

A

Bralse de coke, 6 mm

0,40-0,5

25-35

30-45°

C

B

Brique dure

2

125

-

C

A

Calcaire broyé

1,36-1,44

85-90

35°

B

A

Calcaire riche en argile (voir calcaire)

1,60-1,76

100-110

-

B

A

Canne à sucre, coupée

0,24-0,29

15-18

50°

B

A

Caoutchouc, granulés

0,80-0,88

50-55

35°

A

A

Caoutchouc, récupération

0,40-0,48

25-30

32°

A

A

Carbonate de baryum

1,152

72

-

A

A

Carborundum, jusqu`a 80

1,6

100

-

C

A

Carbure de calcium

1,12-1,28

70-80

-

B

B

Cendres de charbon mouillées jusqu'à 80 mm 0,72-0,80

45-50

50°

B

P

Cendres de charbon sèches jusqu'à 80 mm

0,56-0,64

35-40

40°

B

A

Charbon bitumineux, 50 mesh

0,80-0,86

50-54

45°

A

B

Charbon bitumineux, tout-venant

0,72-0,88

45-55

38°

A

B

Charbon de bois

0,29-0,40

18-25

35°

A

A

Chaux broyée jusqu'à 3 mm

0,96

60

43°

A

A

Chaux hydratée jusqu'à 3 mm

0,64

40

40°

A

A

Chaux hydratée pulvérisée

0,51-0,64

32-40

42°

A

A

Chlorure de magnésium

0,528

33

-

B

-

Chlorure de potassium, pellets

1,92-2,08

120-130

-

B

B

Ciment Portland, aéré

0,96-1,20

60-75

36°

B

A

Clinker

1,20-1,52

75-95

30-40°

C

A

Coke de pétrole calciné

0,56-0,72

35-45

-

A

A

Coke, en vrac

0,37-0,56

23-35

-

C

B

Concentré de zinc

1,20-1,28

75-80

-

B

A

Copeaux d'acier

1,60-2,40

100-150

-

C

A

Copeaux d'aluminium

0,11-0,24

7-15

-

B

A

Copeaux de bois

0,16-0,48

10-30

-

A

A

Copeaux de fonte

2,08-3,20

130-200

-

B

A

Cryolithe

1,76

110

-

A

A

Cryolithe, poussière

1,20-1,44

75-90

-

A

A

Cuivre, minerai

1,92-2,40

120-150

-

-

-

20
Le tableau 2 indique les propriétés physiques et chimiques des produits qu'il convient de prendre en compte lors de l'étude
d'un transporteur à bande.

Tab.2 - Propriétés physiques des produits
Type

Masse volumique moyenne
t/m3

lbs. / Cu.Ft

qs

Angle

Abrasivité

Corrosivité

d'éboulement

Déchets de fonte

1,12-1,60

70-100

-

C

A

Diphosphate de chaux

0,688

43

-

-

-

B

A

Diphosphate de sodium

0,40-0,50

25-31

-

Dolomite, en morceaux

1,44-1,60

90-100

-

Feldspath, morceaux de 40 mm à 80 rnrn

1,44-1,76

90-110

34°

C

A

Feldspath, taille 13 mrn

1,12-1,36

70-85

38°

C

A

Granit, de 40 mm à 50 mm

1,36-1,44

85-90

-

C

A

Granit, taille 13 mm

1,28-1,44

80-90

-

C

A

Granulés de noir de carbone

0,32-0,40

20-25

-

A

A

Graphite lamellaire

0,64

40

-

A

A

Gravier

1,44-1,60

90-100

40°

B

A

Grès

1,36-1,44

85-90

-

A

A

Guano, sec

1,12

70

-

B

-

Gypse, morceaux de 13 mm à 80 mm

1,12-1,28

70-80

30°

A

A

Kaolin jusqu'à 80 mm

1,008

63

35°

A

A

Kaolin talqueux, 100 mesh

0,67-0,90

42-56

45°

A

A

Koréite, talc, fin

0,64-0,80

40-50

-

A

A

Laitier de haut fourneau, broyé

1,28-1,44

80-90

25°

C

A

Liège

0,19-0,24

12-15

-

-

-

Lignite

0,64-0,72

40-45

38°

A

B

Magnésite (particules lines)

1,04-1,20

65-75

35°

B

A

Manganèse, minerai

2,00-2,24

125-140

39°

B

A

Marbre, concassé, jusqu'à 13 mm

1,44-1,52

90-95

-

B

A

Mineral de chrome

2,00-2,24

125-140

-

C

A

Mineral de fer

1,60-3,20

100-200

35°

C

A

Mineral de fer broyé

2,16-2,40

135-150

-

A

A

Mineral de plomb

3,20-4,32

200-270

30°

B

B

Nickel

2,40

150

-

C

B

Nitrate d'ammonium

0,72

45

-

B

C

Nitrate de potassium (saltpètre)

1,216

76

-

B

B

Nitrate de sodium

1,12-1,28

70-80

24°

A

-

Oxyde d'aluminium

1,12-1,92

70-120

-

C

A

Oxyde de zinc, lourd

0,48-0,56

30-35

-

A

A

Oxydes de plomb

0,96-2,04

60-150

-

A

-

Perles de polystyrène

0,64

40

-

-

-

Phosphate, acide, engrais

0,96

60

26°

B

B

Phosphate, extra-fin

0,816

51

45°

B

B

Phosphate, floride

1,488

93

27°

B

A

Phosphate pulvérisée

0,96

60

40°

B

A
A

Plâtre, poussière

0,96-1,12

60-70

42°

A

Poudre de noir de carbone

0,06-0,11

4-7

-

A

A

Poudre de savon

0,32-0,40

20-25

-

A

A

Poussière de calcaire

A non abrasif/non corrosif
B moyennement abrasif/
moyennement corrosif
C très abrasif/très corrosif

1,28-1,36

80-85

-

B

A

Pyrite de fet de 50 à 80 mm

2,16-2,32

135-145

-

B

B

Pyrite, pellets

1,92-2,08

120-130

-

B

B

Quartz morceaux de 40 mm à 80 mm

1,36-1,52

85-95

-

C

A

Quarlz, 13 mm criblé

1,28-1,44

80-90

-

C

A

Quartz, poussière

1,12-1,28

70-80

-

C

A

21
®

1 Informations
techniques
paramètres à prendre en compte
pour l'étude et la conception
des convoyeurs à bande

Tab.2 - Propriétés physiques des produits
Type

Masse volumique moyenne
t/m3

lbs. / Cu.Ft

qs

Angle

Abrasivité

Corrosivité

d'éboulement

Sable de tondene, décochage

1,44-1,60

90-100

39°

C

A

Sable sec

1,44-1,76

90-110

35°

C

A

1,76-2,08

110-130

45°

C

A

Sel, commun, sec, fin

1,12-1,28

70-80

25°

B

B

Sel, commun, sec, gros

0,64-0,80

40-55

-

B

B

Sels potassiques, sylvite, etc.

1,28

80

-

A

B

Soude calcinée lourde

0,88-1,04

55-65

32°

B

C

Soufre jusqu'à 80 mm

1,28-1,36

80-85

-

A

C

Soufre, concassé moins de 13 mm

0,80-0,96

50-60

-

A

C

Sucre en poudre

0,80-0,96

50-60

-

A

B

Sucre, brut, canne

0,88-1,04

55-65

30°

B

B

Sucre, humide, betterave

0,88-1,04

55-65

30°

B

B

Sulfate d'aluminium (en grains)

0,864

54

32°

-

-

Sulfate d'ammonium

0,72-0,93

45-58

32°

B

C

Sulfate de cuivre

1,20-1,36

75-85

31°

A

-

Sulfate de fer

0,80-1,20

50-75

-

B

-

Sulfate de magnésium

1,12

70

-

-

-

Sulfate de manganèse

1,12

70

-

C

A

Sulfate de potassium

0,67-0,77

42-48

-

B

-

Talc, en poudre

0,80-0,96

50-60

-

A

A

Talc, morceaux de 40 mm à 80 mm
A non abrasif/non corrosif
B moyennement abrasif/
moyennement corrosif
C très abrasif/très corrosif

Sable, mouillé

1,36-1,52

85-95

-

A

A

Terre, mouillée contenant de l'argile

1,60-1,76

100-110

45°

B

A

Zinc, minerai, grillé

1,60

100

38°

-

-

22
1.5.2 - Vitesse de la bande
La vitesse maximale d'un convoyeur à bande
a atteint des limites qui étaient inimaginables
il y a quelques années. Ces vitesses très
élevées ont permis d'augmenter considérablement les volumes transportés. Par
rapport à la charge totale, il y a une réduction
du poids du produit transporté par mètre
linéaire de convoyeur ce qui implique une
diminution du coût de la construction au
niveau des stations- supports et de la bande
elle-même. Les caractéristiques physiques
du produit à manutentionner sont l'élément
déterminant pour le calcul de la vitesse de
la bande. Des produits légers, tels que
les céréales, la poussière ou les fines de
minerais, permettent d‘utiliser des vitesses
élevées. Les produits criblés ou tamisés
peuvent permettre des vitesses supérieures
à 8 m/s. Par contre, une granulométrie,
une abrasivité ou une masse volumique
plus importantes nécessitent de réduire la
vitesse de la bande transporteuse. Il peut
s‘avérer nécessaire de diminuer la vitesse
du convoyeur dans des limites de l'ordre
de 1,5 / 3,5 m/s pour manutentionner des
pierres non concassées et non criblées à
forte granulométrie. On obtient la quantité
de produit par mètre linéaire de convoyeur
à l'aide de la formule suivante :

Néanmoins on utilise des bandes plus
larges par rapport au débit-masse, à des
vitesses élevées et faibles, parce qu‘il y
a moins de danger de perdre du produit,
moins de pannes et moins de blocages
dans les trémies.
A partir de données expérimentales, le
tableau 3 indique les vitesses maximales
recommandées, compte tenu des caractéristiques physiques et de la granulométrie
du produit transporté, ainsi que de la largeur
de la bande utilisée.
Tab. 3 - Vitesses maximales conseillées
Granulométrie
dimensions max.

Bande
largeur min.

homogène

mélangé

jusqu'à mm

jusqu'à mm

Vitesse max.
A

B

C

D

2.5

2.3

2

1.65

mm

m/s

où:
qG = poids du produit
par mètre linéaire

400

150

500

125

200

650

3

2.75

2.38

2

170

300

800

3.5

3.2

2.75

2.35

250

400

1000

4

3.65

3.15

2.65

350

500

1200

400

600

1400

4.5

4

3.5

3

450

650

1600

700

1800

5

4.5

3.5

3

550

[ Kg/m ]

100

500

IV
qG = —————
3.6 x v

50
75

750

2000

600

800

2200

6

5

4.5

4

A - Produit léger glissant, non abrasif, masse
volumlque de 0.5 ÷ 1,0 t /m3
B - Produit non abrasif, granulométrie moyenne,
masse volumique de 1.0 ÷ 1.5 t /m3
C - Produit moyennement abrasif et lourd, masse
volumique de 1.5 ÷ 2 t /m3
D - Produit abrasif, lourd et présentant des arêtes
aigües de plus de 2 t/m3 de masse volumique

IV = débit-masse t/h

Etant donné les facteurs qui limitent la
vitesse maximale d'un convoyeur, on peut
conclure:
Si l'on considère l'inclinaison de la bande à
la sortie du point de chargement, plus cette
pente est importante, plus la turbulence du
produit sur la bande va augmenter. Ce phénomène est un facteur limitatif pour le calcul
de la vitesse maximale de la bande, étant
donné qu'il entraine une usure prématurée
de la surface de la bande.

v = vitesse de la bande m/s
qG sert à déterminer l'effort tangentiel Fu.
En augmentant la vitesse v, on peut obtenir
le débit-masse moyen Iv avec une largeur
de bande plus étroite (et par conséquent
une structure de convoyeur plus simple),
ainsi qu'une charge moins importante par
mètre lineaire, ce qui entraine une réduction
au niveau de la conception des rouleaux
et des stations-supports et de la tension
de la bande.

L‘action abrasive répétée sur le matériau de
la bande, résultant de nombreux chargements sur une portion donnée sous la trémie,
est directement proportionnelle à la vitesse
de la bande et inversement proportionnelle
à sa longueur.
23
®

Etant donné la vitesse optimale de la bande,
indiquée dans le tableau 3, on détermine
sa largeur essentiellement en fonction de
la quantité de produit transporté qui figure
au cahier des charges.

On peut ainsi exprimer la capacité du convoyeur comme étant le débit volume IvT
[m3/h] pour v= 1 m/sec.
L'inclinaison des rouleaux Iatéraux d'une
traverse (de 20° à 45°) définit l'angle de la
station-support. Fig. 7

Angle de surcharge

On utilise même des stations-supports à
40 ou 45° pour des cas particuliers, où, en
raison de cette position contraignante, les
bandes doivent pouvoir s'adapter à une
auge aussi accentuée.
Dans la pratique, le choix et la conception
des stations-supports doivent permettre
d'obtenir le débit volume souhaité, en utilisant une bande la plus étroite possible et
donc la plus économique.

Distance des bords
0,05 x N + 25 mm

β

paramètres à prendre en compte
pour l'étude et la conception
des convoyeurs à bande

1.5.3 - Largeur de la bande

Angle de
la station

λ

1 Informations
techniques

N

Largeur de
la bande

Fig. 7

La largeur de la bande avec le plus grand
angle correspond à une augmentation du
débit volume IVT.
La conception de la station-support
porteuse dépend également de la capacité
de la bande à prendre la forme en auge.
Par le passé, l'inclinaison des rouleaux
latéraux d'une station-support était de 20°.
Actuellement, les améliorations réalisées
au niveau de la structure et des matériaux
entrant dans la fabrication des bandes
transporteuses permettent d'utiliser des
stations-supports présentant une inclinaison
des rouleaux latéraux de 30 à 35°.

24

II convient de noter toutefois que la largeur
de la bande doit être suffisante pour recevoir
et contenir le produit, qu'il soit constitué de
gros morceaux de diverses granulométries,
ou bien de fines particules.
Pour le calcul des dimensions de la bande,
on doit tenir compte des valeurs minimales
de la largeur de la bande en fonction de
sa charge de rupture et de l'inclinaison
des rouleaux latéraux, comme indiqué au
tableau 4.

Tab. 4 - Largeur minimale de la bande
en fonction de sa charge de rupture et de l'inclinaison des rouleaux.
Charge de rupture

Largeur de la bande

N/mm

mm

250

400

400

—

315

400

400

450

400

400

400

450

500

450

450

500

630

500

500

600

800

500

600

650

1000

600

650

800

1250

600

800

1000

1600

600

800

1000

λ= 20/25°

λ= 30/35°

λ= 45°

Pour les bandes dent la charge de rupture est supérieure aux valeurs indiquées dans ce tableau, il est recommandé de consulter le
fabricant de la bande.

Débit-volume IM
On obtient le débit volumétrique de la
bande à l'aide de la formule suivante:
Iv
IM =

qs

[ m3/h ]

où:
Iv = capacité de charge
de la bande [ t/h ]
qs = masse volumique du produit
Egalement défini de la manière suivante :
IM
IVT =

v

[ m3/h ]

où le volume de produit transporté est
exprimé pour une vitesse de 1 m/sec.

25

On peut déterminer à l'aide du tableau
5a-b-c-d si la largeur de bande choisie
correspond au débit-volume IM calculé sur
la base du cahier des charges, en fonction
de la conception des stations-supports,
de l'inciinaison des rouleaux, de l'angle
de talutage du produit et de la vitesse de
la bande.
®

paramètres à prendre en compte
pour l'étude et la conception
des convoyeurs à bande

β

1 Informations
techniques
Tab. 5a - Débit-volume
avec stations-supports plats à 1 rouleau
v = 1 m/s
Largeur

Angle de

de la bande
mm

β

IVT

λ = 0°

Largeur

Angle de

de la bande

m3/h

talutage

mm

β

IVT

m3/h

talutage
λ = 0°

5°

5°

152.6

7.5

10°

305.6

20°

15.4

20°

630.7

25°

20.1

25°

807.1

30°

300

3.6

10°

25.2

30°

1008.7

1600

5°

5°

194.7

15.1

10°

389.8

20°

31.3

25°
30°

400

7.5

10°

20°

804.9

39.9

25°

1029.9

50.0

30°

1287.0
241.9

1800

5°

5°

25.2

10°

484.2

20°

52.2

20°

1000.0

25°

66.6

25°

1279.4

30°

500

12.6

10°

83.5

30°

1599.1
295.5

2000

5°

5°

45.0

10°

591.1

20°

93.2

20°

1220.4

25°

119.5

25°

1560.8

30°

650

22.3

10°

149.4

30°

1949.4
353.1

2200

5°

5°

70.9

10°

706.3

20°

146.5

20°

1458.3

25°

187.5

25°

1865.1

30°

800

35.2

10°

198.3

30°

2329.5
415.9

2400

5°

5°

114.4

10°

831.9

20°

235.8

20°

1717.9

25°

1000

56.8

10°

301.6

25°

2197.1

377.2

30°

2744.1
484.0

30°

2600

5°

5°

167.7

10°

968.0

20°

346.3

20°

1998.7

25°

1200

83.8

10°

436.6

25°

2556.3

554.0

30°

3192.8

30°

2800

5°
1400

115.5

5°

557.1

10°

231.4

10°

1114.2

20°

478.0

20°

2300.4

25°

611.6

25°

2942.2

763.2

30°

3674.8

30°

26

3000
β
λ
Tab. 5b - Débit-volume
avec stations-supports en auge à 2 rouleaux
v = 1 m/s
IVT m3/h
Largeur
Angle de
de la bande

talutage

mm

β

λ = 20°
5°

300

17.6

10°

20.5

20°

28.8

25°

32.0

30°

36.3

5°

55.8
63.7

30°

72.0

5°

57.6

10°
500

41.4

20°
25°

400

34.5

10°

68.7

20°

92.8

25°

105.8

30°

119.8

5°

123.1

20°

165.9

25°

189.3

30°

650

102.9

10°

214.5

5°

192.9

20°

260.2

25°

296.6

30°

800

175.6

10°

336.2

5°

310.6

20°

418.6

25°

477.3

30°

1000

317.1

10°

541.0

Pour obtenir le débit-volume réel IM à la vitesse de bande
souhaitée, utilliser la formule suivante

IM = IVT

x

v

[ m3/h ]

27
®

1 Informations
techniques
paramètres à prendre en compte
pour l'étude et la conception
des convoyeurs à bande

Tab. 5c - Débit-volume
avec stations-supports en auge à 3 rouleaux
v = 1 m/s
Largeur
Angle de
IVT m3/h
de la bande

talutage

mm

β

λ = 20°

λ = 25°

λ = 30°

λ = 35°

λ = 45°

5°

17.2

18.7

21.6

18.7

20.5

21.6

24.4

20°

24.4

26.2

27.7

28.8

30.6

27.7

30.2

31.6

32.4

33.8

30°

33.4

34.9

36.0

36.3

37.8

5°

28.0

32.4

36.6

39.6

45.7

10°

35.2

29.2

43.2

45.3

51.4

20°

50.4

54.3

57.2

59.4

66.3

25°

56.8

62.2

65.1

66.6

69.8

30°

400

15.1

16.9

25°

300

13.3

10°

67.7

70.9

73.4

74.5

77.0
78.4

5°

55.8

62.6

68.0

60.1

67.3

73.4

78.4

87.4

20°

85.3

91.8

97.2

101.1

106.9

25°

96.1

104.7

109.8

112.6

117.7

30°

500

47.8

10°

114.1

119.1

123.8

126.0

129.6

5°

101.8

114.4

124.9

143.2

109.4

122.4

134.2

142.9

159.1

20°

154.4

166.3

176.4

183.6

193.6

25°

174.2

189.7

198.7

204.4

212.4

30°

650

87.8

10°

205.5

215.2

223.5

227.8

233.6

5°

162.0

182.1

198.3

227.1

173.6

194.4

212.7

226.8

252.0

20°

244.0

262.8

278.2

290.1

306.0

25°

275.0

299.1

313.2

322.9

334.8

30°

800

139.6

10°

324.0

339.4

352.4

359.2

367.9

5°

263.8

296.2

322.9

368.6

281.1

315.3

345.6

368.6

408.6

20°

394.9

425.5

450.7

469.8

494.6

25°

444.9

483.8

506.5

522.0

541.0

30°

1000

227.1

10°

523.4

548.6

569.1

580.6

594.0

5°

389.8

438.1

477.0

545.0

415.0

465.4

510.1

543.9

602.6

20°

581.7

627.1

664.2

692.6

728.2

25°

655.2

712.8

745.9

768.9

795.9

30°

1200

335.8

10°

770.4

807.4

837.7

855.0

873.3
753.8

5°
1400

465.8

540.7

606.9

661.3

10°

574.9

644.7

706.3

753.4

834.1

20°

804.9

867.6

918.7

957.9

1006.9

25°

906.4

985.3

1031.4

1063.4

1100.1

30°

1064.8

1116.3

1157.7

1181.8

1206.3

28
β
λ
Largeur

β

m3/h

talutage

mm

IVT

Angle de

de la bande

λ = 20°

λ = 25°

λ = 30°

λ = 35°

λ = 45°

5°

803.8

875.5

997.5

760.6

853.2

934.5

997.2

1102.6

20°

1063.8

1146.9

1214.2

1266.4

1330.2

25°

1198.0

1302.1

1363.3

1405.4

1452.9

30°

1600

616.6

10°

1432.8

1474.9

1529.6

1561.3

1593.0

716.0

5°

915.4

1027.8

1119.6

1274.7

972.3

1090.8

1194.4

1274.4

1409.0

20°

1353.2

1465.2

1551.2

1617.8

1698.8

25°

1530.7

1663.2

1740.0

1794.9

1854.7

30°

1800

788.7

10°

1796.4

1883.1

1953.0

1993.6

2032.9

5°

1139.7

1279.8

1393.9

1586.5

1209.9

1357.2

1486.4

1586.1

1752.8

20°

1690.0

1822.3

1929.2

2012.0

2112.1

25°

1903.6

2068.2

2164.6

2231.6

2305.8

30°

2000

981.7

10°

2233.4

2341.4

2427.8

2478.6

2526.8

5°

1371.5

1545.4

1691.3

1908.1

1461.1

1634.4

1796.0

1925.2

2109.2

20°

2048.0

2199.9

2331.7

2433.2

2546.2

25°

2316.2

2496.8

2613.6

2698.4

2777.9

30°

2200

1185.1

10°

2716.9

2826.3

2930.0

2995.2

3045.5

5°

1632.9

1832.9

2010.7

2275.5

1730.5

1945.8

2130.1

2288.8

2514.2

20°

2431.0

2618.6

2776.3

2896.2

3041.2

25°

2749.4

2972.1

3112.2

3211.8

3317.9

30°

2400

1403.7

10°

3225.0

3364.4

3488.7

3565.0

3636.4

5°

1936.7

2175.9

2382.4

2697.3

2058.8

2307.9

2528.6

2711.8

2981.5

20°

2886.4

3099.6

3281.7

3425.0

3592.0

25°

3264.5

3518.0

3678.7

3798.3

3918.8

30°

2600

1670.0

10°

3829.2

3982.3

4123.8

4216.1

4295.0

5°

2240.7

2517.8

2759.4

3119.7

2380.3

2670.1

2926.0

3141.0

3448.4

20°

3342.6

3592.0

3805.5

3971.5

4168.4

25°

3780.0

4076.9

4265.9

4404.3

4547.7

30°

2800

1930.8

10°

4433.9

4615.0

5185.6

4888.7

4984.2

5°

IM = IVT

x

v

[ m3/h ]

2585.8

2905.6

3184.8

3597.8

2745.7

3079.0

3376.8

3625.2

3976.9

20°

3851.2

4140.3

4390.9

4579.5

4800.2

25°

3000

souhaitée, utilliser la formule suivante

2227.0

10°

Pour obtenir le débit-volume réel IM à la vitesse de bande

4355.7

4699.2

4922.1

5078.6

5237.0

30°

5109.2

5319.4

5517.6

5637.2

5739.7

29
®

λ2

λ1

paramètres à prendre en compte
pour l'étude et la conception
des convoyeurs à bande

β

1 Informations
techniques
Tab. 5d - Débit-volume
avec stations-supports en auge à 5 rouleaux
v = 1 m/s
IVT m3/h
Largeur
Angle de

Largeur

de la bande

talutage

de la bande

talutage

β

mm

β

mm

λ1 30° λ2 60°

Angle de

IVT

m3/h

λ1 30° λ2 60°

5°

2185.2

342.0

25°

2381.7

372.9

30°

2595.9

5°
10°
20°
25°

388.8

5°

2049.1

427.3

10°

2251.1

20°

2661.8

556.2

25°

2901.2

606.2

30°

3162.2

573.1

5°

2459.8

630.0

10°

2703.2

20°

751.3

20°

3185.2

25°

816.6

25°

3471.8

30°

892.4

30°

3784.3

5°

797.4

5°

2899.4

10°

876.6

10°

3186.3

20°

1041.4

20°

3755.1

25°

1135.0

25°

4092.8

30°

1237.3

30°

4461.4

5°

1075.3

5°

3379.3

10°

1181.8

10°

3713.7

20°

1371.9

20°

4372.2

25°

1495.0

25°

4765.6

30°

1629.7

30°

5194.4

5°

1343.1

5°

3863.5

10°

1476.0

10°

4245.8

20°

1749.6

20°

5018.4

25°

1906.9

25°

5469.8

30°

1800

20°

10°

1600

313.9

5°

1400

1846.0

20°

30°

1200

1679.7

10°

30°

1000

5°

260.2

25°

800

236.5

10°

2078.6

30°

5962.3

510.4

Pour obtenir le débit-volume réel IM à la vitesse de bande
souhaitée, utilliser la formule suivante

IM = IVT

x

v

30

[ m3/h ]

2000

2200

2400

2600

2800

3000
Dans le cas de bandes inclinées, les valeurs
du débit-volume lVT [m3/h] sont corrigées de
la maniére suivante :
IVM = IVT

X

K X K1

[m3/h]

où:
IVM

est le débit-volume corrigé pour
tenir compte de l'inclinaison et de
l'irrégularité d'alimentation du
convoyeur en
m3/h avec v = 1 m/s

IVT

est le coefficient d'inclinaison

1,0

0,9

0,8

δ

est le débit-volume théorique pour
v= 1m/s

K

Fig.8 - Coefficient d'inclinaison K
Coefficient d'inclinaison K

Correction du débit-volume pour tenir
compte des facteurs d'incIinaison et
d'alimentation

0,7

0ϒ

2ϒ

4ϒ

6ϒ

8ϒ

10ϒ

12ϒ

14ϒ

16ϒ

18ϒ

Angle d'inclinaison

K1

20ϒ

δ

est le coefficient de correction
pour l'irrégularité
de l'alimentation.

Le coefficient d'inclinaison K, calculé lors de
la conception, doit tenir compte de la diminution de la section du produit transporté
lorsqu'il est en pente.
Le diagramme de la Fig. 8 indique le coefficient K en fonction de l'angle d'inclinaison
du convoyeur, mais uniquement pour des
bandes lisses et plates sans profil.

Il est généralement nécessaire de tenir
compte de la nature de l'alimentation du
convoyeur (si elle est constante et régulière
ou non), en introduisant un coefficient de
correction K1 ayant les valeurs suivantes:

On peut vérifier la relation entre la largeur
de la bande et la granulométrie maximale
du produit de telle manière que:

largeur de la bande ≥ granulométrie maximale 2.5
- K1 = 1
- K1 = 0.95
- K1 = 0.90 ÷ 0.80

alimentation régulière
alimentation irrégulière
alimentation plutôt irrégulière.

Si on considère que la charge peut être corrigée en appliquant les coefficients indiqués
ci-dessus, on obtient le débit- volume réel à la
vitesse souhaitée de la manière suivante:
IM = IVM x v [m3/h]

31
®

1 Informations
techniques
paramètres à prendre en compte
pour l'étude et la conception
des convoyeurs à bande

1.5.4 - Type de station-support,
écartement et longueur de transition
Type
Chaque station-support est constituée d'un
ensemble de rouleaux installés dans un
support fixe, Fig. 9. Les stations-supports
peuvent également être suspendues comme
une "guirlande", Fig. 10.
Il en existe deux principaux types: les stations
supérieures oui portent la bande chargée de
produit sur le brin supérieur, et les stations
inférieures qul supportent la bande vide sur
le brin inférieur.

• La station supérieure porteuse comporte
généralement:
- soit un ou deux rouleaux parallèles,
- soit deux, trois rouleaux ou plus formant
une auge

La station à supports fixes avec trois rouleaux
de même longueur soutient bien la bande,
en assurant une répartition uniforme des
forces et une distribution de la charge.
L'inciinaison des rouleaux latéraux va de
20° à 45°, pour des bandes de 400 mm
de largeur à 2200 mm et plus.
Les stations suspendues de type "guirlande",
qui intègrent des rouleaux amortisseurs,
servent à amortir les chocs sous les trémies
de chargement, ainsi que le long des brins
supérieur et inférieur du convoyeur en cas
de transport de charges importantes ou sur
des convoyeurs à trés haut rendement.
Les stations-supports sont généralement
conçues et fabriquées conformément à des
normes internationales harmonisées.
Les schémas illustrent les configurations les
plus courantes.

• La station inférieure peut être constituée:
- soit d'un ou deux rouleaux plats,
- soit d'une auge comprenant deux
rouleaux.
Fig. 9 - Stations-supports du brin supérieur

Stations inférieures

- rouleaux parallèles, ordinaires ou amortisseurs

- rouleau, ordinaire ou muni de bagues caoutchouc

- 2 rouleaux, ordinaires ou amortisseurs

- 2 rouleaux, ordinaires ou amortisseurs de bagues

- 3 rouleaux, ordinaires ou amortisseurs

32
Il est essentiel de choisir la configuration de
station-support la mieux adaptée et la plus
correcte (il faut calculer la force de frottement
entre les rouleaux et la bande) pour assurer
un démarrage de la bande sans à-coups et
son défilement régulier
Pour les stations-supports supérieures
d'une bande à 2 sens de marche, les
rouleaux sont parallèles entre eux et perpendiculaires à la bande, comme dans la
Fig. 11. Dans le cas des bandes à sens de
marche unique, les rouleaux latéraux sont
inclinés vers l'avant de 2° dans le sens de
marche de la bande, Fig. 12.

Sens de marche

Fig. 11 - pour bandes à 2 sans
de marche
Fig. 10 - stations suspendues en "guirlande"

- 2 rouleaux ordinaires ou munis de bagues
caoutchouc pour station inférieure

Sens de marche

Sens de marche

Fig. 12 - uniquement pour les bandes
à 1 seul sens de marche

- 3 rouleaux ordinaires pour le trasport de la charge

Fig.13 - le défaut d'alignement d'une
station-support peut favoriser
un décentrage de la bande.

- 5 rouleaux ordinaires pour le trasport de la charge

33
®

1 Informations
techniques
paramètres à prendre en compte
pour l'étude et la conception
des convoyeurs à bande

Ecartement des stations-supports
de la largeur de la bande et de la masse
La distance entre deux stations-supports
volumique du produit transporté, pour
ao la plus couramment utilisée pour le brin
maintenir l'incurvation de la bande dans
supérieur d'un convoyeur à bande est 1
les limites indiquées. L'écartement est
mètre, alors que pour le brin inférieur les
également surtout limité par la capacité de
stations sont normalement espacées de
charge des rouleaux.
3 mètres (au).
ao
ai

Fig.14

au
L'incurvation de la bande entre deux stations
porteuses ne doit pas dépasser 2% de la
distance qui les sépare. Une incurvation plus
important entraine un déversement du produit
pendant le chargement et favorise des forces
de frottement excessives pendant le déplacement de la bande en raison de la manipulation du produit transporté. Il en résulte non
seulement une augmentation de la puissance
consommée et du travail, mais également
des efforts exercés sur les rouleaux, et d'une
manière générale une usure prématurée de
la surface de la bande.
Le Tableau 6 préconise l'ecartement maximal entre les stations-supports en fonction

Aux points de chargement, l'écartement des
stations-supports est généralement réduit de
moitié ou même plus encore, de manière à
limiter au minimum l'incurvation de la bande
et également pour diminuer les forces appliquées par la charge sur les rouleaux.
ai

Fig.15
L'écartement minimal entre les stations suspendues est calculé de manière à éviter tout
contact entre des guirlandes adjacentes, lors
de l'oscillation normale des stations pendant
le fonctionnement de la bande, Fig. 15.

Tab. 6 - Ecartement maximal préconisé entre les stations-supports
Largeur de
la bande

Ecartement des stations
supérieures

inférieures

masse volumique du produit transporté t/m3
< 1.2

1.2 ÷ 2.0

> 2.0

m

m

m

m

1.65

1.50

1.40

3.0

800

1.50

1.35

1.25

3.0

1000

1.35

1.20

1.10

3.0

1200

1.20

1.00

0.80

3.0

1.00

0.80

0.70

3.0

m
300
400
500
650

1400
1600
1800
2000
2200

34
Lt

Fig.16

λ

Sur cette section, la bande perd sa forme
en auge, déterminée par l'inclinaison des
rouleaux des statrons porteuses, pour
devenir plate et s'adapter au tambour plat
et inversement.

Les bords de la bande dans cette zone
sont soumis à une force supplémentaire qui
réagit sur les rouleaux latéraux. En général,
la longueur de transition d‘auge ne doit pas
être inférieure à la largeur de la bande pour
eviter les surcontraintes.

5

λ

10

4

8

λ=

45

°
3

6

λ=

30°

4

λ=2

2

0°

1

2

650

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

Valeur Lt en mètres pour bandes à armature textile (EP)

Longueur de transition Lt
La distance entre la station-support la plus
proche du tambour de tête ou du tambour de
pied et ces tambours est appelée longueur
de transition, Fig. 16.

Valeur Lt en mètres pour bandes à armature métallique (SP)

Fig.19 - Longueur de transition

2200

Largeur de la bande mm

Dans le cas où la longueur de transition Lt
est supérieure à l'écartement des stations
porteuses, il est bon d‘installer dans cette
zone de transition des stations-supports
dont l'inclinaison des rouleaux latéraux va
en diminuant (stations de transition). De
cette manière, la bande peut ainsi passer
graduellement d‘une forme d'auge à un profil
plat, en évitant ces efforts préjudiciables.
Le graphique de la Fig. 19 permet de
déterminer la longueur de transition Lt (en
fonction de la largeur de la bande et de
l'inclinaison λ des rouleaux latéraux des
stations-supports), pour des bandes à armature textile EP (polyester) et des bandes
à armature métallique (SP).

Example:
Pour une bande (EP) de 1400 mm de largeur,
avec des stations-supports inclinées à 45°,
on peut déduire du graphique que la longueur
de transition est d‘environ 3 mètres. Il est
recommandé d'installer sur ce tronçon Lt,
deux stations-supports l'une avec λ=15° et
l'autre 30° espacées d'un mètre.

45°
30°

15°

Fig.17
Lt
at

at

at

ao

ao

au

35

ao

Fig.18
®

1 Informations
techniques
paramètres à prendre en compte
pour l'étude et la conception
des convoyeurs à bande

1.5.5 - Effort tangentiel, puissance d'entraînement, résistance passive, poids
de la bande, tensions et vérifications
Les efforts auxquels est soumis un convoyeur en marche, varient sur sa longueur.
Pour dimensionner et calculer sa puissance
absorbée, il est nécessaire de déterminer
les tensions qui s'exercent dans la portion
la plus sollicitée, particulièrement pour les
convoyeurs présentant les caractéristiques
suivantes :
- pente supérieure à 5°
- longueur en descente
- profil avec des variations de hauteur
Fig.20

Effort tangentiel
Il faut d'abord calculer l'effort tangentiel total FU sur le pourtour du tambour
d'entraînement. Il doit vaincre la résistance
au roulement et il est la somme des efforts
suivants:

- effort nécessaire pour déplacer la bande
chargée: doit surmonter les forces de frottement engendrées par les stations supports
supérieures et inférieures, les tambours de
renvoi ét de contrainte, etc.;
- effort nécessaire pour vaincre la résistance
au déplacement horizontal du produit;
- effort nécessaire pour élever le produit à la
hauteur requise (dans le cas d'une descente,
l'effort engendré par la masse modifie la
puissance résultante);
- effort nécessaire pour vaincre les résistances secondaires, lorsqu'il y a des
accessoires.
(Dispositifs mobiles de déchargement,
chariots-verseurs, dispositifs de nettoyage,
racleurs, rives de guidage caoutchoutées,
dispositifs de retournement etc.)

On obtient l'effort tangentiel total FU sur le pourtour du tambour d'entraînement à l'aide
de la formule suivante:
FU

=

[ L x Cq x Ct x f ( 2 qb + qG + qRU + qRO ) ± ( qG x H ) ] x 0.981 [daN]

Pour les bandes en descente, on utilise un signe négatif (-) dans la formule

où:
L
Cq
Ct
f
qb

=
=
=
=
=

entr'axe du convoyeur (m)
coefficient de résistance fixe (accessoires), voir Tab. 7
coefficient de résistance passive voir Tab. 8
coefficient de frottement des pièces tournantes (stations-supports), voir Tab. 9
poids de la bande par mètre linéaire en Kg/m, voir Tab. 10

qG
qRU
qRO
H

=
=
=
=

poids du produit transporté par mètre linéaire Kg/m
poids des parties tournantes inférieures en Kg/m, voir Tab. 11
poids des parties tournantes supérieures en Kg/m, voir Tab. 11
variation de la hauteur de la bande.

(somme du poids du revêtement et de celui de la carcasse)

36
Lorsqu'il est nécessaire de calculer ces efforts
pour un convoyeur dont la hauteur est variabie,
on s'aperçoit que |'effort tangentiel total est
constitué des efforts Fa (effort tangentiel pour
déplacer ia bande du brin supérieur) et des
efforts moins importants Fr (effort tangentiel
sur le brin inférieur) qui sont nécessaires pour
déplacer une section uniforme de la bande
du convoyeur (Fig. 20), ce qui donne:
FU=(Fa1+Fa2+Fa3...)+(Fr1+Fr2+Fr3...)
où:
Fa = effort tangentiel pour déplacer
une section du brin supérieur
Fr = effort tangentiel pour déplacer
une section du brin inférieur
Les efforts tangentiels Fa et Fr sont donc obtenus de la manière suivante:
Fa

=

[ L x Cq x Ct x f ( qb + qG + qRO ) ± ( qG + qb) x H ] x 0.981 [daN]

Fr = [ L x Cq x Ct x f ( qb + qRU ) ± ( qb x H) ] x 0.981 [daN]

L4

L3

H

H1

L2

H3

L1

pour les sections montantes
pour les sections descendantes

H2

En utilisant le signe (+)
(-)

Fig. 20 - Profil à hauteur variable

Puissance d'entraînement
Etant donné l‘effort tangentiei total sur le
pourtour du tambour d'entraînement, la
vitesse de la bande et le rendement ( η )
du renvoi, la puissance minimale d'entraînement est de:
FU x v
P=

[kW]
100 x η

37
®

1 Informations
techniques
paramètres à prendre en compte
pour l'étude et la conception
des convoyeurs à bande

Résistance passive
La résistance passive est exprimée par un
coefficient qui dépend de la longueur du convoyeur à bande, de la température ambiante,
de la vitesse, du type de maintenance, de
la propreté et de la fluidité du transport, du
frottement interne du produit manutentionné
et des pentes du convoyeur.

Tab. 7 - Coefficient de résistance
fixe
Entr‘axe

Cq

m

10

4.5

20

3.2

30

2.6

40

2.2

50

2.1

60

2.0

80

1.8

100

1.7

150

1.5

200

1.4

250

1.3

300

1.2

400

1.1

500

1.05

1000

1.03

Tab. 8 - Coefficient de résistance passive en fonction de la température
Température °C

+ 20°

+ 10°

0

- 10°

- 20°

- 30°

Coefficient

1

1,01

1,04

1,10

1,16

1,27

Ct

f

Tab. 9 - Coefficient de frottement interne
Convoyeur à bande

des produits et des parties tournantes

vitesse m/s

horizontal montant et

1

Pièces tournantes
et produit présentant
un frottement interne
standard

2

3

4

5

6

0,0160

descendant légèrement

0,0165

0,0170

0,0180

0,0200

0,0220

Pièces tournantes et produit
présentant un frottement
interne élevé dans des
conditions d'exploitation
difficiles

de 0,023 à 0,027

Pièces tournantes d'un
convoyeur présentant
une déclivité avec
un frein moteur et/ou
un générateur

de 0,012 à 0,016

38
Poids de la bande par mètre linéaire qb
On peut déterminer le poids total de la
bande qb en additionnant le poids de son
armature et ceux des revêtements supérieur
et inférieur, en ajoutant environ 1,15 kg/m2
par mm d'épaisseur des revêtements.

Tab.10 - Poids de l'armature de la bande qbn
Force de rupture
de la bande

Bande à armature
textile
(EP)

Bande à armature
metállique (ST)

N/mm

Kg/m 2

Kg/m 2

200

2.0

-

250

2.4

-

315

3.0

-

400

3.4

500

4.6

5.5

630

5.4

6.0

800

6.6

8.5

1000

7.6

9.5

1250

9.3

10.4

1600

-

13.5

2000

-

14.8

2500

-

18.6

3150

-

23.4

Les poids sont donnés pour des bandes à armature textile ou métallique par rapport à leur classe de résistance.

Le tableau 11 indique les poids approximatifs des pièces tournantes d'une station
supérieure montée sur traverse et d'une
station inférieure à rouleaux plats.
On obtient le poids des pièces tournantes
supérieures qRO et inférieures qRU par la
formule:
Pprs
qRO =
[kg/m]
ao

Tab.11 - Poids des parties tournantes des stations (supérieures/inférieures)
Largeur

Diamètre du rouleau

de la bande

89

Pprs
mm

Ppri

Pprs

Pprs = poids des pièces
tournantes supérieures
ao = écartement des stationssupports supérieures

133

Ppri

Pprs

159

Ppri

—

—

qRU =

au

5.1

3.7

où:
Ppri = poids des pièces tournantes
inférieures
au = écartement des stationssupports inférieures

Pprs

Ppri

—

650

9.1

6.5

—

800

10.4

7.8

16.0

11.4

—

11.7

9.1

17.8

13.3

23.5

17.5

20.3

15.7

1200

[kg/m]

Ppri

—

500

1000

Ppri

Pprs

194

Kg

400

où:

mm

108

26.7

20.7

—

1400

29.2

23.2

—

1600

31.8

25.8

—

1800

47.2

38.7

70.5

55.5

2000

50.8

42.2

75.3

60.1

2200

—

—

—

—

39
®

1 Informations
techniques
paramètres à prendre en compte
pour l'étude et la conception
des convoyeurs à bande

Tension de la bande
Il est necessaire de prendre en
considération les différentes tensions qui
doivent être verifiées dans un convoyeur
ayant un système d'entraînement de bande
motorisé.

Le signe (=) définit l'était limite d'adhérence
de la bande. Si le rapport T1/T2 > efa la bande
va glisser sur le tambour d'entraînement et
le mouvement ne peut pas être transmis.

A partir de la formule ci-dessus on peut
obtenir:
T1 =
Tensions T1 e T2
L'effort tangentiel total F U sur la
circonférence du tambour correspond à la
différence entre les tensions T1 (côté entrée)
et T2 (côté sortie). On en déduit le couple
nécessaire pour mettre en mouvement la
bande et à transmettre la puissance.

Fig. 21
T1

Fu
T2
A
α
B

FU = T1 - T2

T2

En se deplaçant du point A au point B
Fig. 21 la tension de la bande passe
exponentiellement d'une valeur T1 à une
valeur T2.
La relation entre T1 et T2 peut être
exprimée de la manière suivante:
T1
T2

≤ e

fa

où:
fa = coefficient de frottement entre la
bande et le tambour, en fonction
de l‘arc d'enroulement
e = base logarithmique naturelle
2.718

40

FU

+

T2

1
T2 = FU

fa

= FU x Cw

e -1
La valeur Cw, qui définit le coefficient
d‘enroulement, est fonction de l'arc d'enroulement de la bande sur le tambour
d'entraînement (possibilité de 420° avec
des tambours doubles) et de la valeur du
coefficient de frottement fa entre la bande
et le tambour.
Ainsi le calcul des valeurs minimales de
tension de la bande peut être effectué
jusqu'à la limite d'adhérence de la bande
sur le tambour où il devient nécessaire
d'installer un dispositif de reprise de tension
en aval du tambour d'entraînement.
On peut utiliser un dispositif de reprise de
tension, si nécessaire, pour augmenter
l'adhérence de la bande sur le tambour
d'entraînement. ll servira à maintenir la
tension adéquate dans toutes les conditions
de fonctionnement.
Les pages qui suivent présentent divers
types de dispositifs de tension de bande
couramment utilisés.
A partir des valeurs T1 and T2, on peut
analyser les tensions de la bande en
d'autres endroits critiques du convoyeur.
Il s'agit des:

Le tableau 12 donne la valeur du coefficient
d'enroulement Cw en fonction de l'arc
d'enroulement, du système de tension de la
bande et de l'utilisation d'un tambour avec
ou sans caoutchoutage.

- Tension T3 relative à la sortie du tambour
de renvoi;
Tab. 12 - Coefficient d'enroulement Cw
Configuration
Arc
de l'entraînement d'enroulement

α

- Tension T0 minimale en pied de convoyeur,
dans la zone de chargement du produit;
Dispositif de reprise de tension Dispositif de reprise
à contrepoids

de tension à vis

tambour non
caoutchouté

180°

tambour
caoutchouté

0.84

0.50

tambour non
caoutchouté

tambour
caoutchouté

1.2

0.8

T1

- Tension Tg de la bande au point de
raccordement au dispositif de tension;
- Tension Tmax tension maximale de la
bande.

fattore di avvolgimento CW
T2

0.42

1.00

0.75

0.66

0.38

0.95

0.70

0.62

0.35

0.90

0.65

240°

0.54

0.30

0.80

0.60

380°

0.23

0.11

-

-

420°

T1

0.72

220°
T2

200°
210°

T1

0.18

0.08

-

-

T2

Tension T3
Telle que déja définie,
T1 = Fu +T2

T0 =T3

T1

y

T2 = FU x Cw

La tension Ts qui est engendrée au niveau
de la partie détendue de la bande sur le
tambour de pied (fig. 22) est obtenue en
faisant la somme algébrique des tensions T2
et des efforts tangentiels Fr pour un tronçon
de retour de la bande.
On obtient donc la tension T3 par la formule
suivante:

T3

T2

Fig. 22

T3 = T2 + ( Fr1 + Fr2 + Fr3 ... ) [daN]

41
®

1 Informations
techniques
To

paramètres à prendre en compte
pour l'étude et la conception
des convoyeurs à bande

fr

ao

( qb + qG )
T3

Fig. 23

Tension T0
En plus d'assurer l'adhérence de la bande
sur le tambour d'entraÎnement de manière
à transmettre le mouvement, la tension
nécessaire minimale T3 doit également
garantir que l'incurvation de la bande ne
dépasse pas 2% de l'intervalle entre deux
stations-supports.
De plus, les tensions doivent éviter les
échappées de produit, ainsi qu'une
résistance passive excessive engendrée par
la dynamique du produit lorsque la bande
passe sur les stations-supports, Fig. 23.
On obtient la tension minimale T0 nécessaire
pour maintenir une incurvation de 2% à l'aide
de la formule suivante:
T0 = 6.25 (qb + qG) x a0 x 0,981 [daN]
où:
qb = poids total de la bande par mètre
linéaire
qG = poids du produit transporté par
mètre linéaire
a0 = écartement des stations-supports
sur le brin supérieur en m.
Cette formule est dérivée de la théorie
simplifiée utilisée pour les caténaires.
Si on souhaite que l'incurvation ait une
valeur inférieure à 2%, on peut remplacer le
chiffre de 6,25 par les valeurs suivantes:
- pour une incurvation de 1.5 % = 8,4
- pour une incurvation de 1.0 % = 12,5

42

Pour obtenir une tension T0 capable d'assurer l'incurvation souhaitée, il est nécessaire
d'utiliser un dispositif de reprise de tension,
les tensions T1 et T2 s'excerçant de manière
à ne pas modifier l'effort sur la circonférence
FU =T1 - T2.

Tension Tg et dispositifs de reprise de
tension
Les dispositifs de tension généralement
installés sur les convoyeurs à bande sont
à vis ou à contrepoids. Ceux qui sont à vis
sont positionnés en pied de convoyeur et
sont normalement utilisés sur des appareils
dont l'entr'axe ne dépasse pas 30 à 40 m.
Pour des convoyeurs de plus grande
longueur, on utilise des dispositifs de
tension à contrepoids ou à treuil, lorsque le
problème de l'espace est essentiel.
Le mouvement minimal nécessaire du
dispositif de reprise de tension est
déterminé en fonction du type de bande
qui est installée, ainsi:
- la tension d'une bande à armature textile
nécessite un minimum de 2% de la
longueur du convoyeur;
- la tension d'une bande à armature
métallique nécessite au minimum
0,3 + 0,5 % de l'entr'axe du convoyeur.
Tension maximale (Tmax )
C'est la tension de la bande au point où le
convoyeur subit la plus forte contrainte.

Dispositif de reprise de tension type
Fig. 24
T3

T1

T3

Elle coïncide normalement en valeur avec la
tension T1. Sur la longueur d'un convoyeur
de hauteur variable et notamment en cas
de conditions variables et extrêmes, Tmax
peut se trouver en différents endroits de
la bande.

T2

Dans cette configuration, la tension
est régulée normalement en vérifiant
périodiquement la vis de tension.

T3

T1

T3

Fig. 25

T2

Tg

Dans cet exemple, la tension est assurée à
l'aide d'un contrepoids.
Tg = 2 ( T3 )

[daN]

T1

Charge d'utilisation et contrainte de
rupture de la bande
Tmax sert à calculer la tension maximale
unitaire de la bande Tumax étant donné:

Fig. 26
T2

Ht

T3

Ic

T3

Tmax x 10

Tg

Tumax =

N
où:
N

Là encore, la tension est assurée à l'aide
d'un contrepoids.
Tg = 2T2 + 2 [( IC x Cq x Ct x f ) ( qb + qRU ) ± ( Ht x qb )] 0,981

[daN]

où:
IC = distance entre le centre du tambour d'entraînement et le point d'attache du contrepoids
Ht = variation de la hauteur de la bande entre le point d'application du contrepoids et
le point où la bande quitte le côté sortie du tambour, mesurée en mètres.
Vérification de la justesse du dimensionnement
La bande est correctement dimensionnée, lorsque la tension essentielle T0 (pour l'incurvation
correcte de la bande) est inférieure à la tension calculée T3. La tension T2 doit toujours être
telle que T2 ≥ Fu x Cw et est calculée comme T2 = T3 ± Fr (où T3 ≥ T0 ).

43

[N/mm]

= largeur de la bande en mm;

Tmax = tension de la bande au point où
la contrainte est la plus forte
en daN.

Comme coefficient de sécurité, on peut
considérer que la charge maximale
d'utilisation pour une bande à armature
textile correspond à 1/10 de la charge de
rupture de la bande (1/8 pour les bandes
à armature métallique).
®

1 Informations
techniques
paramètres à prendre en compte
pour l'étude et la conception
des convoyeurs à bande

1.5.6 - Dimensions des organes de
transmission et des tambours de
convoyeurs à bande

Les schémas de la Fig. 28 établissent une
comparaison de l'espace nécessaire pour
ces deux systèmes d'entraînement.

Types d'organes de transmission
Pour les convoyeurs nécessitant des
puissances allant jusqu'à 132 KW,
l'entraînement est assuré de manière traditionnelle au niveau du tambour de tête par un
moteur électrique, une boîte d'engrenages,
un tambour, des protecteurs, des éléments
de transmission accessoires, etc. ou sinon
par un tambour moteur. Fig. 27.

Pour des puissances au-delà de 132 KW,
les convoyeurs à bande sont équipés du
système traditionnel à tambour de
commande mais également de deux ou
plusieurs boîtes d'engrenages avec
moteur.

Fig. 28
Fig. 27
Le tambour moteur est de plus en plus
utilisé de nos jours pour l'entraînement
des convoyeurs à bande, en raison de
ses caractéristiques et de sa compacité.
Il prend un minimum de place et est facile à
installer. Son moteur a un indice de protection
IP67, toutes les pièces en mouvement
sont situées à l'intérieur du tambour, ce qui
implique une maintenance peu importante
et peu fréquente (changement de l'huile
toutes les 10.000 heures de service).

44
Diamètres des tambours
Le dimensionnement du diamètre d'un
tambour de tête dépend étroitement des
caractéristiques du type de bande utilisée.
Le tableau 13 indique les diamètres
minimaux recommandés par rapport au
type de bande utilisée, pour éviter son
endommagement: séparation des nappes
ou déchirure de l'armature.

Tab. 13 - Diamètres minimaux recommandés pour les tambours
charge de rupture
de la bande

bande à armature textile EP
DIN 22102
Ø tambour
moteur

renvoi

bande à armature
métallique ST - DIN 22131

Ø tambour
d'inflexion moteur

mm

renvoi

d'inflexion

mm

200

200

160

125

-

-

-

250

250

200

160

-

-

-

315

315

250

200

-

-

-

400

400

315

250

-

-

-

500

500

400

315

-

-

-

630

630

500

400

-

-

-

800

800

630

500

630

500

315

1000

1000

800

630

630

500

315

1250

1250

1000

800

800

630

400

1600

1400

1250

1000

1000

800

500

2000

-

-

-

1000

800

500

2500

-

-

-

1250

1000

630

3150

-

-

-

1250

1000

630

Diamètres minimaux recommandés pour les tambours en mm jusqu'à 100 % de la charge maximale d'utilisation,
tels que recommandés par la norme RMBT ISO bis/3654

Ce tableau ne doit pas être utilisé pour les convoyeurs à bande transportant des produits
dont la température dépasse +110°, ni pour des convoyeurs installés dans un environnement
où la température ambiante est inférieure à -40°C.

45
®

1 Informations
techniques
paramètres à prendre en compte
pour l'étude et la conception
des convoyeurs à bande

Dimensionnement du tambour
de commande
L'axe des tambours de commande est
soumis en alternance à des flexions et à
des torsions, entrainant des ruptures de
fatigue.
Pour calculer correctement le diamètre
de l'axe, il est nécessaire de déterminer le
moment fléchissant Mf et le moment de
torsion Mt.
Le moment fléchissant de l'axe est le
résultat de la somme des vecteurs des
tensions T1 and T2 et du poids du tambour
qT Fig. 29.

Mif =

͌ Mf + 0,75
2

x

Mt2

[daNm]

T1

Mif x 1000
W = ___________
σ amm.

[mm3]

T2

qT
T1

Fig. 29

T2

π
qT

Cp

W=

x

32

d3 [mm3]

à partir de la combinaison d'équations simultanées, on obtient le diamètre de l'axe
de la manière suivante:
W 32
͌ _______
π
3

d=

x

[mm]

Pour déterminer le diamètre de l'axe, il
faut déterminer les valeurs suivantes:
la résultante des tensions Cp, le moment
fléchissant Mf, le moment de torsion Mt, le
moment fléchissant idéal Mif et le module
de résistance W.

Tab.14 - Valeur suggérée pour σ

En procédant par ordre, on obtient:

En acier

Cp =

͌ (T

1 + T2)2 +

qt2

[daN]

38 NCD

12,2

C 40 Revenu

x

2

ag [daNm]

7,82

C 40 Recuit de normalisation

Cp
Mf =

daN/mm2

5,8

Fe 37 Recuit de normalisation

4,4

P
Mt =

x

n

954,9 [daNm]

où:
P = puissance absorbée en kW
n = tours-minute du tambour
de commande
46

Fig. 30

ag
Dimensionnement de l'axe des
tambours de pied ou de renvoi et des
tambours d'inflexion.
Dans ce cas, on ne tient compte que de la
flexion, les efforts de torsion niétant pas un
facteur de rupture de fatigue.
On doit déterminer le moment fléchissant
Mf comme étant le résultat de la somme
des vecteurs des tensions de la bande
avant et après le tambour et du poids du
tambour.
Dans ce cas, en considérant le tambour
comme un tambour de renvoi, on peut
avoir Tx=Ty
Les Fig. 31 et 32 illustrent différents
exemples de tambours de renvoi.
On obtient le moment fléchissant de la
manière suivante:
Cpr
Fig. 31 - Tambour de pied
ou de renvoi

x

2

C
ft max ≤

1
αt ≤

3000

1000

Fig. 33

Etant donné le module de résistance:

Ty
qT

αt

π

Tx

Ty

ag [daNm]

Le module de résistance est donné par la
formule suivante:
Mf x 1000
W=
[mm3]
σ amm.

Tx

Notamment la flèche ft et l'angle αt doivent
respecter la relation:

ft

Mf =

Limites de flèche et rotation
Après avoir déterminé les dimensions
des axes des différents tambours, il faut
vérifier que la flèche et l'angle de l'axe ne
dépassent pas certaines valeurs.

W=

x

32

Cpr
qT

_______
͌ W π 32
3

Fig. 32 -Tambour d'inflexion

ag

b
C

on obtient le diamètre de l'axe de la manière suivante:
d=

ag

d3 [mm3]

x

[mm]

Tx

Tx

(Cpr 2)ag
C
ft = ________ [ 3(b+2ag)2- 4ag2 ] ≤ ____
24xExJ
3000

Ty

1
(Cpr 2 )
αt = ________ ag (C - ag) ≤ ______
2xExJ
1000

Ty

Tx

où:
qT

Ty

qT

qT

ag = exprimé en mm
E = module d'élasticité de l'acier

+

J = moment d'inertie de la section
de l'axe (0,0491 D [mm ])
Cpr = sollicitation de l'axe [daN ]

(20600 [daN/mm2 ])

Tx
Ty
qT

Cpr
Tx

Cpr

Ty

Cpr = Tx

qT

47

Ty - qT

4

4
®

1 Informations
techniques
paramètres à prendre en compte
pour l'étude et la conception
des convoyeurs à bande

1.6 - Rouleaux, fonction et critères de
conception
Dans un convoyeur, le composant le plus
coûteux et le plus susceptible d'être endommagé est la bande en élastomère.
Les rouleaux qui la soutiennent sur toute sa
longueur sont tout aussi importants et il
convient de les concevoir, de les choisir et
de les fabriquer de manière à optimiser leur
durée de vie et celle de la bande.
La résistance à la mise en rotation des
rouleaux a une influence importante sur la
bande et, par conséquent, sur la puissance
nécessaire pour la déplacer et la maintenir
en mouvement.

Les paragraphes qui suivent vont examiner
d'autres facteurs, tels que:
• équilibre et résistance au démarrage;
• tolérances;
• type d'enveloppe du rouleau;
caractéristiques du tube et épaisseur
- fixation des embouts;
• résistance au frottement et résistance
aux chocs;

Le corps du rouleau et de ses embouts, la
position du roulement et de son système
de protection sont les principaux éléments
qui influent sur la durée de vie et les caractéristiques de rotation du rouleau.
Se reporter au chapitre 2 qui présente les
critères de construction des rouleaux pour
convoyeurs à bande, ainsi que les facteurs
à prendre en compte pour une bonne étude
de conception.

Fig. 34
• type de roulement
- sytème de protection
- adaptation à l'axe et aux embouts
- lubrification
- alignement;
• axe: caractéristiques et tolérances de
fabrication.

48
1.6.1 - Choix du diamètre du rouleau
en fonction de la vitesse
Nous avons déjà indiqué que la vitesse
de déplacement de la bande par rapport
aux conditions de charge requises était un
facteur important pour la conception d'un
convoyeur.
A partir de la vitesse de la bande et du
diamètre des rouleaux, on peut déterminer
les tours-minute des rouleaux à l'aide de la
formule suivante:

Tab. 15 - Vitesse maximale et nombre
de rotations des rouleaux
Diamètre
Vitesse
t/min
des rouleaux de la bande
mm
m/s
n
50

1.5

573

63

2.0

606

76

2.5

628

89

3.0

644

102

3.5

655

D = diamètre des rouleaux [mm]
v = vitesse de la bande [m/s]

108

4.0

707

133

5.0

718

Le tableau 15 indique la relation entre la
vitesse maximale de la bande, le diamètre
des rouleaux et la vitesse de rotation
relative. Lors du choix des rouleaux, il est intéressant de noter que, même si un rouleau
de diamètre supérieur donne lieu à une plus
grande inertie au démarrage, il présente
en réalité (les autres paramètres étant pris
identiques) de nombreux avantages: réduction du nombre de tours-minute, diminution
de l'usure des roulements et des cages,
diminution du frottement de roulement et de
l'usure entre le rouleau et la bande.

159

6.0

720

194

7.0

689

v

x

1000 x 60

n=

[t/min]
D

x

π

où:

Le choix du diamètre doit tenir compte de la
largeur de la bande. Le tableau 16 indique
le diamètre des rouleaux en fonction de la
largeur de la bande.

Tab.16 - Diamètre recommandé pour les rouleaux
Largeur

Pour une vitesse

de la bande

≤ 2 m/s

2 ÷ 4 m/s

≥ 4 m/s

mm

Ø rouleau mm

Ø rouleau mm

Ø rouleau mm

500

89

89

650

89

89

108

800

89

108

89

108

1000

108

133

108

133

1200

108

133

108

133

1400

133

159

133

159

1600

133

159

133

159

1800

159

159

2000

159

194

2200 et autres

194

194

159

194

133
133

194

133

159

133

159

159

159

133

159

159

194

194

194

159

133

194

194

On aurait pu indiquer d'autres diamètres, lorsque le choix est fait en fonction de la granulométrie du produit et de la dureté des
conditions de travail.

49
®

1 Informations
techniques
paramètres à prendre en compte
pour l'étude et la conception
des convoyeurs à bande

1.6.2 - Choix en fonction de la charge
Le type et les dimensions des rouleaux
des convoyeurs à bande dépendent
essentiellement de la largeur de la bande,
de l'écartement des stations-supports, et
surtout de la charge maximale que doivent
supporter les rouleaux sous pression,
nonobstant d'autres facteurs de correction.

du nombre de rouleaux sur une traverse
ou un support, des angles d'inclinaison
des rouleaux latéraux, de la granulométrie
du produit et d'autres facteurs pertinents
indiqués ci-après, on peut calculer l'effort
maximal exercé sur les rouleaux pour
chaque type de station-support.

Le calcul des efforts dus à la charge est
généralement effectué par le concepteur
de l'installation. Néanmoins, on trouvera ciaprès, à titre de vérification ou pour des cas
de convoyeurs simples, quelques principes
permettant de déterminer les faits.

La valeur d'effort ainsi obtenue peut être
comparée à la capacité de charge des
rouleaux indiquée dans ce catalogue,
qui est valable pour une durée de vie
prévisionnelle de 30.000 heures. Pour
une durée différente, on peut multiplier la
capacité de charge par un coefficient pris
dans le tableau 22 et correspondant à la
durée de vie souhaitée.

La première valeur à définir est l'effort exercé sur les stations-supports. Ensuite, en
fonction du type de station-support
(porteuse, inférieure ou amortisseuse),

Principaux facteurs pertinents:
Iv
v
ao
au
qb
Fp

=
=
=
=
=
=

Fd
Fs
Fm
Fv

=
=
=
=

débit-masse
t/h
vitesse de la bande
m/s
écartement des stations-supports du brin supérieur m
écartement des stations-supports du brin inférieur m
poids de la bande par mètre linéaire
Kg/m
coefficient de participation des rouleaux
sous contrainte maximale voir Tab.17
(dépend de l'inclinaison du rouleau dans la traverse)
coefficient de choc voir Tab. 20 (dépend de la granulométrie du produit)
coefficient d'utilisation voir Tab.18
coefficient lié à l'environnement voir Tab.19
coefficient de vitesse voir Tab. 21

Tab. 17 - Coefficient de participation Fp

0°

20°

20°

30°

35°

45°

1,00

0.50

0.60

0.65

0.67

0.72

50
Tab. 18 - Coefficient d'utilisation

Tab. 20 - Coefficient de choc Fd

Durée de vie

Fs

Granulométrie du produit

Moins de 6 heures par jour

0.8

Vitesse de la bande m/s

1.1

Plus de 16 heures par jour

3

3.5

4

5

6

0 ÷ 100 mm

1

1

1

1

1

1

1

1.02

1.03

1.05

1.07

1.09

1.13

1.18

150 ÷ 300 mm

1.0

De 10 à 16 heures par jour

2.5

100 ÷ 150 mm

De 6 à 9 heures par jour

2

1.04

1.06

1.09

1.12

1.16

1.24

1.33

1.06

1.09

1.12

1.16

1.21

1.35

1.5

1.2

1.32

1.5

1.7

1.9

2.3

2.8

1.2

en couches de produit fin

150 ÷ 300 mm

Tab. 19 - Coefficient lié
à l'environnement

sans couches de produit fin

Conditions

Fm

Maintenance propre
et régulière

0.9

Présence de produit abrasif
ou corrosif

1.0

Présence de produit très
abrasif ou corrosif

300 ÷ 450 mm

1.1

Tab. 21 -Coefficient de vitesse Fv
Vitesse de la bande Diamètre des rouleaux

mm

m/s

60

76

89-90

102

108-110 133-140 159

0.5

0.81

0.80

0.80

0.80

0.80

0.80

0.80

1.0

0.92

0.87

0.85

0.83

0.82

0.80

0.80

1.5

0.99

0.99

0.92

0.89

0.88

0.85

0.82

2.0

1.05

1.00

0.96

0.95

0.94

0.90

0.86

2.5

1.01

0.98

0.97

0.93

0.91

3.0

1.05

1.03

1.01

0.96

0.92

3.5

1.04

1.00

0.96

4.0

1.07

1.03

0.99

4.5

1.14

1.05

1.02

5.0

1.17

1.08

1.0

Tab. 22 - Coefficient de vie théorique des roulements
Durée de vie prévisionnelle
théorique du roulement

10'000

20'000

30'000

40'000

50'000

100'000

Coefficient avec base
30'000 heures

1.440

1.145

1.000

0.909

0.843

0.670

Coefficient avec base
10'000 heures

1

0.79

0.69

0.63

---

---

51
®

1 Informations
techniques
paramètres à prendre en compte
pour l'étude et la conception
des convoyeurs à bande

Calcul des sollicitations
Après avoir défini le diamètre des rouleaux
en fonction de la vitesse et du nombre de
rotations, on peut ensuite calculer l'effort
statique exercé sur les stations supérieures
porteuses à l'aide de la formule suivante:
IV
Ca = ao x ( qb +

3.6 x v

) 0,981 [daN]

L'effort statique sur une station-support
inférieure, où il n'y a pas de charge du produit,
est obtenu à l'aide de la formule suivante:
Cr = au

x

qb

x

0,981

L'effort dynamique sur une station-support
inférieure est égal à:
Cr1 = Cr x Fs x Fm x Fv

En multipliant par un coefficient d'utilisation,
on obtient l'effort dynamique sur la traverse:
Ca1 = Ca x Fd x Fs x Fm

[daN]

En multipliant ensuite par le coefficient de
participation, on obtient l'effort sur le rouleau le plus sollicité (rouleau central dans
le cas d'une station en auge dont tous les
rouleaux ont la même longueur):
x

52

Fp

[daN]

et l'effort sur les rouleaux d'une station
inférieure, à un ou deux rouleaux, sera
égal à:
cr= Cr1 x Fp

ca = Ca1

[daN]

[daN]

[daN]

En ayant les valeurs de "ca" et "cr", on peut
rechercher dans le catalogue les rouleaux
(d'abord par diamètre) qui ont une capacité
de charge suffisante.
Fig. 35

1.7 - Sollicitation de la bande et des
rouleaux amortisseurs
Le système d'alimentation qui permet
au produit de tomber sur le convoyeur
à bande doit être construit de manière à
réduire au minimum les détériorations du
matériau ou de la surface de la bande qui sont dues aux chocs. C'est
particulièrement important lorsque le
produit tombe d'une grande hauteur et est
constitué de gros morceaux comportant
des arêtes aigües.
Les rouleaux qui soutiennent ou portent la
bande dans la zone de chargement sont
généralement des modèles amortisseurs
(avec des bagues en caoutchouc) montés
sur des cadres supports en auge très
rapprochés. La bande est ainsi soutenue
de manière flexible.
Il est largement reconnu que l'utilisation
de stations-supports suspendues du type
"guirlandes", Fig. 37 et 38, permet, grâce à
leurs propriétés intrinsèques de flexibilité,
d'absorber avec beaucoup d'efficacité les
chocs dus aux produits qui tombent sur la
bande. De plus, la guirlande peut s'adapter
à la forme de la charge.

Fig. 36

Fig. 37

Fig. 38

53
®

L'ingénieur concepteur du convoyeur doit
tenir compte des éléments suivants:
- le choc du produit sur la bande doit
se produire dans le sens de marche du
convoyeur et à une vitesse proche de celle
de la bande.

Se reporter au chapitre 3 du présent
catalogue pour de plus amples informations
sur la gamme des modèles de rouleaux
amortisseurs à bagues caoutchouc qui
ont des propriétés d'amortissement très
élevées, ainsi que pour la gamme des
stations suspendues, modèles "guirlande".
1.7.1 - Calcul des efforts qui s'excercent
conjointement sur les rouleaux amortisseurs
On peut définir la bonne hauteur de chute du produit Hc à partir de la formule
suivante:

NO
Hc = Hf + Hv x sen2 γ
où:
Hf = hauteur de chute entre la face
supérieure de la bande de
chargement et le point de
contact avec le produit contenu
dans la trémie;
Hv = hauteur entre le point de contact
du produit contenu dans la
trémie et la surface de la bande
inférieure;
γ = angle d'inclinaison de la trémie.

- la trémie de chargement doit être positionnée de telle manière que le produit
tombe aussi près que possible du milieu
de la bande.

Fig. 39

Lors du choix des rouleaux amortisseurs,
nous proposons de tenir compte de deux
aspects importants pour la conception:

- la hauteur de chute du produit doit être
réduite au minimum, dans la mesure du
possible compte tenu des exigences de la
conception de l'installation.

- chargement régulier avec un produit fin
homogène,
- chargement d'un produit constitué de
gros morceaux.

Fig. 40
Hf

paramètres à prendre en compte
pour l'étude et la conception
des convoyeurs à bande

Au stade de la conception, il convient
d'apporter une attention toute particulière au système d'alimentation et à
la conception des stations-supports
amortisseuses.

γ

Hv

1 Informations
techniques

54
Chargement régulier avec un produit fin
homogène
Les rouleaux amortisseurs doivent être
conçus non seulement pour supporter la
charge de produit qui arrive sur la bande
(comme pour une station porteuse normale),
mais également les forces de choc résultant
de la chute du produit.
Pour les produits en vrac fins et homogènes,
la force d'impact pi, pour une hauteur de
chute corrigée, est calculée à l'aide de la
formule suivante:

pi

≅ IV

x

√Hc
–––––
8

[Kg]

Se reporter au paragraphe "choix des
rouleaux" pour les caractéristiques de
conception des rouleaux qui conviennent
le mieux.

Chargement de produit constitué de
gros morceaux
L'effort dynamique pd exercé sur le rouleau
central peut être calculé en utilisant Gm qui
est le poids des gros blocs de produits,
en tenant compte de l'élasticité Cf de la
traverse et des rouleaux.

pd ≅ Gm +

où:

√( 2 x Gm x Hc x Cf ) [Kg]

où:
IV

= débit du produit en t/h
(la capacité de charge
de la bande)

Gm
Hc
Cf

L'effort qui s'exerce sur le rouleau central,
pic, qui est de toute évidence celui qui est
soumis à la contrainte la plus importante,
est obtenu en appliquant le coefficient de
participation mentionné précédemment, Fp.
Il y a différents coefficients qui dépendent
principalement de l'angle λ qui est l'angle
d'inclinaison des rouleaux latéraux:

√Hc
pic ≅ Fp x pi = Fp x IV x –––––
8

[Kg]

On prend en général:
Fp = 0.65 per λ = 30°
Fp = 0.67 per λ = 35°
Fp = 0.72 per λ = 45°
Exemple:
Calculons l'effort sur le rouleau central d'une
station-support sur traverse, étant donné un
débit-masse de produit de:
Iv = 1800 t/h,
Hc = 1.5m et λ = 30°:

√1.5

pi = 1800 x ––––– = 275 Kg
8

= poids des gros morceaux du
produit [Kg]
= hauteur de chute corrigée [m]
= constante d'élasticité de la
traverse/des rouleaux
amortisseurs.

La force d'impact est considérée comme
étant répartie sur les deux roulements du
rouleau porteur central.
Le poids approximatif d'un morceau de
produit peut être obtenu à partir du
graphique de la Fig. 41. On peut noter qu'en
plus de tenir compte de la longueur, le poids
dépend de la forme du morceau.
Le graphique de la Fig. 42 indique la constante d'élasticité pour les systèmes les plus
courants de support et d'amortissement
(stations-supports fixes munies de rouleaux
en acier, stations-supports fixes munies de
rouleaux à bagues caoutchouc, stationssupports suspendues en guirlandes) ainsi
que la résultante des forces d'impact sur
le rouleau pour diverses énergies de chute
du produit Gm x Hc.
Le graphique indique surtout l'effort statique
sur les roulements du rouleau obtenu à partir
de Gm x Hc, mais avec un coefficient de
sécurité 2 et 1.5.

Nous avons sur le rouleau central:
pic = Fp x pi = 0.65 x 275 = 179 Kg
En ajoutant à cela la valeur telle que
considérée sur une bande horizontale, on
peut obtenir l'effort total sur le rouleau
central d'une station-support.
55

Le coefficient d'élasticité dépend de divers
facteurs, tels que le type de caoutchouc
utilisé pour les bagues, la longueur et le
poids des rouleaux, le nombre et I'articulation
des stations suspendue en guirlande, le
type et l'élasticité des parties flexibles des
supports amortisseurs.
Le calcul de l'effort dynamique pd doit
prévoir une évaluation précise de ces
facteurs.

Exemple :
Une charge de 100 kg tombe d'une hauteur
Hc de 0.8 m sur une station suspendue de
type guirlande équipée de rouleaux en acier
normal (coeff. Cf pris comme hypothèse
20.000 Kg/m = 200 Kg/cm).
Calcul de l'énergie de la chute:
Gm x Hc = 100 x 0.8 = 80 Kgm
Calcul à l'aide du tableau de la force
dynamique de chute:
pd = 1800 Kg.
En prenant un coefficient de sécurité de
2, les roulements doivent résister à un
effort statique de 1800 kg; (2 roulements)
c'est-à-dire des rouleaux de la série PSV7
(roulements 6308; Co = 2400 Kg).
®

1 Informations
techniques
Fig. 41 - Poids des morceaux de produit
1400

900
800

1000
900
800

600
500

600

700
600

400

500
400

300

500

700

300
400

300

200

200

400

300

200

100
90
80
100
90
80

200
100
90

70

70

50

60

80

poids “Gm” d’un morceau de produit (kg)

paramètres à prendre en compte
pour l'étude et la conception
des convoyeurs à bande

100
90
80
70
60

70
60

60

40

50
40

30

50
30
40

20

50
30

20

40

30

20

20

10
9
8
10
9
8

10
9
8
7
6

6
5
4

5
3

7
4
6
5

3

7
6

10
9
8
7

2

4

5
3

2

4

Lb

1
3

2
1

2

3

2

1.2

0.8

0

200

400

600

800

1000

Poids spécifique

Dimensions du morceau "Lb" (mm)

56
Fig. 42 - Constante d'élasticité Cf

coéfficient de sécurité
= 2

= 1.5

--3800
--5000

5000-

-

4800
4600
4400

Effort statique des roulements Co (Kg)

4200
40003800
3600
3400

kg
00

=1

=1

=1

2400

Cf

00

Cf
=2
0

0k

2600

Cf

g/c

m

0k
g/c
m
50
kg
/cm

2800

/cm

3000-

2200

es
ul
ea
ux

20001800

1400

ule
Ro

1200
1000-

au

gu
or
b a ro
c
5
am
e
c
v
à
ve
x a de
ea
au lan
ule uir rland
i
G
Ro
Gu

se
lis

tis

1600

se
ur
s

Cf

Effort dynamique Pd (kg)

3200

600

Cf = Constante d'élasticité

200
0
0

2

3

4

5

6 7 8 10

15

20

30

40

60

80 100

150

200

Energie de chute = Gm x He (kg.m)

57

300

400

600 800 1000

-

--3000

-

-

--3000

-

-

--2000
-

--1000

800

400

--4000

-

- 800
- 600
- 400
- 200
-

-

--2000
-

--1000
- 800
- 600
- 400
- 200
-
®

1 Informations
techniques
paramètres à prendre en compte
pour l'étude et la conception
des convoyeurs à bande

1.8 - Autres accessoires
Parmi tous les autres composants d'un
convoyeur, le système de nettoyage de la
bande et les capots peuvent avoir, dans
certaines circonstances, une importance
fondamentale et doivent être pris en
considération très tôt dans la phase de
conception du convoyeur.

Il existe une grande variété de dispositifs de
nettoyage. La majorité d'entre eux se divise
en deux groupes: statiques et dynamiques.

1.8.1 - Dispositifs de nettoyage
Il est prouvé qu'on peut réaliser
d'importantes économies en utilisant des
systèmes efficaces de nettoyage de la
bande, qui se traduisent en particulier par
une réduction du temps passé à effectuer
la maintenance de la bande et par une
augmentation de la productivité, qui est
proportionnelle à la quantité de produit
récupérée lors du nettoyage, ainsi que par
une augmentation de la durée de vie des
pièces en mouvement.

Fig. 44

Les systèmes statiques les plus utilisés
sont les plus variés, car ils peuvent être
installés dans tous les endroits du côté sale
de la bande. Ils agissent directement sur la
bande au moyen d'une lame segmentée,
Fig. 44.

3

1

2

4

5

Fig. 43 - Emplacements idéaux pour installer des dispositifs de nettoyage
1 sur le tambour d'entraÎnement
2 à environ 200 mm du point de tangence où la
bande quitte le tambour

58

3 sur la face intérieure de la bande du brin inférieur
avant les tambours de contrainte ou d'inflexion.
4 sur la face intérieure de la bande avant le tambour
de renvoi
Les systèmes dynamiques, fonctionnant
avec un moteur, sont moins variés et sont
plus coûteux en termes d'investissement,
d'installation et de mise en service.
Il s'agit de tambours ou de tambours
moteurs sur lesquels sont montés ou fixés
des balais qui sont en contact direct avec
la bande. Fig. 45.

Côté sale
Côté net

Fig. 47

1.8.2 - Retournement de bande
Sur les convoyeurs de très grande longueur,
le brin inférieur de la bande est retourné
à 180° pour réduire les phénomènes
d'adhérence de résidus de produit
sur les rouleaux et sur la traverse des
stations-supports. Le brin inférieur peut
être retourné à 180° après le tambour de
commande, puis être remis dans sa
position d'origine avant le tambour de
renvoi.

Fig. 45

Les autres dispositifs sont des racleurs
ou des déviateurs qui agissent sur la face
intérieure du brin inférieur de la bande.

Les retournements de bande s'effectuent
généralement au moyen d'une série de
rouleaux orientés de manière adéquate. La
longueur minimale requise pour retourner
une bande est généralement égale à
environ 14/22 fois sa largeur.
Grâce à ce système, les rouleaux des
stations inférieures ne sont plus en contact
avec le brin supérieur porteur de la bande
où sont restés accrochés des résidus de
produit.

1.8.3 - Capots couvercles pour
convoyeurs à bande

Fig.46
Ils servent à enlever le produit déposé,
avant les tambours de commande et de
renvoi, ou en certains autres points où le
produit peut rester coincé entre le tambour
et la bande, risquant ainsi de perturber le
passage de la bande. Fig.46.

Après avoir défini les composants de
première importance, le concepteur se
penche sur les accessoires secondaires,
tels que les capots.
Il peut s'avérer nécessaire de recouvrir le convoyeur en raison du climat, des
caractéristiques du produit transporté
(sec, léger, volatile) et de la nature de
l'installation.

59

Côté sale
Côté net
®

1 Informations
techniques
paramètres à prendre en compte
pour l'étude et la conception
des convoyeurs à bande

1.9 - Exemples d'étude d'un
convoyeur à bande
Afin de présenter plus clairement le
problème des tensions critiques dans
divers tronçons d'un convoyeur à bande,
voici un exemple d'étude.
Les données relatives au produit transporté et à ses caractéristiques chimiques et
physiques sont les suivantes:
Produit:
- clinker (Tab. 2 pag.20)
- masse volumique: 1.2 t/m3
- granulométrie 80 à 150 mm
- abrasivité: très abrasif
- angle d'éboulement: ~ 30°
Débit souhaité:
IV = 1000 t/h correspondant à un débit
volumétrique
IM = 833 m3/h

Vitesse et largeur de la bande
A partir du Tab. 3 (pag.23) on peut définir
que le produit peut être classé en B et, la
granulométrie étant de 80/150 mm, il en
ressort que la vitesse maximale conseillée
est de 2,3 m/s.
A l'aide du Tab. 5 (pag.26-30) on peut
évaluer le type et le modèle des stationssupports dont on a besoin, en fonction
de la vitesse précédemment déterminée,
pour assurer le débit-volume lM souhaité
de 833 m3/h.

Pour obtenir ce résultat on doit calculer
le débit volumétrique Ivr (pour la vitesse
v = 1m/s) pour une inclinaison du
convoyeur de δ = 6°.
IM

Caractéristiques de l'installation:
- entr'axe 150 m
- variation de la hauteur H = + 15 m
(élévation)
- pente = 6°~
- conditions d'exploitation: normales
- utilisation: 12 heures par jour
A partir des données fournies, on peut
calculer:
la vitesse, la largeur de la bande, le modèle
et le type des stations-supports.
De plus, on peut définir les tensions de
la bande en diverses zones critiques et
partant de là la puissance absorbée et le
type de bande.
60

IVT =

v x K x K1

[m3/h]

où:
IM = débit-volume
v = vitesse de la bande
K = coefficient de correction pour tenir
compte de la pente de 6°: 0,98
(schéma Fig 8 pag.31).

K1 = coefficient de correction pour tenir
compte de l'irrégularité de
I'alimentation: 0,90 (pag.31)
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Dimensionnement d'un convoyeur a bande kj
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Dimensionnement d'un convoyeur a bande kj

  • 1. 1 Informations techniques paramètres à prendre en compte pour l'étude et la conception des convoyeurs à bande 9
  • 2. ® 1 Informations techniques paramètres à prendre en compte pour l'étude et la conception des convoyeurs à bande Sommaire 1 Informations techniques page 9 1.1 Introduction .................................................................. 11 1.2 Symboles techniques .................................................. 12 1.3 Caractéristiques techniques des convoyeurs à bande .. 14 1.4 Composants d'un convoyeur à bande ...................... 16 1.5 1.5.1 1.5.2 1.5.3 1.5.4 Paramètres à prendre en compte pour la conception .. Produit transporté ....................................................... Vitesse de la bande ......................................................... Largeur de la bande ........................................................ Types de stations supports en auge, écartement, longueur de transition ...................................................... Effort tangentiel, puissance absorbée, resistance passive, poids de la bande, tensions et vérifications ....... Types d'entraînement des convoyeurs à bande et dimensions des tambours ........................................... 18 18 23 24 1.5.5 1.5.6 32 36 44 1.6 1.6.1 1.6.2 1.7 1.7.1 Sollicitation de la bande et des rouleaux amortisseurs .. 53 Calcul des combinaisons d'efforts qui s'exercent sur les rouleaux amortisseurs........................................... 54 1.8 1.8.1 1.8.2 1.8.3 Accessoires ............................................................... Dispositifs de nettoyage de la bande .............................. Psetournement de bande ............................................... Capots pour convoyeurs à bande ................................... 1.9 10 Rouleaux, fonction et données critiques ................... 48 Choix du diamètre des rouleaux en fonction de la vitesse... 49 Choix du type de rouleau en fonction de la cnarge........... 50 Exemples d'études ...................................................... 60 58 58 59 59
  • 3. 1.1 Introduction A 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 a 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. 11 Quoi qu`il en soit, ce chapitre n‘a pas la prétention d'être la "bible" de la conception des convoyeurs à bande. Le but est de vous fournir certains critères pour vous aider à choisir les composants les plus importants, ainsi que des calculs permettant de déterminer les bonnes dimensions. Les informations techniques contenues dans les chapitres suivants sont destinées essentiellement à aider le concepteur et à être intégrées dans la réalisation technique du projet.
  • 4. ® 1 Informations techniques paramètres à prendre en compte pour l'étude et la conception des convoyeurs à bande 1.2 Symboles techniques a A ag ai ao at au B C Ca ca Ca1 cd Cf ch Co Cp écartement des stations-supports longueur de l'axe du rouleau distance entre le flasque du tambour et le support écartement des stations amortisseuses écartement des stations porteuses écartement des stations de transition écartement des stations inférieures longueur du tube du rouleau distance entre les supports des rouleaux effort statique sur la station porteuse effort sur le rouleau central de la station porteuse effort dynamique sur la station porteuse effort dynamique sur le roulement constante élastique du châssis/rouleau amortisseur méplats cle l‘axe du rouleau effort statique sur le roulement résultante des forces qui s`exércent conjointement sur l'axe du tambour moteur résultante des forces qui s`exercent conjointement sur l'axe du tambour de renvoi coefficient de résistance fixe effort statique sur la station support inférieure effort sur le rouleau de la station inférieure charge dynamique sur la station support inférieure coefficient de résistance passive en fonction de la température coefficient d'enroulement diamètre de l'axe/de l'arbre diamètre du rouleau/tambour modules d'élasticité de l'acrer base logarithmique naturelle coefficient de frottement interne du produit et des parties tournantes coefficient de frottement entre la bande et le tambour selon un arc d'enroulement incurvation de la bande entre deux stations-supports flèche d'un axe symétrique effort tangentiel nécessaire pour déplacer la bande dans le sens de marche coefficient de choc coefficient lié a l'environnement coefficient de participation coefficient de participation sur le rouleau central d'une station-support effort tangentiel nécessaire pour déplacer la bande dans le sens du retour coefficient de service effort tangentiel total coefficient de vitesse distance entre les pattes de fixation poids d'un morceau de produit élévation verticale de la bande hauteur de chute corrigée hauteur de chute du produit entre la bande et le crible dénivellation entre le tambour moteur ét le contrepoids hauteur de chute du produit entre le cribe et la bande réceptrice distance entr`axes entre le tambour moteur et le raccordement du contrepoids débit volume débit-masse (écoulement du produit) Cpr Cq Cr cr Cr1 Ct Cw d D E e f fa fr ft Fa Fd Fm Fp Fpr Fr Fs Fu Fv G Gm H Hc Hf Ht Hv IC IM IV 12 m mm m m m m m mm mm daN daN daN daN Kg/m mm daN daN daN _ daN daN daN _ _ mm mm daN/mm 2,718 _ 2 _ m mm daN _ _ _ _ daN _ daN _ mm Kg m m m m m m m /h t/h 3
  • 5. IVM qs qT RL S T0 T1 T2 T3 Tg Tmax Tumax Tx Ty v V W débit volume corrigé a 1 m/s en fonction de l'inclinaison et de l'irrégularité de l'alimentation débit volume théorique a 1 m/s moment d'inertie de la section du produit coefficient d‘inclinaison coefficient de correction contrainte admissible entr'axe dimensions d'un bloc de produit longueur de transition moment fléchissant moment fléchissant idéal moment de torsion largeur de la bande tours/minute puissance absorbée force dynamique de chute force de choc due à la chute du produit force de choc sur le rouleau central poids des pièces tournantes inférieures poids des pièces tournantes supérieures poids de la bande par mètre linéaire densité de la bande poids du produit par mètre linéaire poids des pièces tournantes supérieures par rapport a l'écartement des stations–supports poids des pièces tournantes inférieures par rapport à l'écartement des stations–supports masse volumique poids du tambour longueur d‘une face du tambour moteur section du matériau de la bande tension minimale a l'extrémité de la zone de chargement tension du côte entrée tension du côté sortie tension sur le tambour (non d'éntraînement) tension sur la bande au point d‘attache du contrepoids tension au point de contrainte la plus élevée de la bande tension maximale unitaire de la bande tension de la bande en un point déterminé tension de la bande en un point déterminé vitesse de la bande déplacement maximal du bord de la bande vers le haut module de résistance α αt β γ δ λ λ1 λ2 η y arc d'enroulement de la bande sur le tambour inclinaison de l'arbre symétrique tournant angle de talutage angle d'inclinaison du crible inclinaison du convoyeur inclinaison des rouleaux latéraux d'une station-support inclinaison du rouleau intermédiaire inclinaison du rouleau extérieur rendement déviation angulaire du roulement IVT J K K1 σamm L Lb Lt Mf Mif Mt N n P pd pi pic Ppri Pprs qb qbn qG qRO qRU Le symbole kilogramme (kg) est entendu comme force poids. 13 m /h m /h mm _ _ daN/mm m m m daNm daNm daNm mm rpm kW Kg Kg Kg Kg Kg Kg/m Kg/m Kg/m 3 3 4 2 2 Kg/m Kg/m t/m daN mm m daN daN daN daN daN daN daN/mm daN daN m/s mm mm 3 2 3 degrés rad degrés degrés degrés degrés degrés degrés _ degrés
  • 6. ® 1 Informations techniques Trémie de chargement Convoyeur à bande Trémie de chargement Stations porteuses Stations amortisseuses paramètres à prendre en compte pour l'étude et la conception des convoyeurs à bande Tambour de renvoi Stations inférieures Tambour moteur Fig.1 - Schéma de principe d'un convoyeur à bande 1.3 Caractéristiques techniques des convoyeurs à bande Un convoyeur à bande a pour fonction de transporter en continu des produits en vrac mélangés ou homogènes, sur des distances allant de quelques mètres à des dizaines de kilomètres. L'un des principaux composants du convoyeur est la bande en élastomère dont la fonction est double : - recevoir le produit transporté, - transmettre la force nécessaire pour déplacer cette charge. Le convoyeur à bande est conçu pour transporter des produits en continu sur la face supérieure de la bande. Les surfaces de la bande (supérieure sur le brin porteur et inférieure sur le brin de retour) sont en contact avec une série de rouleaux montés sur le châssis du convoyeur en un ensemble appelé station-support. A chaque extrémité du convoyeur, la bande s'enroule sur un tambour, l'un d'entre eux étant relié à un groupe d'entrainement pour transmettre le mouvement. Parmi les autres systèmes de transport, le plus compétitif est certainement le transport par camion. Par rapport à ce dernier, le convoyeur à bande présente les avantages suivants: - réduction des effectifs nécessaires, - réduction de la consommation d'énergie, - longs intervalles entre les périodes de maintenance, - independance du système par rapport à son environnement, - réduction des coûts d'exploitation. 14 Selon les charges à transporter, les grands convoyeurs à bande peuvent représenter une économie de 40 à 60 % par rapport au transport routier. Les composants électriques et mécaniques des convoyeurs, tels que rouleaux, tambours, roulements, moteurs, etc. sont fabriqués dans le respect des normes les plus strictes. Le niveau de qualité atteint par les principaux fabricants garantit leur bon fonctionnement et une durée de vie longue. Les principaux composants du convoyeur, à savoir les rouleaux et la bande, nécessitent très peu de maintenance, à partir du moment où la conception et l'installation ont été correctement réalisées. La bande élastomère ne nécessite que des réparations occasionnelles ou superficielles et, les rouleaux étant dotés d'une étanchéité a vie, n'ont pas besoin d'être lubrifiés. Le niveau de qualité très élevé assuré par Rulmeca, ainsi que les technologies de pointe utilisées peuvent encore réduire, voire même supprimer, la nécessité d‘une maintenance ordinaire. Le revêtement caoutchouté des tambours a une durée de vie de deux ans. Enfin, l'utilisation d'accessoires appropriés pour nettoyer la bande aux points de chargement et de déchargement permet d'obtenir des améliorations notables et d‘augmenter la durée de vie de l'installation tout en nécessitant relativement peu de maintenance.
  • 7. Tous ces facteurs contribuent à limiter les frais d'exploitation, en particulier en cas de travaux de fouille, de passage sous des collines, des routes ou d'autres obstacles. Un convoyeur à bande lisse peut gravir des pentes allant jusqu'à 18° et il y a toujours possibilité de récupérer l'énergie sur les portions en descente. On a donc pu ainsi réaliser des projets avec des systèmes ayant une longueur de 100 km et comportant des tronçons de 15 km. En employant les caractéristiques de flexibilité, force et efficacité le convoyeur à bande est la solution idéale pour transporter des produits en vrac et d’autres matériaux. Des développements continus dans ce domaine donnent encore plus d’avantages. Fig.2.1- Convoyeur à bande horizontale Fig.2.5- Convoyeur à tronçons horizontal et incliné, pour lequel il est nécessaire d'utiliser deux bandes. Fig.2.2 - Convoyeur à bande horizontale et tronçon incliné, où l'espace perrnet une courbe verticale et la charge ne nécessite qu'une seule bande. Les plans ci de suite montrent des configurations typiques du convoyeur à bande: Fig.2.6 - Convoyeur à tronçons horizontal et incliné, où l'espace ne permet pas de réaliser une courbe verticale, mais la charge ne nécessite qu'une seule bande. Fig.2.3 - Convoyeur à bande inclinée et tronçon horizontal, où la charge ne nècessite qu'une seule bande et l'espace perrnet une courbe vérticale. Fig.2.7 - Convoyeur à une seule bande comportant un tronçon horizontal, un tronçon incliné et un en descente avec des courbes verticales. Fig.2.4 - Convoyeur à tronçons horizontal et incliné, où l'espace ne permet pas de courbe verticale et la charge nécessite deux bandes. Fig.2.8 - Convoyeur dont la bande est chargée en pente ascendante ou descendante. 15
  • 8. ® 1 Informations techniques paramètres à prendre en compte pour l'étude et la conception des convoyeurs à bande 1.4 Composants et leur dénomination La Fig. 3 illustre les principaux composants d'un convoyeur à bande type. Dans la pratique, compte tenu de la diversité des applications, on peut avoir de nombreuses autres combinaisons de zones de chargement et de déchargement, d‘élévations et d‘autres accessoires. Tambour de commande La surface du tambour de commande traditionnel ou du tambour moteur peut être laissée en finition normale ou avoir un revêtement de caoutchouc dont l'épaisséur est calculée en fonction de la puissance à transmettre. Tête d'entraînement Elle peut être de conception traditionnelle ou équipée d'un tambour moteur. Ce revêtement peut comporter des striures en chevron, ou droites dans le sens de la marche ou bien en forme de losange, de manière à augmenter le coefficient de frottement et à faciliter l'évacuation de l'eau à la surface du tambour. - Traditionnelle Comporte un groupe d'entraînement constitué d'un tambour de commande dont le dimensionnement est adapté à la charge supportée par la bande et un tambour de renvoi à l'extrémité opposée. La puissance est transmise par une boîte d'engrenages directement accouplée ou par une transmission par arbre directe ou parallèle entraînant le tambour de commande avec un couple adapté. - Tambour moteur Dans cette configuration, le moteur, la boîte d'engrenages et les roulements constituent un ensemble complet, enfermé et protégé à l'intérieur d'un carter, qui entraîne directement la bande. Cette solution élimine toutes les complications liées aux transmissions extérieures, couples, etc. décrits ci-dessus pour la conception traditionnelle. A l'heure actuelle, les tambours moteurs sont fabriqués avec des diamètres aliant jusqu'à 800 mm, une puissance de l'ordre de 130 KVV et un rendement qui peut atteindre 97%. 16 Le diamètre du tambour est dimensionné en fonction de la catégorie et du type de bande, ainsi que des pressions calculées sur sa surface. Tambours de renvoi La surface du carter n'a pas nécessairement besoin d'être munie d'un revêtement, sauf dans certains cas. Le diamètre est normalement inférieur à celui qui est prévu pour le tambour de commande. Tambours d'inflexion ou de contrainte Ils servent à augmenter l'arc d'enroulement de la bande et, d'une manière générale, ils sont utilisés dans tous les cas où il est nécessaire de dévier la bande au niveau des dispositifs de tension à contrepoids, des appareils de déchargement mobiles, etc.
  • 9. Rouleaux Ils soutiennent la bande et tournent librement et facilement sous la charge. Ce sont les composants les plus importants du convoyeur et ils représentent une part considérable de l'investissement total. Il est fondamental de les dimensionner correctement pour garantir les performances de l'installation et une exploitation économique. Stations porteuses en auge et stations-supports inférieures Les rouleaux porteurs sont généralement fixés sur des pattes de fixation soudées a une traverse ou un support. L‘angle d'inclinaison des rouleaux latéraux varie entre 20° et 45°. On peut également obtenir des angles de 60° avec une suspension de type "guirlande". Les stations-supports inférieures peuvent comporter un seul rouleau sur toute la largeur ou bien deux rouleaux formant un '"/" et inclinés à 10°. En fonction des différents types de produits à manutentionner, les stations porteuses en auge peuvent être conçues symétriquement ou non, selon le cas. Dispositifs de tension L'effort nécessaire pour maintenir la bande en contact avec le tambour d'entraînement Trémie de chargement Station porteuse est fourni par un dispositif de reprise de tension qui peut être à vis, à contrepoids ou avec un treuil motorisé. Le contrepoids applique un effort de tension constant à la bande, quelles que soient les conditions. Son poids est calculé en fonction des limites minimales nécessaires pour assurer la tension correcte de la bande et éviter toute surtension. Le mouvement du dispositif de tension à contrepoids est calculé d'après l‘élasticité de la bande pendant les diverses phases de fonctionnement du convoyeur. Le mouvement minimal d'un dispositif de reprise de tension ne doit pas être inférieur à 2 % de l'entr‘axe du convoyeur s'il est équipé d'une bande à armature textile, ou 0,5 % de son entr'axe s'il est équipé d'une bande à armature métallique. Trémie La trémie est conçue pour faciliter le chargement et le glissement du produit en absorbant les chocs de la charge et en évitant les colmatages et l'endommagement de la bande. Elle permet un chargement immédiat du produit et résout les problèmes d'accumulation. Station superieure autocentreuse L'inclinaison des parois doit être fonction de la manière dont le produit tombe, de sa trajectoire, ainsi que de la vitesse du convoyeur. La granulométrie et la masse volumique du produit, ainsi que ses propriétés physiques, telles que humidité, corrosion, etc. ont également leur importance pour la conception. Dispositifs de nettoyage Le système de nettoyage de la bande doit faire l‘objet d'une attention toute particulière de manière à réduire la fréquence des opérations de maintenance, notamment lorsque la bande transporte des produits humides ou collants. Un nettoyage efficace permet au convoyeur d'atteindre un maximum de productivité. Il existe un grand nombre de types et de modèles de dispositifs de nettoyage de bande. Le plus simple est constituée d'une lame racleuse droite montée sur des supports en caoutchouc (chapitre 5). Capots pour convoyeurs Les capots pour convoyeurs ont une importance fondamentale lorsqu'il est nécessaire de protéger le produit transporté de l‘air ambiant et d'assurer le bon fonctionnement de l'installation (chapitre 6). Capot Station de transition Tambour de commande ou tambour moteur Station amortisseuse Dispositif de nettoyage Dispositif de nettoyage tangentiel Tambour de contrainte Fig. 3 Tambour de renvoi Tambour de contrainte Dispositif de nettoyage à racleur Station inférieure auto-centreuse Station inférieure 17 Tambour de tension avec contrepoids Tambour d’inflexion
  • 10. ® 1 Informations techniques paramètres à prendre en compte pour l'étude et la conception des convoyeurs à bande 1.5 - Paramètres à prendre en compte lors de l'étude et de la conception Le choix du système optimal de transport, sa conception et sa rationalisation dépendent d'une connaissance parfaite des caractéristiques de construction et des forces qui s'exercent sur tous les composants du système. Les principaux facteurs qui déterminent le dimensionnement d'un convoyeur à bande sont: le débit-volume nécessaire, le type de produit à transporter et ses caractéristiques, telles que granulométrie, propriétés physiques et chimiques. Le parcours et le profil du convoyeur ont également leur importance. Les illustrations qui suivent montrent les critères utilisés pour le calcul de la vitesse et de la largeur de la bande, le type et la disposition des stations-supports, le type de rouleaux utilisés et enfin le dimensionnement des tambours. L'angle de talutage est l'angle que forme l'horizontale avec la surface du produit lors de son transport sur une bande en mouvement. Fig. 5. Cet angle est généralement compris entre 5° et 15° (jusqu'à 20° pour certains produits) et est bien inférieur à l'angle d'éboulement. Angle d’éboulement Fig.4 Angle de talutage 1.5.1 - Produit transporté L'etude de conception d'un convoyeur à bande doit normalement commencer par une évaluation des caractéristiques du produit à manutentionner et particulièrement de l'angle d'éboulement et de l'angle de talutage. L'angle d'éboulement d'un produit, que l'on appelle également "angle de frottement naturel", est l'angle que la ligne de pente du produit, mis en tas librement sur une surface plane, forme avec l'horizontale. Fig. 4. 18 Fig.5 Le tableau 1 montre la corrélation entre les caractéristiques physiques des produits et leurs angles d'éboulement relatifs.
  • 11. Le produit transporté adopte la configuration indiquée sur le schéma en coupe. L'aire de la section "S" peut être calculée géométriquement en ajoutant la surface d'un cercle A1 à celle du trapèze A2. S = A1 + A2 S A1 A2 Fig.6 La valeur du volume transporté IVT peut être facilement calculée à l'aide de la formule suivante: Tab. 1 - Angles de talutage, d'éboulement et écoulement du produit IVT S = _________ [ m2 ] 3600 où: IVT = volume transporté à une vitesse de 1 m/s (voir Tab.5a-b-c-d ) Fluidité Profil très élevée moyenne faible sur une bande plate 30° ß élevée Angle de talutage β 5° 10° 20° 25° Angle d'éboulement 0-19° 20-29° 30-34° 35-39° 40° et plus d'autres Caractéristiques des produits Dimensions Particules Produit irrégulier, Produits Produits irréguliers, On peut inclure uniformes, partiellement granulats de poids ordinaires, tels que visqueux, fibreux ici des produits particules rondes, rondes, secs moyen, tels que par ex. charbon dont l'état tend à se présentant de très petite taille. et lisses. par ex. anthracite, bitumineux et la détériorer pendant diverses Très humides ou Poids moyen argile, etc. plupart des la manutention, tels caractéristiques très secs, tels que comme par ex. minerais, etc. que par ex. telles que celles sable sec, silice, céréales, graines copeaux de bois, indiquées dans le ciment, poussière et fèves. produits dérivés de Tab. 2 ci-dessous. de calcaire la canne à sucre, humide, etc. sable de fonderie, etc. 19
  • 12. ® 1 Informations techniques Tab.2 - Propriétés physiques des produits Type Masse volumique moyenne qs Angle Abrasivité Corrosivité 22° C A - C A 60 27° B A 1,36-1,52 85-95 - B A Ardoise, poussière 1,12-1,28 70-80 35° B A Argile, sèche, en morceaux 0,96-1,20 60-75 35° C A Argile, sèche, fine 1,60-1,92 100-120 35° C A Asphalte broyé jusqu'à 13 mm 0,72 45 - A A Asphalte, liant pour revêtement routier 1,28-136 80-85 - A B lbs. / Cu.Ft d'éboulement Alumine paramètres à prendre en compte pour l'étude et la conception des convoyeurs à bande t/m3 0,80-1,04 50-65 Amiante, minéral ou roche 1,296 81 Anthracite 0,96 Ardoise, de 40 mm à 80 mm Bakélite, fine 0,48-0,64 30-40 - A A Baryte 2,88 180 - A A Bauxite, broyée, sèche 1,09 68 35° C A Bauxite, tout-venant 1,28-1,44 80-90 31° C A Bentonite, jusqu'à 100 mesh 0,80-0,96 50-60 - B A Béton, blocs 2,08-2,40 130-150 - C A Béton, poussières 1,44-1,76 90-110 - C A B Betterave à sucre, pulpe (humide) 0,40-0,72 25-45 - A Betterave à sucre, pulpe (sèche) 0,19-0,24 12-15 - - - Blcarbonate de sodium 0,656 41 42° A A Blanc de titan 0,4 25 - B A Blé 0,64-0,67 40-42 25° A A Borax, morceaux 0,96-1,04 60-65 - B A Bralse de coke, 6 mm 0,40-0,5 25-35 30-45° C B Brique dure 2 125 - C A Calcaire broyé 1,36-1,44 85-90 35° B A Calcaire riche en argile (voir calcaire) 1,60-1,76 100-110 - B A Canne à sucre, coupée 0,24-0,29 15-18 50° B A Caoutchouc, granulés 0,80-0,88 50-55 35° A A Caoutchouc, récupération 0,40-0,48 25-30 32° A A Carbonate de baryum 1,152 72 - A A Carborundum, jusqu`a 80 1,6 100 - C A Carbure de calcium 1,12-1,28 70-80 - B B Cendres de charbon mouillées jusqu'à 80 mm 0,72-0,80 45-50 50° B P Cendres de charbon sèches jusqu'à 80 mm 0,56-0,64 35-40 40° B A Charbon bitumineux, 50 mesh 0,80-0,86 50-54 45° A B Charbon bitumineux, tout-venant 0,72-0,88 45-55 38° A B Charbon de bois 0,29-0,40 18-25 35° A A Chaux broyée jusqu'à 3 mm 0,96 60 43° A A Chaux hydratée jusqu'à 3 mm 0,64 40 40° A A Chaux hydratée pulvérisée 0,51-0,64 32-40 42° A A Chlorure de magnésium 0,528 33 - B - Chlorure de potassium, pellets 1,92-2,08 120-130 - B B Ciment Portland, aéré 0,96-1,20 60-75 36° B A Clinker 1,20-1,52 75-95 30-40° C A Coke de pétrole calciné 0,56-0,72 35-45 - A A Coke, en vrac 0,37-0,56 23-35 - C B Concentré de zinc 1,20-1,28 75-80 - B A Copeaux d'acier 1,60-2,40 100-150 - C A Copeaux d'aluminium 0,11-0,24 7-15 - B A Copeaux de bois 0,16-0,48 10-30 - A A Copeaux de fonte 2,08-3,20 130-200 - B A Cryolithe 1,76 110 - A A Cryolithe, poussière 1,20-1,44 75-90 - A A Cuivre, minerai 1,92-2,40 120-150 - - - 20
  • 13. Le tableau 2 indique les propriétés physiques et chimiques des produits qu'il convient de prendre en compte lors de l'étude d'un transporteur à bande. Tab.2 - Propriétés physiques des produits Type Masse volumique moyenne t/m3 lbs. / Cu.Ft qs Angle Abrasivité Corrosivité d'éboulement Déchets de fonte 1,12-1,60 70-100 - C A Diphosphate de chaux 0,688 43 - - - B A Diphosphate de sodium 0,40-0,50 25-31 - Dolomite, en morceaux 1,44-1,60 90-100 - Feldspath, morceaux de 40 mm à 80 rnrn 1,44-1,76 90-110 34° C A Feldspath, taille 13 mrn 1,12-1,36 70-85 38° C A Granit, de 40 mm à 50 mm 1,36-1,44 85-90 - C A Granit, taille 13 mm 1,28-1,44 80-90 - C A Granulés de noir de carbone 0,32-0,40 20-25 - A A Graphite lamellaire 0,64 40 - A A Gravier 1,44-1,60 90-100 40° B A Grès 1,36-1,44 85-90 - A A Guano, sec 1,12 70 - B - Gypse, morceaux de 13 mm à 80 mm 1,12-1,28 70-80 30° A A Kaolin jusqu'à 80 mm 1,008 63 35° A A Kaolin talqueux, 100 mesh 0,67-0,90 42-56 45° A A Koréite, talc, fin 0,64-0,80 40-50 - A A Laitier de haut fourneau, broyé 1,28-1,44 80-90 25° C A Liège 0,19-0,24 12-15 - - - Lignite 0,64-0,72 40-45 38° A B Magnésite (particules lines) 1,04-1,20 65-75 35° B A Manganèse, minerai 2,00-2,24 125-140 39° B A Marbre, concassé, jusqu'à 13 mm 1,44-1,52 90-95 - B A Mineral de chrome 2,00-2,24 125-140 - C A Mineral de fer 1,60-3,20 100-200 35° C A Mineral de fer broyé 2,16-2,40 135-150 - A A Mineral de plomb 3,20-4,32 200-270 30° B B Nickel 2,40 150 - C B Nitrate d'ammonium 0,72 45 - B C Nitrate de potassium (saltpètre) 1,216 76 - B B Nitrate de sodium 1,12-1,28 70-80 24° A - Oxyde d'aluminium 1,12-1,92 70-120 - C A Oxyde de zinc, lourd 0,48-0,56 30-35 - A A Oxydes de plomb 0,96-2,04 60-150 - A - Perles de polystyrène 0,64 40 - - - Phosphate, acide, engrais 0,96 60 26° B B Phosphate, extra-fin 0,816 51 45° B B Phosphate, floride 1,488 93 27° B A Phosphate pulvérisée 0,96 60 40° B A A Plâtre, poussière 0,96-1,12 60-70 42° A Poudre de noir de carbone 0,06-0,11 4-7 - A A Poudre de savon 0,32-0,40 20-25 - A A Poussière de calcaire A non abrasif/non corrosif B moyennement abrasif/ moyennement corrosif C très abrasif/très corrosif 1,28-1,36 80-85 - B A Pyrite de fet de 50 à 80 mm 2,16-2,32 135-145 - B B Pyrite, pellets 1,92-2,08 120-130 - B B Quartz morceaux de 40 mm à 80 mm 1,36-1,52 85-95 - C A Quarlz, 13 mm criblé 1,28-1,44 80-90 - C A Quartz, poussière 1,12-1,28 70-80 - C A 21
  • 14. ® 1 Informations techniques paramètres à prendre en compte pour l'étude et la conception des convoyeurs à bande Tab.2 - Propriétés physiques des produits Type Masse volumique moyenne t/m3 lbs. / Cu.Ft qs Angle Abrasivité Corrosivité d'éboulement Sable de tondene, décochage 1,44-1,60 90-100 39° C A Sable sec 1,44-1,76 90-110 35° C A 1,76-2,08 110-130 45° C A Sel, commun, sec, fin 1,12-1,28 70-80 25° B B Sel, commun, sec, gros 0,64-0,80 40-55 - B B Sels potassiques, sylvite, etc. 1,28 80 - A B Soude calcinée lourde 0,88-1,04 55-65 32° B C Soufre jusqu'à 80 mm 1,28-1,36 80-85 - A C Soufre, concassé moins de 13 mm 0,80-0,96 50-60 - A C Sucre en poudre 0,80-0,96 50-60 - A B Sucre, brut, canne 0,88-1,04 55-65 30° B B Sucre, humide, betterave 0,88-1,04 55-65 30° B B Sulfate d'aluminium (en grains) 0,864 54 32° - - Sulfate d'ammonium 0,72-0,93 45-58 32° B C Sulfate de cuivre 1,20-1,36 75-85 31° A - Sulfate de fer 0,80-1,20 50-75 - B - Sulfate de magnésium 1,12 70 - - - Sulfate de manganèse 1,12 70 - C A Sulfate de potassium 0,67-0,77 42-48 - B - Talc, en poudre 0,80-0,96 50-60 - A A Talc, morceaux de 40 mm à 80 mm A non abrasif/non corrosif B moyennement abrasif/ moyennement corrosif C très abrasif/très corrosif Sable, mouillé 1,36-1,52 85-95 - A A Terre, mouillée contenant de l'argile 1,60-1,76 100-110 45° B A Zinc, minerai, grillé 1,60 100 38° - - 22
  • 15. 1.5.2 - Vitesse de la bande La vitesse maximale d'un convoyeur à bande a atteint des limites qui étaient inimaginables il y a quelques années. Ces vitesses très élevées ont permis d'augmenter considérablement les volumes transportés. Par rapport à la charge totale, il y a une réduction du poids du produit transporté par mètre linéaire de convoyeur ce qui implique une diminution du coût de la construction au niveau des stations- supports et de la bande elle-même. Les caractéristiques physiques du produit à manutentionner sont l'élément déterminant pour le calcul de la vitesse de la bande. Des produits légers, tels que les céréales, la poussière ou les fines de minerais, permettent d‘utiliser des vitesses élevées. Les produits criblés ou tamisés peuvent permettre des vitesses supérieures à 8 m/s. Par contre, une granulométrie, une abrasivité ou une masse volumique plus importantes nécessitent de réduire la vitesse de la bande transporteuse. Il peut s‘avérer nécessaire de diminuer la vitesse du convoyeur dans des limites de l'ordre de 1,5 / 3,5 m/s pour manutentionner des pierres non concassées et non criblées à forte granulométrie. On obtient la quantité de produit par mètre linéaire de convoyeur à l'aide de la formule suivante : Néanmoins on utilise des bandes plus larges par rapport au débit-masse, à des vitesses élevées et faibles, parce qu‘il y a moins de danger de perdre du produit, moins de pannes et moins de blocages dans les trémies. A partir de données expérimentales, le tableau 3 indique les vitesses maximales recommandées, compte tenu des caractéristiques physiques et de la granulométrie du produit transporté, ainsi que de la largeur de la bande utilisée. Tab. 3 - Vitesses maximales conseillées Granulométrie dimensions max. Bande largeur min. homogène mélangé jusqu'à mm jusqu'à mm Vitesse max. A B C D 2.5 2.3 2 1.65 mm m/s où: qG = poids du produit par mètre linéaire 400 150 500 125 200 650 3 2.75 2.38 2 170 300 800 3.5 3.2 2.75 2.35 250 400 1000 4 3.65 3.15 2.65 350 500 1200 400 600 1400 4.5 4 3.5 3 450 650 1600 700 1800 5 4.5 3.5 3 550 [ Kg/m ] 100 500 IV qG = ————— 3.6 x v 50 75 750 2000 600 800 2200 6 5 4.5 4 A - Produit léger glissant, non abrasif, masse volumlque de 0.5 ÷ 1,0 t /m3 B - Produit non abrasif, granulométrie moyenne, masse volumique de 1.0 ÷ 1.5 t /m3 C - Produit moyennement abrasif et lourd, masse volumique de 1.5 ÷ 2 t /m3 D - Produit abrasif, lourd et présentant des arêtes aigües de plus de 2 t/m3 de masse volumique IV = débit-masse t/h Etant donné les facteurs qui limitent la vitesse maximale d'un convoyeur, on peut conclure: Si l'on considère l'inclinaison de la bande à la sortie du point de chargement, plus cette pente est importante, plus la turbulence du produit sur la bande va augmenter. Ce phénomène est un facteur limitatif pour le calcul de la vitesse maximale de la bande, étant donné qu'il entraine une usure prématurée de la surface de la bande. v = vitesse de la bande m/s qG sert à déterminer l'effort tangentiel Fu. En augmentant la vitesse v, on peut obtenir le débit-masse moyen Iv avec une largeur de bande plus étroite (et par conséquent une structure de convoyeur plus simple), ainsi qu'une charge moins importante par mètre lineaire, ce qui entraine une réduction au niveau de la conception des rouleaux et des stations-supports et de la tension de la bande. L‘action abrasive répétée sur le matériau de la bande, résultant de nombreux chargements sur une portion donnée sous la trémie, est directement proportionnelle à la vitesse de la bande et inversement proportionnelle à sa longueur. 23
  • 16. ® Etant donné la vitesse optimale de la bande, indiquée dans le tableau 3, on détermine sa largeur essentiellement en fonction de la quantité de produit transporté qui figure au cahier des charges. On peut ainsi exprimer la capacité du convoyeur comme étant le débit volume IvT [m3/h] pour v= 1 m/sec. L'inclinaison des rouleaux Iatéraux d'une traverse (de 20° à 45°) définit l'angle de la station-support. Fig. 7 Angle de surcharge On utilise même des stations-supports à 40 ou 45° pour des cas particuliers, où, en raison de cette position contraignante, les bandes doivent pouvoir s'adapter à une auge aussi accentuée. Dans la pratique, le choix et la conception des stations-supports doivent permettre d'obtenir le débit volume souhaité, en utilisant une bande la plus étroite possible et donc la plus économique. Distance des bords 0,05 x N + 25 mm β paramètres à prendre en compte pour l'étude et la conception des convoyeurs à bande 1.5.3 - Largeur de la bande Angle de la station λ 1 Informations techniques N Largeur de la bande Fig. 7 La largeur de la bande avec le plus grand angle correspond à une augmentation du débit volume IVT. La conception de la station-support porteuse dépend également de la capacité de la bande à prendre la forme en auge. Par le passé, l'inclinaison des rouleaux latéraux d'une station-support était de 20°. Actuellement, les améliorations réalisées au niveau de la structure et des matériaux entrant dans la fabrication des bandes transporteuses permettent d'utiliser des stations-supports présentant une inclinaison des rouleaux latéraux de 30 à 35°. 24 II convient de noter toutefois que la largeur de la bande doit être suffisante pour recevoir et contenir le produit, qu'il soit constitué de gros morceaux de diverses granulométries, ou bien de fines particules.
  • 17. Pour le calcul des dimensions de la bande, on doit tenir compte des valeurs minimales de la largeur de la bande en fonction de sa charge de rupture et de l'inclinaison des rouleaux latéraux, comme indiqué au tableau 4. Tab. 4 - Largeur minimale de la bande en fonction de sa charge de rupture et de l'inclinaison des rouleaux. Charge de rupture Largeur de la bande N/mm mm 250 400 400 — 315 400 400 450 400 400 400 450 500 450 450 500 630 500 500 600 800 500 600 650 1000 600 650 800 1250 600 800 1000 1600 600 800 1000 λ= 20/25° λ= 30/35° λ= 45° Pour les bandes dent la charge de rupture est supérieure aux valeurs indiquées dans ce tableau, il est recommandé de consulter le fabricant de la bande. Débit-volume IM On obtient le débit volumétrique de la bande à l'aide de la formule suivante: Iv IM = qs [ m3/h ] où: Iv = capacité de charge de la bande [ t/h ] qs = masse volumique du produit Egalement défini de la manière suivante : IM IVT = v [ m3/h ] où le volume de produit transporté est exprimé pour une vitesse de 1 m/sec. 25 On peut déterminer à l'aide du tableau 5a-b-c-d si la largeur de bande choisie correspond au débit-volume IM calculé sur la base du cahier des charges, en fonction de la conception des stations-supports, de l'inciinaison des rouleaux, de l'angle de talutage du produit et de la vitesse de la bande.
  • 18. ® paramètres à prendre en compte pour l'étude et la conception des convoyeurs à bande β 1 Informations techniques Tab. 5a - Débit-volume avec stations-supports plats à 1 rouleau v = 1 m/s Largeur Angle de de la bande mm β IVT λ = 0° Largeur Angle de de la bande m3/h talutage mm β IVT m3/h talutage λ = 0° 5° 5° 152.6 7.5 10° 305.6 20° 15.4 20° 630.7 25° 20.1 25° 807.1 30° 300 3.6 10° 25.2 30° 1008.7 1600 5° 5° 194.7 15.1 10° 389.8 20° 31.3 25° 30° 400 7.5 10° 20° 804.9 39.9 25° 1029.9 50.0 30° 1287.0 241.9 1800 5° 5° 25.2 10° 484.2 20° 52.2 20° 1000.0 25° 66.6 25° 1279.4 30° 500 12.6 10° 83.5 30° 1599.1 295.5 2000 5° 5° 45.0 10° 591.1 20° 93.2 20° 1220.4 25° 119.5 25° 1560.8 30° 650 22.3 10° 149.4 30° 1949.4 353.1 2200 5° 5° 70.9 10° 706.3 20° 146.5 20° 1458.3 25° 187.5 25° 1865.1 30° 800 35.2 10° 198.3 30° 2329.5 415.9 2400 5° 5° 114.4 10° 831.9 20° 235.8 20° 1717.9 25° 1000 56.8 10° 301.6 25° 2197.1 377.2 30° 2744.1 484.0 30° 2600 5° 5° 167.7 10° 968.0 20° 346.3 20° 1998.7 25° 1200 83.8 10° 436.6 25° 2556.3 554.0 30° 3192.8 30° 2800 5° 1400 115.5 5° 557.1 10° 231.4 10° 1114.2 20° 478.0 20° 2300.4 25° 611.6 25° 2942.2 763.2 30° 3674.8 30° 26 3000
  • 19. β λ Tab. 5b - Débit-volume avec stations-supports en auge à 2 rouleaux v = 1 m/s IVT m3/h Largeur Angle de de la bande talutage mm β λ = 20° 5° 300 17.6 10° 20.5 20° 28.8 25° 32.0 30° 36.3 5° 55.8 63.7 30° 72.0 5° 57.6 10° 500 41.4 20° 25° 400 34.5 10° 68.7 20° 92.8 25° 105.8 30° 119.8 5° 123.1 20° 165.9 25° 189.3 30° 650 102.9 10° 214.5 5° 192.9 20° 260.2 25° 296.6 30° 800 175.6 10° 336.2 5° 310.6 20° 418.6 25° 477.3 30° 1000 317.1 10° 541.0 Pour obtenir le débit-volume réel IM à la vitesse de bande souhaitée, utilliser la formule suivante IM = IVT x v [ m3/h ] 27
  • 20. ® 1 Informations techniques paramètres à prendre en compte pour l'étude et la conception des convoyeurs à bande Tab. 5c - Débit-volume avec stations-supports en auge à 3 rouleaux v = 1 m/s Largeur Angle de IVT m3/h de la bande talutage mm β λ = 20° λ = 25° λ = 30° λ = 35° λ = 45° 5° 17.2 18.7 21.6 18.7 20.5 21.6 24.4 20° 24.4 26.2 27.7 28.8 30.6 27.7 30.2 31.6 32.4 33.8 30° 33.4 34.9 36.0 36.3 37.8 5° 28.0 32.4 36.6 39.6 45.7 10° 35.2 29.2 43.2 45.3 51.4 20° 50.4 54.3 57.2 59.4 66.3 25° 56.8 62.2 65.1 66.6 69.8 30° 400 15.1 16.9 25° 300 13.3 10° 67.7 70.9 73.4 74.5 77.0 78.4 5° 55.8 62.6 68.0 60.1 67.3 73.4 78.4 87.4 20° 85.3 91.8 97.2 101.1 106.9 25° 96.1 104.7 109.8 112.6 117.7 30° 500 47.8 10° 114.1 119.1 123.8 126.0 129.6 5° 101.8 114.4 124.9 143.2 109.4 122.4 134.2 142.9 159.1 20° 154.4 166.3 176.4 183.6 193.6 25° 174.2 189.7 198.7 204.4 212.4 30° 650 87.8 10° 205.5 215.2 223.5 227.8 233.6 5° 162.0 182.1 198.3 227.1 173.6 194.4 212.7 226.8 252.0 20° 244.0 262.8 278.2 290.1 306.0 25° 275.0 299.1 313.2 322.9 334.8 30° 800 139.6 10° 324.0 339.4 352.4 359.2 367.9 5° 263.8 296.2 322.9 368.6 281.1 315.3 345.6 368.6 408.6 20° 394.9 425.5 450.7 469.8 494.6 25° 444.9 483.8 506.5 522.0 541.0 30° 1000 227.1 10° 523.4 548.6 569.1 580.6 594.0 5° 389.8 438.1 477.0 545.0 415.0 465.4 510.1 543.9 602.6 20° 581.7 627.1 664.2 692.6 728.2 25° 655.2 712.8 745.9 768.9 795.9 30° 1200 335.8 10° 770.4 807.4 837.7 855.0 873.3 753.8 5° 1400 465.8 540.7 606.9 661.3 10° 574.9 644.7 706.3 753.4 834.1 20° 804.9 867.6 918.7 957.9 1006.9 25° 906.4 985.3 1031.4 1063.4 1100.1 30° 1064.8 1116.3 1157.7 1181.8 1206.3 28
  • 21. β λ Largeur β m3/h talutage mm IVT Angle de de la bande λ = 20° λ = 25° λ = 30° λ = 35° λ = 45° 5° 803.8 875.5 997.5 760.6 853.2 934.5 997.2 1102.6 20° 1063.8 1146.9 1214.2 1266.4 1330.2 25° 1198.0 1302.1 1363.3 1405.4 1452.9 30° 1600 616.6 10° 1432.8 1474.9 1529.6 1561.3 1593.0 716.0 5° 915.4 1027.8 1119.6 1274.7 972.3 1090.8 1194.4 1274.4 1409.0 20° 1353.2 1465.2 1551.2 1617.8 1698.8 25° 1530.7 1663.2 1740.0 1794.9 1854.7 30° 1800 788.7 10° 1796.4 1883.1 1953.0 1993.6 2032.9 5° 1139.7 1279.8 1393.9 1586.5 1209.9 1357.2 1486.4 1586.1 1752.8 20° 1690.0 1822.3 1929.2 2012.0 2112.1 25° 1903.6 2068.2 2164.6 2231.6 2305.8 30° 2000 981.7 10° 2233.4 2341.4 2427.8 2478.6 2526.8 5° 1371.5 1545.4 1691.3 1908.1 1461.1 1634.4 1796.0 1925.2 2109.2 20° 2048.0 2199.9 2331.7 2433.2 2546.2 25° 2316.2 2496.8 2613.6 2698.4 2777.9 30° 2200 1185.1 10° 2716.9 2826.3 2930.0 2995.2 3045.5 5° 1632.9 1832.9 2010.7 2275.5 1730.5 1945.8 2130.1 2288.8 2514.2 20° 2431.0 2618.6 2776.3 2896.2 3041.2 25° 2749.4 2972.1 3112.2 3211.8 3317.9 30° 2400 1403.7 10° 3225.0 3364.4 3488.7 3565.0 3636.4 5° 1936.7 2175.9 2382.4 2697.3 2058.8 2307.9 2528.6 2711.8 2981.5 20° 2886.4 3099.6 3281.7 3425.0 3592.0 25° 3264.5 3518.0 3678.7 3798.3 3918.8 30° 2600 1670.0 10° 3829.2 3982.3 4123.8 4216.1 4295.0 5° 2240.7 2517.8 2759.4 3119.7 2380.3 2670.1 2926.0 3141.0 3448.4 20° 3342.6 3592.0 3805.5 3971.5 4168.4 25° 3780.0 4076.9 4265.9 4404.3 4547.7 30° 2800 1930.8 10° 4433.9 4615.0 5185.6 4888.7 4984.2 5° IM = IVT x v [ m3/h ] 2585.8 2905.6 3184.8 3597.8 2745.7 3079.0 3376.8 3625.2 3976.9 20° 3851.2 4140.3 4390.9 4579.5 4800.2 25° 3000 souhaitée, utilliser la formule suivante 2227.0 10° Pour obtenir le débit-volume réel IM à la vitesse de bande 4355.7 4699.2 4922.1 5078.6 5237.0 30° 5109.2 5319.4 5517.6 5637.2 5739.7 29
  • 22. ® λ2 λ1 paramètres à prendre en compte pour l'étude et la conception des convoyeurs à bande β 1 Informations techniques Tab. 5d - Débit-volume avec stations-supports en auge à 5 rouleaux v = 1 m/s IVT m3/h Largeur Angle de Largeur de la bande talutage de la bande talutage β mm β mm λ1 30° λ2 60° Angle de IVT m3/h λ1 30° λ2 60° 5° 2185.2 342.0 25° 2381.7 372.9 30° 2595.9 5° 10° 20° 25° 388.8 5° 2049.1 427.3 10° 2251.1 20° 2661.8 556.2 25° 2901.2 606.2 30° 3162.2 573.1 5° 2459.8 630.0 10° 2703.2 20° 751.3 20° 3185.2 25° 816.6 25° 3471.8 30° 892.4 30° 3784.3 5° 797.4 5° 2899.4 10° 876.6 10° 3186.3 20° 1041.4 20° 3755.1 25° 1135.0 25° 4092.8 30° 1237.3 30° 4461.4 5° 1075.3 5° 3379.3 10° 1181.8 10° 3713.7 20° 1371.9 20° 4372.2 25° 1495.0 25° 4765.6 30° 1629.7 30° 5194.4 5° 1343.1 5° 3863.5 10° 1476.0 10° 4245.8 20° 1749.6 20° 5018.4 25° 1906.9 25° 5469.8 30° 1800 20° 10° 1600 313.9 5° 1400 1846.0 20° 30° 1200 1679.7 10° 30° 1000 5° 260.2 25° 800 236.5 10° 2078.6 30° 5962.3 510.4 Pour obtenir le débit-volume réel IM à la vitesse de bande souhaitée, utilliser la formule suivante IM = IVT x v 30 [ m3/h ] 2000 2200 2400 2600 2800 3000
  • 23. Dans le cas de bandes inclinées, les valeurs du débit-volume lVT [m3/h] sont corrigées de la maniére suivante : IVM = IVT X K X K1 [m3/h] où: IVM est le débit-volume corrigé pour tenir compte de l'inclinaison et de l'irrégularité d'alimentation du convoyeur en m3/h avec v = 1 m/s IVT est le coefficient d'inclinaison 1,0 0,9 0,8 δ est le débit-volume théorique pour v= 1m/s K Fig.8 - Coefficient d'inclinaison K Coefficient d'inclinaison K Correction du débit-volume pour tenir compte des facteurs d'incIinaison et d'alimentation 0,7 0ϒ 2ϒ 4ϒ 6ϒ 8ϒ 10ϒ 12ϒ 14ϒ 16ϒ 18ϒ Angle d'inclinaison K1 20ϒ δ est le coefficient de correction pour l'irrégularité de l'alimentation. Le coefficient d'inclinaison K, calculé lors de la conception, doit tenir compte de la diminution de la section du produit transporté lorsqu'il est en pente. Le diagramme de la Fig. 8 indique le coefficient K en fonction de l'angle d'inclinaison du convoyeur, mais uniquement pour des bandes lisses et plates sans profil. Il est généralement nécessaire de tenir compte de la nature de l'alimentation du convoyeur (si elle est constante et régulière ou non), en introduisant un coefficient de correction K1 ayant les valeurs suivantes: On peut vérifier la relation entre la largeur de la bande et la granulométrie maximale du produit de telle manière que: largeur de la bande ≥ granulométrie maximale 2.5 - K1 = 1 - K1 = 0.95 - K1 = 0.90 ÷ 0.80 alimentation régulière alimentation irrégulière alimentation plutôt irrégulière. Si on considère que la charge peut être corrigée en appliquant les coefficients indiqués ci-dessus, on obtient le débit- volume réel à la vitesse souhaitée de la manière suivante: IM = IVM x v [m3/h] 31
  • 24. ® 1 Informations techniques paramètres à prendre en compte pour l'étude et la conception des convoyeurs à bande 1.5.4 - Type de station-support, écartement et longueur de transition Type Chaque station-support est constituée d'un ensemble de rouleaux installés dans un support fixe, Fig. 9. Les stations-supports peuvent également être suspendues comme une "guirlande", Fig. 10. Il en existe deux principaux types: les stations supérieures oui portent la bande chargée de produit sur le brin supérieur, et les stations inférieures qul supportent la bande vide sur le brin inférieur. • La station supérieure porteuse comporte généralement: - soit un ou deux rouleaux parallèles, - soit deux, trois rouleaux ou plus formant une auge La station à supports fixes avec trois rouleaux de même longueur soutient bien la bande, en assurant une répartition uniforme des forces et une distribution de la charge. L'inciinaison des rouleaux latéraux va de 20° à 45°, pour des bandes de 400 mm de largeur à 2200 mm et plus. Les stations suspendues de type "guirlande", qui intègrent des rouleaux amortisseurs, servent à amortir les chocs sous les trémies de chargement, ainsi que le long des brins supérieur et inférieur du convoyeur en cas de transport de charges importantes ou sur des convoyeurs à trés haut rendement. Les stations-supports sont généralement conçues et fabriquées conformément à des normes internationales harmonisées. Les schémas illustrent les configurations les plus courantes. • La station inférieure peut être constituée: - soit d'un ou deux rouleaux plats, - soit d'une auge comprenant deux rouleaux. Fig. 9 - Stations-supports du brin supérieur Stations inférieures - rouleaux parallèles, ordinaires ou amortisseurs - rouleau, ordinaire ou muni de bagues caoutchouc - 2 rouleaux, ordinaires ou amortisseurs - 2 rouleaux, ordinaires ou amortisseurs de bagues - 3 rouleaux, ordinaires ou amortisseurs 32
  • 25. Il est essentiel de choisir la configuration de station-support la mieux adaptée et la plus correcte (il faut calculer la force de frottement entre les rouleaux et la bande) pour assurer un démarrage de la bande sans à-coups et son défilement régulier Pour les stations-supports supérieures d'une bande à 2 sens de marche, les rouleaux sont parallèles entre eux et perpendiculaires à la bande, comme dans la Fig. 11. Dans le cas des bandes à sens de marche unique, les rouleaux latéraux sont inclinés vers l'avant de 2° dans le sens de marche de la bande, Fig. 12. Sens de marche Fig. 11 - pour bandes à 2 sans de marche Fig. 10 - stations suspendues en "guirlande" - 2 rouleaux ordinaires ou munis de bagues caoutchouc pour station inférieure Sens de marche Sens de marche Fig. 12 - uniquement pour les bandes à 1 seul sens de marche - 3 rouleaux ordinaires pour le trasport de la charge Fig.13 - le défaut d'alignement d'une station-support peut favoriser un décentrage de la bande. - 5 rouleaux ordinaires pour le trasport de la charge 33
  • 26. ® 1 Informations techniques paramètres à prendre en compte pour l'étude et la conception des convoyeurs à bande Ecartement des stations-supports de la largeur de la bande et de la masse La distance entre deux stations-supports volumique du produit transporté, pour ao la plus couramment utilisée pour le brin maintenir l'incurvation de la bande dans supérieur d'un convoyeur à bande est 1 les limites indiquées. L'écartement est mètre, alors que pour le brin inférieur les également surtout limité par la capacité de stations sont normalement espacées de charge des rouleaux. 3 mètres (au). ao ai Fig.14 au L'incurvation de la bande entre deux stations porteuses ne doit pas dépasser 2% de la distance qui les sépare. Une incurvation plus important entraine un déversement du produit pendant le chargement et favorise des forces de frottement excessives pendant le déplacement de la bande en raison de la manipulation du produit transporté. Il en résulte non seulement une augmentation de la puissance consommée et du travail, mais également des efforts exercés sur les rouleaux, et d'une manière générale une usure prématurée de la surface de la bande. Le Tableau 6 préconise l'ecartement maximal entre les stations-supports en fonction Aux points de chargement, l'écartement des stations-supports est généralement réduit de moitié ou même plus encore, de manière à limiter au minimum l'incurvation de la bande et également pour diminuer les forces appliquées par la charge sur les rouleaux. ai Fig.15 L'écartement minimal entre les stations suspendues est calculé de manière à éviter tout contact entre des guirlandes adjacentes, lors de l'oscillation normale des stations pendant le fonctionnement de la bande, Fig. 15. Tab. 6 - Ecartement maximal préconisé entre les stations-supports Largeur de la bande Ecartement des stations supérieures inférieures masse volumique du produit transporté t/m3 < 1.2 1.2 ÷ 2.0 > 2.0 m m m m 1.65 1.50 1.40 3.0 800 1.50 1.35 1.25 3.0 1000 1.35 1.20 1.10 3.0 1200 1.20 1.00 0.80 3.0 1.00 0.80 0.70 3.0 m 300 400 500 650 1400 1600 1800 2000 2200 34
  • 27. Lt Fig.16 λ Sur cette section, la bande perd sa forme en auge, déterminée par l'inclinaison des rouleaux des statrons porteuses, pour devenir plate et s'adapter au tambour plat et inversement. Les bords de la bande dans cette zone sont soumis à une force supplémentaire qui réagit sur les rouleaux latéraux. En général, la longueur de transition d‘auge ne doit pas être inférieure à la largeur de la bande pour eviter les surcontraintes. 5 λ 10 4 8 λ= 45 ° 3 6 λ= 30° 4 λ=2 2 0° 1 2 650 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Valeur Lt en mètres pour bandes à armature textile (EP) Longueur de transition Lt La distance entre la station-support la plus proche du tambour de tête ou du tambour de pied et ces tambours est appelée longueur de transition, Fig. 16. Valeur Lt en mètres pour bandes à armature métallique (SP) Fig.19 - Longueur de transition 2200 Largeur de la bande mm Dans le cas où la longueur de transition Lt est supérieure à l'écartement des stations porteuses, il est bon d‘installer dans cette zone de transition des stations-supports dont l'inclinaison des rouleaux latéraux va en diminuant (stations de transition). De cette manière, la bande peut ainsi passer graduellement d‘une forme d'auge à un profil plat, en évitant ces efforts préjudiciables. Le graphique de la Fig. 19 permet de déterminer la longueur de transition Lt (en fonction de la largeur de la bande et de l'inclinaison λ des rouleaux latéraux des stations-supports), pour des bandes à armature textile EP (polyester) et des bandes à armature métallique (SP). Example: Pour une bande (EP) de 1400 mm de largeur, avec des stations-supports inclinées à 45°, on peut déduire du graphique que la longueur de transition est d‘environ 3 mètres. Il est recommandé d'installer sur ce tronçon Lt, deux stations-supports l'une avec λ=15° et l'autre 30° espacées d'un mètre. 45° 30° 15° Fig.17 Lt at at at ao ao au 35 ao Fig.18
  • 28. ® 1 Informations techniques paramètres à prendre en compte pour l'étude et la conception des convoyeurs à bande 1.5.5 - Effort tangentiel, puissance d'entraînement, résistance passive, poids de la bande, tensions et vérifications Les efforts auxquels est soumis un convoyeur en marche, varient sur sa longueur. Pour dimensionner et calculer sa puissance absorbée, il est nécessaire de déterminer les tensions qui s'exercent dans la portion la plus sollicitée, particulièrement pour les convoyeurs présentant les caractéristiques suivantes : - pente supérieure à 5° - longueur en descente - profil avec des variations de hauteur Fig.20 Effort tangentiel Il faut d'abord calculer l'effort tangentiel total FU sur le pourtour du tambour d'entraînement. Il doit vaincre la résistance au roulement et il est la somme des efforts suivants: - effort nécessaire pour déplacer la bande chargée: doit surmonter les forces de frottement engendrées par les stations supports supérieures et inférieures, les tambours de renvoi ét de contrainte, etc.; - effort nécessaire pour vaincre la résistance au déplacement horizontal du produit; - effort nécessaire pour élever le produit à la hauteur requise (dans le cas d'une descente, l'effort engendré par la masse modifie la puissance résultante); - effort nécessaire pour vaincre les résistances secondaires, lorsqu'il y a des accessoires. (Dispositifs mobiles de déchargement, chariots-verseurs, dispositifs de nettoyage, racleurs, rives de guidage caoutchoutées, dispositifs de retournement etc.) On obtient l'effort tangentiel total FU sur le pourtour du tambour d'entraînement à l'aide de la formule suivante: FU = [ L x Cq x Ct x f ( 2 qb + qG + qRU + qRO ) ± ( qG x H ) ] x 0.981 [daN] Pour les bandes en descente, on utilise un signe négatif (-) dans la formule où: L Cq Ct f qb = = = = = entr'axe du convoyeur (m) coefficient de résistance fixe (accessoires), voir Tab. 7 coefficient de résistance passive voir Tab. 8 coefficient de frottement des pièces tournantes (stations-supports), voir Tab. 9 poids de la bande par mètre linéaire en Kg/m, voir Tab. 10 qG qRU qRO H = = = = poids du produit transporté par mètre linéaire Kg/m poids des parties tournantes inférieures en Kg/m, voir Tab. 11 poids des parties tournantes supérieures en Kg/m, voir Tab. 11 variation de la hauteur de la bande. (somme du poids du revêtement et de celui de la carcasse) 36
  • 29. Lorsqu'il est nécessaire de calculer ces efforts pour un convoyeur dont la hauteur est variabie, on s'aperçoit que |'effort tangentiel total est constitué des efforts Fa (effort tangentiel pour déplacer ia bande du brin supérieur) et des efforts moins importants Fr (effort tangentiel sur le brin inférieur) qui sont nécessaires pour déplacer une section uniforme de la bande du convoyeur (Fig. 20), ce qui donne: FU=(Fa1+Fa2+Fa3...)+(Fr1+Fr2+Fr3...) où: Fa = effort tangentiel pour déplacer une section du brin supérieur Fr = effort tangentiel pour déplacer une section du brin inférieur Les efforts tangentiels Fa et Fr sont donc obtenus de la manière suivante: Fa = [ L x Cq x Ct x f ( qb + qG + qRO ) ± ( qG + qb) x H ] x 0.981 [daN] Fr = [ L x Cq x Ct x f ( qb + qRU ) ± ( qb x H) ] x 0.981 [daN] L4 L3 H H1 L2 H3 L1 pour les sections montantes pour les sections descendantes H2 En utilisant le signe (+) (-) Fig. 20 - Profil à hauteur variable Puissance d'entraînement Etant donné l‘effort tangentiei total sur le pourtour du tambour d'entraînement, la vitesse de la bande et le rendement ( η ) du renvoi, la puissance minimale d'entraînement est de: FU x v P= [kW] 100 x η 37
  • 30. ® 1 Informations techniques paramètres à prendre en compte pour l'étude et la conception des convoyeurs à bande Résistance passive La résistance passive est exprimée par un coefficient qui dépend de la longueur du convoyeur à bande, de la température ambiante, de la vitesse, du type de maintenance, de la propreté et de la fluidité du transport, du frottement interne du produit manutentionné et des pentes du convoyeur. Tab. 7 - Coefficient de résistance fixe Entr‘axe Cq m 10 4.5 20 3.2 30 2.6 40 2.2 50 2.1 60 2.0 80 1.8 100 1.7 150 1.5 200 1.4 250 1.3 300 1.2 400 1.1 500 1.05 1000 1.03 Tab. 8 - Coefficient de résistance passive en fonction de la température Température °C + 20° + 10° 0 - 10° - 20° - 30° Coefficient 1 1,01 1,04 1,10 1,16 1,27 Ct f Tab. 9 - Coefficient de frottement interne Convoyeur à bande des produits et des parties tournantes vitesse m/s horizontal montant et 1 Pièces tournantes et produit présentant un frottement interne standard 2 3 4 5 6 0,0160 descendant légèrement 0,0165 0,0170 0,0180 0,0200 0,0220 Pièces tournantes et produit présentant un frottement interne élevé dans des conditions d'exploitation difficiles de 0,023 à 0,027 Pièces tournantes d'un convoyeur présentant une déclivité avec un frein moteur et/ou un générateur de 0,012 à 0,016 38
  • 31. Poids de la bande par mètre linéaire qb On peut déterminer le poids total de la bande qb en additionnant le poids de son armature et ceux des revêtements supérieur et inférieur, en ajoutant environ 1,15 kg/m2 par mm d'épaisseur des revêtements. Tab.10 - Poids de l'armature de la bande qbn Force de rupture de la bande Bande à armature textile (EP) Bande à armature metállique (ST) N/mm Kg/m 2 Kg/m 2 200 2.0 - 250 2.4 - 315 3.0 - 400 3.4 500 4.6 5.5 630 5.4 6.0 800 6.6 8.5 1000 7.6 9.5 1250 9.3 10.4 1600 - 13.5 2000 - 14.8 2500 - 18.6 3150 - 23.4 Les poids sont donnés pour des bandes à armature textile ou métallique par rapport à leur classe de résistance. Le tableau 11 indique les poids approximatifs des pièces tournantes d'une station supérieure montée sur traverse et d'une station inférieure à rouleaux plats. On obtient le poids des pièces tournantes supérieures qRO et inférieures qRU par la formule: Pprs qRO = [kg/m] ao Tab.11 - Poids des parties tournantes des stations (supérieures/inférieures) Largeur Diamètre du rouleau de la bande 89 Pprs mm Ppri Pprs Pprs = poids des pièces tournantes supérieures ao = écartement des stationssupports supérieures 133 Ppri Pprs 159 Ppri — — qRU = au 5.1 3.7 où: Ppri = poids des pièces tournantes inférieures au = écartement des stationssupports inférieures Pprs Ppri — 650 9.1 6.5 — 800 10.4 7.8 16.0 11.4 — 11.7 9.1 17.8 13.3 23.5 17.5 20.3 15.7 1200 [kg/m] Ppri — 500 1000 Ppri Pprs 194 Kg 400 où: mm 108 26.7 20.7 — 1400 29.2 23.2 — 1600 31.8 25.8 — 1800 47.2 38.7 70.5 55.5 2000 50.8 42.2 75.3 60.1 2200 — — — — 39
  • 32. ® 1 Informations techniques paramètres à prendre en compte pour l'étude et la conception des convoyeurs à bande Tension de la bande Il est necessaire de prendre en considération les différentes tensions qui doivent être verifiées dans un convoyeur ayant un système d'entraînement de bande motorisé. Le signe (=) définit l'était limite d'adhérence de la bande. Si le rapport T1/T2 > efa la bande va glisser sur le tambour d'entraînement et le mouvement ne peut pas être transmis. A partir de la formule ci-dessus on peut obtenir: T1 = Tensions T1 e T2 L'effort tangentiel total F U sur la circonférence du tambour correspond à la différence entre les tensions T1 (côté entrée) et T2 (côté sortie). On en déduit le couple nécessaire pour mettre en mouvement la bande et à transmettre la puissance. Fig. 21 T1 Fu T2 A α B FU = T1 - T2 T2 En se deplaçant du point A au point B Fig. 21 la tension de la bande passe exponentiellement d'une valeur T1 à une valeur T2. La relation entre T1 et T2 peut être exprimée de la manière suivante: T1 T2 ≤ e fa où: fa = coefficient de frottement entre la bande et le tambour, en fonction de l‘arc d'enroulement e = base logarithmique naturelle 2.718 40 FU + T2 1 T2 = FU fa = FU x Cw e -1 La valeur Cw, qui définit le coefficient d‘enroulement, est fonction de l'arc d'enroulement de la bande sur le tambour d'entraînement (possibilité de 420° avec des tambours doubles) et de la valeur du coefficient de frottement fa entre la bande et le tambour. Ainsi le calcul des valeurs minimales de tension de la bande peut être effectué jusqu'à la limite d'adhérence de la bande sur le tambour où il devient nécessaire d'installer un dispositif de reprise de tension en aval du tambour d'entraînement. On peut utiliser un dispositif de reprise de tension, si nécessaire, pour augmenter l'adhérence de la bande sur le tambour d'entraînement. ll servira à maintenir la tension adéquate dans toutes les conditions de fonctionnement. Les pages qui suivent présentent divers types de dispositifs de tension de bande couramment utilisés.
  • 33. A partir des valeurs T1 and T2, on peut analyser les tensions de la bande en d'autres endroits critiques du convoyeur. Il s'agit des: Le tableau 12 donne la valeur du coefficient d'enroulement Cw en fonction de l'arc d'enroulement, du système de tension de la bande et de l'utilisation d'un tambour avec ou sans caoutchoutage. - Tension T3 relative à la sortie du tambour de renvoi; Tab. 12 - Coefficient d'enroulement Cw Configuration Arc de l'entraînement d'enroulement α - Tension T0 minimale en pied de convoyeur, dans la zone de chargement du produit; Dispositif de reprise de tension Dispositif de reprise à contrepoids de tension à vis tambour non caoutchouté 180° tambour caoutchouté 0.84 0.50 tambour non caoutchouté tambour caoutchouté 1.2 0.8 T1 - Tension Tg de la bande au point de raccordement au dispositif de tension; - Tension Tmax tension maximale de la bande. fattore di avvolgimento CW T2 0.42 1.00 0.75 0.66 0.38 0.95 0.70 0.62 0.35 0.90 0.65 240° 0.54 0.30 0.80 0.60 380° 0.23 0.11 - - 420° T1 0.72 220° T2 200° 210° T1 0.18 0.08 - - T2 Tension T3 Telle que déja définie, T1 = Fu +T2 T0 =T3 T1 y T2 = FU x Cw La tension Ts qui est engendrée au niveau de la partie détendue de la bande sur le tambour de pied (fig. 22) est obtenue en faisant la somme algébrique des tensions T2 et des efforts tangentiels Fr pour un tronçon de retour de la bande. On obtient donc la tension T3 par la formule suivante: T3 T2 Fig. 22 T3 = T2 + ( Fr1 + Fr2 + Fr3 ... ) [daN] 41
  • 34. ® 1 Informations techniques To paramètres à prendre en compte pour l'étude et la conception des convoyeurs à bande fr ao ( qb + qG ) T3 Fig. 23 Tension T0 En plus d'assurer l'adhérence de la bande sur le tambour d'entraÎnement de manière à transmettre le mouvement, la tension nécessaire minimale T3 doit également garantir que l'incurvation de la bande ne dépasse pas 2% de l'intervalle entre deux stations-supports. De plus, les tensions doivent éviter les échappées de produit, ainsi qu'une résistance passive excessive engendrée par la dynamique du produit lorsque la bande passe sur les stations-supports, Fig. 23. On obtient la tension minimale T0 nécessaire pour maintenir une incurvation de 2% à l'aide de la formule suivante: T0 = 6.25 (qb + qG) x a0 x 0,981 [daN] où: qb = poids total de la bande par mètre linéaire qG = poids du produit transporté par mètre linéaire a0 = écartement des stations-supports sur le brin supérieur en m. Cette formule est dérivée de la théorie simplifiée utilisée pour les caténaires. Si on souhaite que l'incurvation ait une valeur inférieure à 2%, on peut remplacer le chiffre de 6,25 par les valeurs suivantes: - pour une incurvation de 1.5 % = 8,4 - pour une incurvation de 1.0 % = 12,5 42 Pour obtenir une tension T0 capable d'assurer l'incurvation souhaitée, il est nécessaire d'utiliser un dispositif de reprise de tension, les tensions T1 et T2 s'excerçant de manière à ne pas modifier l'effort sur la circonférence FU =T1 - T2. Tension Tg et dispositifs de reprise de tension Les dispositifs de tension généralement installés sur les convoyeurs à bande sont à vis ou à contrepoids. Ceux qui sont à vis sont positionnés en pied de convoyeur et sont normalement utilisés sur des appareils dont l'entr'axe ne dépasse pas 30 à 40 m. Pour des convoyeurs de plus grande longueur, on utilise des dispositifs de tension à contrepoids ou à treuil, lorsque le problème de l'espace est essentiel. Le mouvement minimal nécessaire du dispositif de reprise de tension est déterminé en fonction du type de bande qui est installée, ainsi: - la tension d'une bande à armature textile nécessite un minimum de 2% de la longueur du convoyeur; - la tension d'une bande à armature métallique nécessite au minimum 0,3 + 0,5 % de l'entr'axe du convoyeur.
  • 35. Tension maximale (Tmax ) C'est la tension de la bande au point où le convoyeur subit la plus forte contrainte. Dispositif de reprise de tension type Fig. 24 T3 T1 T3 Elle coïncide normalement en valeur avec la tension T1. Sur la longueur d'un convoyeur de hauteur variable et notamment en cas de conditions variables et extrêmes, Tmax peut se trouver en différents endroits de la bande. T2 Dans cette configuration, la tension est régulée normalement en vérifiant périodiquement la vis de tension. T3 T1 T3 Fig. 25 T2 Tg Dans cet exemple, la tension est assurée à l'aide d'un contrepoids. Tg = 2 ( T3 ) [daN] T1 Charge d'utilisation et contrainte de rupture de la bande Tmax sert à calculer la tension maximale unitaire de la bande Tumax étant donné: Fig. 26 T2 Ht T3 Ic T3 Tmax x 10 Tg Tumax = N où: N Là encore, la tension est assurée à l'aide d'un contrepoids. Tg = 2T2 + 2 [( IC x Cq x Ct x f ) ( qb + qRU ) ± ( Ht x qb )] 0,981 [daN] où: IC = distance entre le centre du tambour d'entraînement et le point d'attache du contrepoids Ht = variation de la hauteur de la bande entre le point d'application du contrepoids et le point où la bande quitte le côté sortie du tambour, mesurée en mètres. Vérification de la justesse du dimensionnement La bande est correctement dimensionnée, lorsque la tension essentielle T0 (pour l'incurvation correcte de la bande) est inférieure à la tension calculée T3. La tension T2 doit toujours être telle que T2 ≥ Fu x Cw et est calculée comme T2 = T3 ± Fr (où T3 ≥ T0 ). 43 [N/mm] = largeur de la bande en mm; Tmax = tension de la bande au point où la contrainte est la plus forte en daN. Comme coefficient de sécurité, on peut considérer que la charge maximale d'utilisation pour une bande à armature textile correspond à 1/10 de la charge de rupture de la bande (1/8 pour les bandes à armature métallique).
  • 36. ® 1 Informations techniques paramètres à prendre en compte pour l'étude et la conception des convoyeurs à bande 1.5.6 - Dimensions des organes de transmission et des tambours de convoyeurs à bande Les schémas de la Fig. 28 établissent une comparaison de l'espace nécessaire pour ces deux systèmes d'entraînement. Types d'organes de transmission Pour les convoyeurs nécessitant des puissances allant jusqu'à 132 KW, l'entraînement est assuré de manière traditionnelle au niveau du tambour de tête par un moteur électrique, une boîte d'engrenages, un tambour, des protecteurs, des éléments de transmission accessoires, etc. ou sinon par un tambour moteur. Fig. 27. Pour des puissances au-delà de 132 KW, les convoyeurs à bande sont équipés du système traditionnel à tambour de commande mais également de deux ou plusieurs boîtes d'engrenages avec moteur. Fig. 28 Fig. 27 Le tambour moteur est de plus en plus utilisé de nos jours pour l'entraînement des convoyeurs à bande, en raison de ses caractéristiques et de sa compacité. Il prend un minimum de place et est facile à installer. Son moteur a un indice de protection IP67, toutes les pièces en mouvement sont situées à l'intérieur du tambour, ce qui implique une maintenance peu importante et peu fréquente (changement de l'huile toutes les 10.000 heures de service). 44
  • 37. Diamètres des tambours Le dimensionnement du diamètre d'un tambour de tête dépend étroitement des caractéristiques du type de bande utilisée. Le tableau 13 indique les diamètres minimaux recommandés par rapport au type de bande utilisée, pour éviter son endommagement: séparation des nappes ou déchirure de l'armature. Tab. 13 - Diamètres minimaux recommandés pour les tambours charge de rupture de la bande bande à armature textile EP DIN 22102 Ø tambour moteur renvoi bande à armature métallique ST - DIN 22131 Ø tambour d'inflexion moteur mm renvoi d'inflexion mm 200 200 160 125 - - - 250 250 200 160 - - - 315 315 250 200 - - - 400 400 315 250 - - - 500 500 400 315 - - - 630 630 500 400 - - - 800 800 630 500 630 500 315 1000 1000 800 630 630 500 315 1250 1250 1000 800 800 630 400 1600 1400 1250 1000 1000 800 500 2000 - - - 1000 800 500 2500 - - - 1250 1000 630 3150 - - - 1250 1000 630 Diamètres minimaux recommandés pour les tambours en mm jusqu'à 100 % de la charge maximale d'utilisation, tels que recommandés par la norme RMBT ISO bis/3654 Ce tableau ne doit pas être utilisé pour les convoyeurs à bande transportant des produits dont la température dépasse +110°, ni pour des convoyeurs installés dans un environnement où la température ambiante est inférieure à -40°C. 45
  • 38. ® 1 Informations techniques paramètres à prendre en compte pour l'étude et la conception des convoyeurs à bande Dimensionnement du tambour de commande L'axe des tambours de commande est soumis en alternance à des flexions et à des torsions, entrainant des ruptures de fatigue. Pour calculer correctement le diamètre de l'axe, il est nécessaire de déterminer le moment fléchissant Mf et le moment de torsion Mt. Le moment fléchissant de l'axe est le résultat de la somme des vecteurs des tensions T1 and T2 et du poids du tambour qT Fig. 29. Mif = ͌ Mf + 0,75 2 x Mt2 [daNm] T1 Mif x 1000 W = ___________ σ amm. [mm3] T2 qT T1 Fig. 29 T2 π qT Cp W= x 32 d3 [mm3] à partir de la combinaison d'équations simultanées, on obtient le diamètre de l'axe de la manière suivante: W 32 ͌ _______ π 3 d= x [mm] Pour déterminer le diamètre de l'axe, il faut déterminer les valeurs suivantes: la résultante des tensions Cp, le moment fléchissant Mf, le moment de torsion Mt, le moment fléchissant idéal Mif et le module de résistance W. Tab.14 - Valeur suggérée pour σ En procédant par ordre, on obtient: En acier Cp = ͌ (T 1 + T2)2 + qt2 [daN] 38 NCD 12,2 C 40 Revenu x 2 ag [daNm] 7,82 C 40 Recuit de normalisation Cp Mf = daN/mm2 5,8 Fe 37 Recuit de normalisation 4,4 P Mt = x n 954,9 [daNm] où: P = puissance absorbée en kW n = tours-minute du tambour de commande 46 Fig. 30 ag
  • 39. Dimensionnement de l'axe des tambours de pied ou de renvoi et des tambours d'inflexion. Dans ce cas, on ne tient compte que de la flexion, les efforts de torsion niétant pas un facteur de rupture de fatigue. On doit déterminer le moment fléchissant Mf comme étant le résultat de la somme des vecteurs des tensions de la bande avant et après le tambour et du poids du tambour. Dans ce cas, en considérant le tambour comme un tambour de renvoi, on peut avoir Tx=Ty Les Fig. 31 et 32 illustrent différents exemples de tambours de renvoi. On obtient le moment fléchissant de la manière suivante: Cpr Fig. 31 - Tambour de pied ou de renvoi x 2 C ft max ≤ 1 αt ≤ 3000 1000 Fig. 33 Etant donné le module de résistance: Ty qT αt π Tx Ty ag [daNm] Le module de résistance est donné par la formule suivante: Mf x 1000 W= [mm3] σ amm. Tx Notamment la flèche ft et l'angle αt doivent respecter la relation: ft Mf = Limites de flèche et rotation Après avoir déterminé les dimensions des axes des différents tambours, il faut vérifier que la flèche et l'angle de l'axe ne dépassent pas certaines valeurs. W= x 32 Cpr qT _______ ͌ W π 32 3 Fig. 32 -Tambour d'inflexion ag b C on obtient le diamètre de l'axe de la manière suivante: d= ag d3 [mm3] x [mm] Tx Tx (Cpr 2)ag C ft = ________ [ 3(b+2ag)2- 4ag2 ] ≤ ____ 24xExJ 3000 Ty 1 (Cpr 2 ) αt = ________ ag (C - ag) ≤ ______ 2xExJ 1000 Ty Tx où: qT Ty qT qT ag = exprimé en mm E = module d'élasticité de l'acier + J = moment d'inertie de la section de l'axe (0,0491 D [mm ]) Cpr = sollicitation de l'axe [daN ] (20600 [daN/mm2 ]) Tx Ty qT Cpr Tx Cpr Ty Cpr = Tx qT 47 Ty - qT 4 4
  • 40. ® 1 Informations techniques paramètres à prendre en compte pour l'étude et la conception des convoyeurs à bande 1.6 - Rouleaux, fonction et critères de conception Dans un convoyeur, le composant le plus coûteux et le plus susceptible d'être endommagé est la bande en élastomère. Les rouleaux qui la soutiennent sur toute sa longueur sont tout aussi importants et il convient de les concevoir, de les choisir et de les fabriquer de manière à optimiser leur durée de vie et celle de la bande. La résistance à la mise en rotation des rouleaux a une influence importante sur la bande et, par conséquent, sur la puissance nécessaire pour la déplacer et la maintenir en mouvement. Les paragraphes qui suivent vont examiner d'autres facteurs, tels que: • équilibre et résistance au démarrage; • tolérances; • type d'enveloppe du rouleau; caractéristiques du tube et épaisseur - fixation des embouts; • résistance au frottement et résistance aux chocs; Le corps du rouleau et de ses embouts, la position du roulement et de son système de protection sont les principaux éléments qui influent sur la durée de vie et les caractéristiques de rotation du rouleau. Se reporter au chapitre 2 qui présente les critères de construction des rouleaux pour convoyeurs à bande, ainsi que les facteurs à prendre en compte pour une bonne étude de conception. Fig. 34 • type de roulement - sytème de protection - adaptation à l'axe et aux embouts - lubrification - alignement; • axe: caractéristiques et tolérances de fabrication. 48
  • 41. 1.6.1 - Choix du diamètre du rouleau en fonction de la vitesse Nous avons déjà indiqué que la vitesse de déplacement de la bande par rapport aux conditions de charge requises était un facteur important pour la conception d'un convoyeur. A partir de la vitesse de la bande et du diamètre des rouleaux, on peut déterminer les tours-minute des rouleaux à l'aide de la formule suivante: Tab. 15 - Vitesse maximale et nombre de rotations des rouleaux Diamètre Vitesse t/min des rouleaux de la bande mm m/s n 50 1.5 573 63 2.0 606 76 2.5 628 89 3.0 644 102 3.5 655 D = diamètre des rouleaux [mm] v = vitesse de la bande [m/s] 108 4.0 707 133 5.0 718 Le tableau 15 indique la relation entre la vitesse maximale de la bande, le diamètre des rouleaux et la vitesse de rotation relative. Lors du choix des rouleaux, il est intéressant de noter que, même si un rouleau de diamètre supérieur donne lieu à une plus grande inertie au démarrage, il présente en réalité (les autres paramètres étant pris identiques) de nombreux avantages: réduction du nombre de tours-minute, diminution de l'usure des roulements et des cages, diminution du frottement de roulement et de l'usure entre le rouleau et la bande. 159 6.0 720 194 7.0 689 v x 1000 x 60 n= [t/min] D x π où: Le choix du diamètre doit tenir compte de la largeur de la bande. Le tableau 16 indique le diamètre des rouleaux en fonction de la largeur de la bande. Tab.16 - Diamètre recommandé pour les rouleaux Largeur Pour une vitesse de la bande ≤ 2 m/s 2 ÷ 4 m/s ≥ 4 m/s mm Ø rouleau mm Ø rouleau mm Ø rouleau mm 500 89 89 650 89 89 108 800 89 108 89 108 1000 108 133 108 133 1200 108 133 108 133 1400 133 159 133 159 1600 133 159 133 159 1800 159 159 2000 159 194 2200 et autres 194 194 159 194 133 133 194 133 159 133 159 159 159 133 159 159 194 194 194 159 133 194 194 On aurait pu indiquer d'autres diamètres, lorsque le choix est fait en fonction de la granulométrie du produit et de la dureté des conditions de travail. 49
  • 42. ® 1 Informations techniques paramètres à prendre en compte pour l'étude et la conception des convoyeurs à bande 1.6.2 - Choix en fonction de la charge Le type et les dimensions des rouleaux des convoyeurs à bande dépendent essentiellement de la largeur de la bande, de l'écartement des stations-supports, et surtout de la charge maximale que doivent supporter les rouleaux sous pression, nonobstant d'autres facteurs de correction. du nombre de rouleaux sur une traverse ou un support, des angles d'inclinaison des rouleaux latéraux, de la granulométrie du produit et d'autres facteurs pertinents indiqués ci-après, on peut calculer l'effort maximal exercé sur les rouleaux pour chaque type de station-support. Le calcul des efforts dus à la charge est généralement effectué par le concepteur de l'installation. Néanmoins, on trouvera ciaprès, à titre de vérification ou pour des cas de convoyeurs simples, quelques principes permettant de déterminer les faits. La valeur d'effort ainsi obtenue peut être comparée à la capacité de charge des rouleaux indiquée dans ce catalogue, qui est valable pour une durée de vie prévisionnelle de 30.000 heures. Pour une durée différente, on peut multiplier la capacité de charge par un coefficient pris dans le tableau 22 et correspondant à la durée de vie souhaitée. La première valeur à définir est l'effort exercé sur les stations-supports. Ensuite, en fonction du type de station-support (porteuse, inférieure ou amortisseuse), Principaux facteurs pertinents: Iv v ao au qb Fp = = = = = = Fd Fs Fm Fv = = = = débit-masse t/h vitesse de la bande m/s écartement des stations-supports du brin supérieur m écartement des stations-supports du brin inférieur m poids de la bande par mètre linéaire Kg/m coefficient de participation des rouleaux sous contrainte maximale voir Tab.17 (dépend de l'inclinaison du rouleau dans la traverse) coefficient de choc voir Tab. 20 (dépend de la granulométrie du produit) coefficient d'utilisation voir Tab.18 coefficient lié à l'environnement voir Tab.19 coefficient de vitesse voir Tab. 21 Tab. 17 - Coefficient de participation Fp 0° 20° 20° 30° 35° 45° 1,00 0.50 0.60 0.65 0.67 0.72 50
  • 43. Tab. 18 - Coefficient d'utilisation Tab. 20 - Coefficient de choc Fd Durée de vie Fs Granulométrie du produit Moins de 6 heures par jour 0.8 Vitesse de la bande m/s 1.1 Plus de 16 heures par jour 3 3.5 4 5 6 0 ÷ 100 mm 1 1 1 1 1 1 1 1.02 1.03 1.05 1.07 1.09 1.13 1.18 150 ÷ 300 mm 1.0 De 10 à 16 heures par jour 2.5 100 ÷ 150 mm De 6 à 9 heures par jour 2 1.04 1.06 1.09 1.12 1.16 1.24 1.33 1.06 1.09 1.12 1.16 1.21 1.35 1.5 1.2 1.32 1.5 1.7 1.9 2.3 2.8 1.2 en couches de produit fin 150 ÷ 300 mm Tab. 19 - Coefficient lié à l'environnement sans couches de produit fin Conditions Fm Maintenance propre et régulière 0.9 Présence de produit abrasif ou corrosif 1.0 Présence de produit très abrasif ou corrosif 300 ÷ 450 mm 1.1 Tab. 21 -Coefficient de vitesse Fv Vitesse de la bande Diamètre des rouleaux mm m/s 60 76 89-90 102 108-110 133-140 159 0.5 0.81 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 1.0 0.92 0.87 0.85 0.83 0.82 0.80 0.80 1.5 0.99 0.99 0.92 0.89 0.88 0.85 0.82 2.0 1.05 1.00 0.96 0.95 0.94 0.90 0.86 2.5 1.01 0.98 0.97 0.93 0.91 3.0 1.05 1.03 1.01 0.96 0.92 3.5 1.04 1.00 0.96 4.0 1.07 1.03 0.99 4.5 1.14 1.05 1.02 5.0 1.17 1.08 1.0 Tab. 22 - Coefficient de vie théorique des roulements Durée de vie prévisionnelle théorique du roulement 10'000 20'000 30'000 40'000 50'000 100'000 Coefficient avec base 30'000 heures 1.440 1.145 1.000 0.909 0.843 0.670 Coefficient avec base 10'000 heures 1 0.79 0.69 0.63 --- --- 51
  • 44. ® 1 Informations techniques paramètres à prendre en compte pour l'étude et la conception des convoyeurs à bande Calcul des sollicitations Après avoir défini le diamètre des rouleaux en fonction de la vitesse et du nombre de rotations, on peut ensuite calculer l'effort statique exercé sur les stations supérieures porteuses à l'aide de la formule suivante: IV Ca = ao x ( qb + 3.6 x v ) 0,981 [daN] L'effort statique sur une station-support inférieure, où il n'y a pas de charge du produit, est obtenu à l'aide de la formule suivante: Cr = au x qb x 0,981 L'effort dynamique sur une station-support inférieure est égal à: Cr1 = Cr x Fs x Fm x Fv En multipliant par un coefficient d'utilisation, on obtient l'effort dynamique sur la traverse: Ca1 = Ca x Fd x Fs x Fm [daN] En multipliant ensuite par le coefficient de participation, on obtient l'effort sur le rouleau le plus sollicité (rouleau central dans le cas d'une station en auge dont tous les rouleaux ont la même longueur): x 52 Fp [daN] et l'effort sur les rouleaux d'une station inférieure, à un ou deux rouleaux, sera égal à: cr= Cr1 x Fp ca = Ca1 [daN] [daN] [daN] En ayant les valeurs de "ca" et "cr", on peut rechercher dans le catalogue les rouleaux (d'abord par diamètre) qui ont une capacité de charge suffisante.
  • 45. Fig. 35 1.7 - Sollicitation de la bande et des rouleaux amortisseurs Le système d'alimentation qui permet au produit de tomber sur le convoyeur à bande doit être construit de manière à réduire au minimum les détériorations du matériau ou de la surface de la bande qui sont dues aux chocs. C'est particulièrement important lorsque le produit tombe d'une grande hauteur et est constitué de gros morceaux comportant des arêtes aigües. Les rouleaux qui soutiennent ou portent la bande dans la zone de chargement sont généralement des modèles amortisseurs (avec des bagues en caoutchouc) montés sur des cadres supports en auge très rapprochés. La bande est ainsi soutenue de manière flexible. Il est largement reconnu que l'utilisation de stations-supports suspendues du type "guirlandes", Fig. 37 et 38, permet, grâce à leurs propriétés intrinsèques de flexibilité, d'absorber avec beaucoup d'efficacité les chocs dus aux produits qui tombent sur la bande. De plus, la guirlande peut s'adapter à la forme de la charge. Fig. 36 Fig. 37 Fig. 38 53
  • 46. ® L'ingénieur concepteur du convoyeur doit tenir compte des éléments suivants: - le choc du produit sur la bande doit se produire dans le sens de marche du convoyeur et à une vitesse proche de celle de la bande. Se reporter au chapitre 3 du présent catalogue pour de plus amples informations sur la gamme des modèles de rouleaux amortisseurs à bagues caoutchouc qui ont des propriétés d'amortissement très élevées, ainsi que pour la gamme des stations suspendues, modèles "guirlande". 1.7.1 - Calcul des efforts qui s'excercent conjointement sur les rouleaux amortisseurs On peut définir la bonne hauteur de chute du produit Hc à partir de la formule suivante: NO Hc = Hf + Hv x sen2 γ où: Hf = hauteur de chute entre la face supérieure de la bande de chargement et le point de contact avec le produit contenu dans la trémie; Hv = hauteur entre le point de contact du produit contenu dans la trémie et la surface de la bande inférieure; γ = angle d'inclinaison de la trémie. - la trémie de chargement doit être positionnée de telle manière que le produit tombe aussi près que possible du milieu de la bande. Fig. 39 Lors du choix des rouleaux amortisseurs, nous proposons de tenir compte de deux aspects importants pour la conception: - la hauteur de chute du produit doit être réduite au minimum, dans la mesure du possible compte tenu des exigences de la conception de l'installation. - chargement régulier avec un produit fin homogène, - chargement d'un produit constitué de gros morceaux. Fig. 40 Hf paramètres à prendre en compte pour l'étude et la conception des convoyeurs à bande Au stade de la conception, il convient d'apporter une attention toute particulière au système d'alimentation et à la conception des stations-supports amortisseuses. γ Hv 1 Informations techniques 54
  • 47. Chargement régulier avec un produit fin homogène Les rouleaux amortisseurs doivent être conçus non seulement pour supporter la charge de produit qui arrive sur la bande (comme pour une station porteuse normale), mais également les forces de choc résultant de la chute du produit. Pour les produits en vrac fins et homogènes, la force d'impact pi, pour une hauteur de chute corrigée, est calculée à l'aide de la formule suivante: pi ≅ IV x √Hc ––––– 8 [Kg] Se reporter au paragraphe "choix des rouleaux" pour les caractéristiques de conception des rouleaux qui conviennent le mieux. Chargement de produit constitué de gros morceaux L'effort dynamique pd exercé sur le rouleau central peut être calculé en utilisant Gm qui est le poids des gros blocs de produits, en tenant compte de l'élasticité Cf de la traverse et des rouleaux. pd ≅ Gm + où: √( 2 x Gm x Hc x Cf ) [Kg] où: IV = débit du produit en t/h (la capacité de charge de la bande) Gm Hc Cf L'effort qui s'exerce sur le rouleau central, pic, qui est de toute évidence celui qui est soumis à la contrainte la plus importante, est obtenu en appliquant le coefficient de participation mentionné précédemment, Fp. Il y a différents coefficients qui dépendent principalement de l'angle λ qui est l'angle d'inclinaison des rouleaux latéraux: √Hc pic ≅ Fp x pi = Fp x IV x ––––– 8 [Kg] On prend en général: Fp = 0.65 per λ = 30° Fp = 0.67 per λ = 35° Fp = 0.72 per λ = 45° Exemple: Calculons l'effort sur le rouleau central d'une station-support sur traverse, étant donné un débit-masse de produit de: Iv = 1800 t/h, Hc = 1.5m et λ = 30°: √1.5 pi = 1800 x ––––– = 275 Kg 8 = poids des gros morceaux du produit [Kg] = hauteur de chute corrigée [m] = constante d'élasticité de la traverse/des rouleaux amortisseurs. La force d'impact est considérée comme étant répartie sur les deux roulements du rouleau porteur central. Le poids approximatif d'un morceau de produit peut être obtenu à partir du graphique de la Fig. 41. On peut noter qu'en plus de tenir compte de la longueur, le poids dépend de la forme du morceau. Le graphique de la Fig. 42 indique la constante d'élasticité pour les systèmes les plus courants de support et d'amortissement (stations-supports fixes munies de rouleaux en acier, stations-supports fixes munies de rouleaux à bagues caoutchouc, stationssupports suspendues en guirlandes) ainsi que la résultante des forces d'impact sur le rouleau pour diverses énergies de chute du produit Gm x Hc. Le graphique indique surtout l'effort statique sur les roulements du rouleau obtenu à partir de Gm x Hc, mais avec un coefficient de sécurité 2 et 1.5. Nous avons sur le rouleau central: pic = Fp x pi = 0.65 x 275 = 179 Kg En ajoutant à cela la valeur telle que considérée sur une bande horizontale, on peut obtenir l'effort total sur le rouleau central d'une station-support. 55 Le coefficient d'élasticité dépend de divers facteurs, tels que le type de caoutchouc utilisé pour les bagues, la longueur et le poids des rouleaux, le nombre et I'articulation des stations suspendue en guirlande, le type et l'élasticité des parties flexibles des supports amortisseurs. Le calcul de l'effort dynamique pd doit prévoir une évaluation précise de ces facteurs. Exemple : Une charge de 100 kg tombe d'une hauteur Hc de 0.8 m sur une station suspendue de type guirlande équipée de rouleaux en acier normal (coeff. Cf pris comme hypothèse 20.000 Kg/m = 200 Kg/cm). Calcul de l'énergie de la chute: Gm x Hc = 100 x 0.8 = 80 Kgm Calcul à l'aide du tableau de la force dynamique de chute: pd = 1800 Kg. En prenant un coefficient de sécurité de 2, les roulements doivent résister à un effort statique de 1800 kg; (2 roulements) c'est-à-dire des rouleaux de la série PSV7 (roulements 6308; Co = 2400 Kg).
  • 48. ® 1 Informations techniques Fig. 41 - Poids des morceaux de produit 1400 900 800 1000 900 800 600 500 600 700 600 400 500 400 300 500 700 300 400 300 200 200 400 300 200 100 90 80 100 90 80 200 100 90 70 70 50 60 80 poids “Gm” d’un morceau de produit (kg) paramètres à prendre en compte pour l'étude et la conception des convoyeurs à bande 100 90 80 70 60 70 60 60 40 50 40 30 50 30 40 20 50 30 20 40 30 20 20 10 9 8 10 9 8 10 9 8 7 6 6 5 4 5 3 7 4 6 5 3 7 6 10 9 8 7 2 4 5 3 2 4 Lb 1 3 2 1 2 3 2 1.2 0.8 0 200 400 600 800 1000 Poids spécifique Dimensions du morceau "Lb" (mm) 56
  • 49. Fig. 42 - Constante d'élasticité Cf coéfficient de sécurité = 2 = 1.5 --3800 --5000 5000- - 4800 4600 4400 Effort statique des roulements Co (Kg) 4200 40003800 3600 3400 kg 00 =1 =1 =1 2400 Cf 00 Cf =2 0 0k 2600 Cf g/c m 0k g/c m 50 kg /cm 2800 /cm 3000- 2200 es ul ea ux 20001800 1400 ule Ro 1200 1000- au gu or b a ro c 5 am e c v à ve x a de ea au lan ule uir rland i G Ro Gu se lis tis 1600 se ur s Cf Effort dynamique Pd (kg) 3200 600 Cf = Constante d'élasticité 200 0 0 2 3 4 5 6 7 8 10 15 20 30 40 60 80 100 150 200 Energie de chute = Gm x He (kg.m) 57 300 400 600 800 1000 - --3000 - - --3000 - - --2000 - --1000 800 400 --4000 - - 800 - 600 - 400 - 200 - - --2000 - --1000 - 800 - 600 - 400 - 200 -
  • 50. ® 1 Informations techniques paramètres à prendre en compte pour l'étude et la conception des convoyeurs à bande 1.8 - Autres accessoires Parmi tous les autres composants d'un convoyeur, le système de nettoyage de la bande et les capots peuvent avoir, dans certaines circonstances, une importance fondamentale et doivent être pris en considération très tôt dans la phase de conception du convoyeur. Il existe une grande variété de dispositifs de nettoyage. La majorité d'entre eux se divise en deux groupes: statiques et dynamiques. 1.8.1 - Dispositifs de nettoyage Il est prouvé qu'on peut réaliser d'importantes économies en utilisant des systèmes efficaces de nettoyage de la bande, qui se traduisent en particulier par une réduction du temps passé à effectuer la maintenance de la bande et par une augmentation de la productivité, qui est proportionnelle à la quantité de produit récupérée lors du nettoyage, ainsi que par une augmentation de la durée de vie des pièces en mouvement. Fig. 44 Les systèmes statiques les plus utilisés sont les plus variés, car ils peuvent être installés dans tous les endroits du côté sale de la bande. Ils agissent directement sur la bande au moyen d'une lame segmentée, Fig. 44. 3 1 2 4 5 Fig. 43 - Emplacements idéaux pour installer des dispositifs de nettoyage 1 sur le tambour d'entraÎnement 2 à environ 200 mm du point de tangence où la bande quitte le tambour 58 3 sur la face intérieure de la bande du brin inférieur avant les tambours de contrainte ou d'inflexion. 4 sur la face intérieure de la bande avant le tambour de renvoi
  • 51. Les systèmes dynamiques, fonctionnant avec un moteur, sont moins variés et sont plus coûteux en termes d'investissement, d'installation et de mise en service. Il s'agit de tambours ou de tambours moteurs sur lesquels sont montés ou fixés des balais qui sont en contact direct avec la bande. Fig. 45. Côté sale Côté net Fig. 47 1.8.2 - Retournement de bande Sur les convoyeurs de très grande longueur, le brin inférieur de la bande est retourné à 180° pour réduire les phénomènes d'adhérence de résidus de produit sur les rouleaux et sur la traverse des stations-supports. Le brin inférieur peut être retourné à 180° après le tambour de commande, puis être remis dans sa position d'origine avant le tambour de renvoi. Fig. 45 Les autres dispositifs sont des racleurs ou des déviateurs qui agissent sur la face intérieure du brin inférieur de la bande. Les retournements de bande s'effectuent généralement au moyen d'une série de rouleaux orientés de manière adéquate. La longueur minimale requise pour retourner une bande est généralement égale à environ 14/22 fois sa largeur. Grâce à ce système, les rouleaux des stations inférieures ne sont plus en contact avec le brin supérieur porteur de la bande où sont restés accrochés des résidus de produit. 1.8.3 - Capots couvercles pour convoyeurs à bande Fig.46 Ils servent à enlever le produit déposé, avant les tambours de commande et de renvoi, ou en certains autres points où le produit peut rester coincé entre le tambour et la bande, risquant ainsi de perturber le passage de la bande. Fig.46. Après avoir défini les composants de première importance, le concepteur se penche sur les accessoires secondaires, tels que les capots. Il peut s'avérer nécessaire de recouvrir le convoyeur en raison du climat, des caractéristiques du produit transporté (sec, léger, volatile) et de la nature de l'installation. 59 Côté sale Côté net
  • 52. ® 1 Informations techniques paramètres à prendre en compte pour l'étude et la conception des convoyeurs à bande 1.9 - Exemples d'étude d'un convoyeur à bande Afin de présenter plus clairement le problème des tensions critiques dans divers tronçons d'un convoyeur à bande, voici un exemple d'étude. Les données relatives au produit transporté et à ses caractéristiques chimiques et physiques sont les suivantes: Produit: - clinker (Tab. 2 pag.20) - masse volumique: 1.2 t/m3 - granulométrie 80 à 150 mm - abrasivité: très abrasif - angle d'éboulement: ~ 30° Débit souhaité: IV = 1000 t/h correspondant à un débit volumétrique IM = 833 m3/h Vitesse et largeur de la bande A partir du Tab. 3 (pag.23) on peut définir que le produit peut être classé en B et, la granulométrie étant de 80/150 mm, il en ressort que la vitesse maximale conseillée est de 2,3 m/s. A l'aide du Tab. 5 (pag.26-30) on peut évaluer le type et le modèle des stationssupports dont on a besoin, en fonction de la vitesse précédemment déterminée, pour assurer le débit-volume lM souhaité de 833 m3/h. Pour obtenir ce résultat on doit calculer le débit volumétrique Ivr (pour la vitesse v = 1m/s) pour une inclinaison du convoyeur de δ = 6°. IM Caractéristiques de l'installation: - entr'axe 150 m - variation de la hauteur H = + 15 m (élévation) - pente = 6°~ - conditions d'exploitation: normales - utilisation: 12 heures par jour A partir des données fournies, on peut calculer: la vitesse, la largeur de la bande, le modèle et le type des stations-supports. De plus, on peut définir les tensions de la bande en diverses zones critiques et partant de là la puissance absorbée et le type de bande. 60 IVT = v x K x K1 [m3/h] où: IM = débit-volume v = vitesse de la bande K = coefficient de correction pour tenir compte de la pente de 6°: 0,98 (schéma Fig 8 pag.31). K1 = coefficient de correction pour tenir compte de l'irrégularité de I'alimentation: 0,90 (pag.31)