composants de broyeur à granulés : applications, critères de sélection et conseils pratiques

Une ligne de filière de 520 mm dans une usine d'aliments pour animaux du Midwest a perdu 24 pour cent de son débit en trois semaines. Le dé était toujours conforme aux spécifications ; les coques à rouleaux ne l'étaient pas. Le profil de leurs dents s'était aplati, de sorte que les coquilles glissaient sur la nourriture au lieu de la forcer à travers les trous de la filière. Cette séquence – baisse de puissance, augmentation de la charge du moteur, durée de vie de la matrice raccourcie – est presque toujours un problème de composant et non un problème de machine.

Composants du broyeur à granulés sont les pièces d'usure remplaçables à l'intérieur de la chambre de pressage qui convertissent le couple du moteur en force de compactage. L'ensemble comprend des coques de rouleaux, la matrice annulaire, des arbres excentriques qui entraînent les rouleaux et les pièces internes qui scellent et lubrifient l'ensemble de roulements : couvercles d'extrémité de presse-étoupe, déflecteurs d'huile et bagues d'espacement. Remplacez-les comme un ensemble coordonné et suivez leur usure, et vous obtenez une disponibilité prévisible. Ignorez-les et vous obtenez des arrêts d’urgence et des matrices mises au rebut.

Comment les composants du broyeur à granulés partagent le travail dans la chambre de presse

La chambre de presse est un système compact : les coques des rouleaux pressent le matériau conditionné vers l'extérieur contre la filière à anneau rotatif, et la friction entre la coque, le matériau et les trous de la filière forme le granulé.

Deux ou trois coquilles de rouleaux, chacune montée sur un arbre excentrique, tournent à l'intérieur de la filière. Chaque coque pince une fine couche de matériau contre la surface intérieure de la matrice et la pousse dans les trous de la matrice. La charge mécanique est concentrée dans trois zones : la surface de la coque, la face intérieure de la matrice et les tourillons derrière les coques.

L'arbre excentrique crée l'action de roulement : son tourillon décalé fait tourner la coque de manière excentrique, de sorte que chaque point de la surface de la coque prend une nouvelle bouchée de matériau. L'arbre absorbe les charges de flexion cycliques, c'est pourquoi le choix des matériaux est important : acier 45 pour une alimentation standard, 40Cr pour une résistance à la fatigue plus élevée et 42CrMo pour les opérations continues les plus difficiles. Sur les grands moulins, un ensemble complet de rouleaux de pression regrouper la coque, l’arbre et les pièces de support en une seule unité remplaçable.

Matériaux de l'enveloppe du rouleau : revêtements, durée de vie et compromis réels

Coquille de rouleau de granule en acier à roulement GCr15/100Cr6 pour les usines à haute contrainte Cette coque de rouleau est fabriquée à partir d'acier à roulement en chrome à haute teneur en carbone, offrant une résistance à la fatigue et une intégrité de surface pour la granulation robuste de la biomasse, des aliments pour animaux et des fibres de bois, ce qui en fait un choix durable là où les finitions de la coque et la ténacité du noyau sont essentielles. Voir le produit →

La sélection du matériau de la coque du rouleau est un compromis direct entre les duretés de la surface, la ténacité du noyau et le coût par tonne de pellets.

La dureté résiste à l'usure abrasive due à la silice présente dans l'alimentation ; la ténacité résiste aux fissures sous l'impact. Aucune note ne donne le maximum des deux. Quatre matériaux couvrent presque toutes les spécifications de coque de rouleau dans ce rôle :

• Acier allié 40Cr - trempé et revenu à 40-48 HRC. Qualité à usage général avec un rapport résistance/coût équilibré pour les formules alimentaires standard.
• 20CrMnTi - Le boîtier carburé atteint 58-62 HRC sur un noyau résistant à faible teneur en carbone. Gère les matériaux abrasifs et les taux de compression élevés sans écaillage.
• Acier à roulements GCr15/100Cr6 - durci à cœur à 58-63 HRC avec la plus haute résistance à l'usure et la meilleure stabilité dimensionnelle pour les courses à fort tonnage.
• Acier à ressort 60Si2Mn - traité thermiquement à 44-50 HRC avec une excellente élasticité. Se plie plutôt que se fissure sous un impact violent, utile pour les lignes de granulés de bois.

Les données de terrain provenant des lignes d'alimentation pour volailles montrent que les coquilles à rouleaux GCr15 / 100Cr6 durent généralement entre 6 000 et 8 000 tonnes métriques, tandis que les coquilles 40Cr sont échangées entre 3 500 et 4 500 tonnes. Sur les granulés de bois, le 20CrMnTi et le GCr15 pendant tous deux plus longtemps que 40Cr, mais le 20CrMnTi résiste mieux à l'écaillage lorsque des particules surdimensionnées pénètrent dans la chambre. Le coût supérieur de la coque est récupéré grâce à moins de changements, à des factures d'énergie inférieures et à une usure moindre des matrices.

Confirmez que l'arbre excentrique et les roulements peuvent supporter la charge de duretés supplémentaires ; une coque plus dure transfert plus de force à la matrice et à l'ensemble de roulement. L'ensemble complet des données sur les finitions et l'usure apparaît dans les guides d'achat de coques de rouleaux en acier publiés sur ce site.

Arbres excentriques et composants internes : le moulage de support

Arbre excentrique en acier allié 40Cr pour broyeur à granulés et utilisation automobile Cet arbre excentrique en 40Cr offre une résistance élevée à la fatigue et une finition uniforme, adaptée aux applications industrielles exigeantes. Il s'agit d'un composant clé des chambres de presse des broyeurs à granulés et des systèmes automobiles à levée variable des soupapes, avec un usinage CNC de précision. Voir le produit →

Les arbres excentriques et les composants internes tombent en panne moins souvent que les coques de rouleaux, mais lorsqu'ils tombent en panne, ils entraînent avec eux toute la chambre de la presse.

L'arbre excentrique se trouve derrière chaque coque de rouleau et convertit la rotation de l'arbre principal en mouvement orbital qui fait tourner la coque. Ses tourillons s'usent, le lobe excentrique développe des fissures de fatigue et la rainure de clavette s'ouvre si la coque se grippe. Le remplacement d'un arbre excentrique sur le terrain est un travail de plusieurs heures, les intervalles d'inspection sont donc aussi importants que la qualité du matériau :

• Arbre excentrique en acier 45 - Adapté aux moteurs jusqu'à environ 90 kW en alimentation standard.
• Arbre excentrique 40Cr - une résistance à la fatigue plus élevée ; recommandé pour les formules alimentaires de 110 kW et plus ou à haute compression.
• Arbre excentrique 42CrMo - résistance et ténacités maximales pour les presses à granulés de bois et un service continu intensif.

Les composants internes terminent le travail. Un couvercle d'extrémité de la presse-étoupe scelle la cavité du roulement contre la poussière et la perte de graisse. Un déflecteur d'huile, ou déflecteur, tourne avec l'arbre et projette du lubrifiant sur la bague de roulement. Une bague d'espacement de précision définit le jeu axial de l'ensemble de rouleaux. Tous les trois sont usinés à partir d'acier 45 et leur usure est invisible jusqu'à ce que le roulement surchauffe ou que le jeu final des rouleaux dépasse les spécifications.

Comment faire correspondre les composants du broyeur à granulés à votre filière et à vos matières premières

Ensemble de coque de rouleau de matrice d'anneau en acier allié avec roulements robustes Cet ensemble de rouleaux complet comprend des coques en acier allié trempé (20CrMnTi ou 40Cr), des profils de dents personnalisés pour l'adhérence et des roulements à rouleaux coniques scellés, garantissant une qualité constante des granulés et un débit élevé dans la production de biomasse et d'aliments. Voir le produit →

Le composant de remplacement correct est défini par le taux de compression de la matrice, l'abrasivité de la matière première et la puissance du moteur du broyeur, et non par la marque de la machine.

Un granulé alimentaire fabriqué sur une filière de 6 mm avec un taux de compression de 1:8 se comporte différemment d'un granulé de bois produit sur une filière de 8 mm à un taux de 1:5. L'alimentation à haute compression indente rapidement les coquilles plus molles ; la fibre de bois punit les coquilles avec l'impact des nœuds et des copeaux surdimensionnés. Les coquilles ondulées agrippent le bois et les matériaux fibreux, les coquilles alvéolées manipulent les aliments humides et les coquilles à dents incurvées améliorent la morsure des formules collantes.

1. Mesurez le diamètre extérieur de la coque existant et vérifiez le jeu entre le rouleau et la matrice dans le manuel de maintenance.
2. Sélectionnez le profil de dent correspondant au matériau : dent ondulée, à fossettes ou courbée.
3. Adaptez le matériau de l'arbre excentrique à la puissance du moteur et aux cycles de charge ; ne réutilisez jamais un arbre avec un tourillon grippé.
4. Remplacez les couvercles d'extrémité du presse-étoupe, les déflecteurs d'huile et les entretoises à chaque changement de l'ensemble de rouleaux.
5. Enregistrez la durée de vie de la coque en tonnes et planifiez le prochain changement à 70 % de la durée de vie prévue.

Les opérateurs qui souhaitent minimiser les risques de changement peuvent commander un ensemble complet de rouleaux de pression afin que la coque, l'arbre et les pièces de support arrivent sous la forme d'un ensemble assorti. Cela élimine le risque de jeux incompatibles lorsque les pièces proviennent de lots différents et réduit le temps d'immobilisation du broyeur pendant la maintenance.

FAQ sur les composants du broyeur à granulés

Quels composants du broyeur à granulés s'utilisent en premier ?

Les coques des rouleaux s'usent en première. Ils entrent en contact direct par friction avec le lit de matériau et la matrice, de sorte que le profil des dents s'aplatit progressivement. Une coque en acier de roulement alimentée dure généralement de 6 000 à 8 000 tonnes métriques, tandis que le 40Cr change plus tôt. Après les coques, les prochains éléments d'usure sont les tourillons d'arbre excentrique et la matrice.

Comment savoir si une coque de rouleau doit être remplacée ?

Surveillez le débit et l’ampérage du moteur. Lorsque le rendement chute d'environ 5 pour cent avec la même recette et que l'humidité ou la hauteur visible des dents diminue d'un étage, remplacez la coque. Des rainures, des piqûres et une production due à la chaleur sur la surface de la coque indiquant également un contact anormal.

Puis-je utiliser un matériau de coque plus dur que l'original ?

Oui, si l'arbre excentrique et les roulements sont en bon état. Une coque plus dure transfert plus de charge à la matrice et à l'ensemble de roulements, les tourillons d'arbre doivent donc être solides. De nombreuses usines d'aliments passent du 40Cr au GCr15 ou au 20CrMnTi et prolongent les intervalles de changement de 40 à 80 pour cent.

Quelles sont les causes de la fissuration de la coque du rouleau ?

Les fissures proviennent d'un impact : des débris de métal, des particules dures surdimensionnées ou une coque utilisée si fine que le boîtier durci s'effondre. L'acier à ressort 60Si2Mn résiste mieux aux chocs, et le 20CrMnTi offre un boîtier rigide avec un noyau résistant. Si des fissures continuent d'apparaître dans la même position, vérifiez le roulement de l'arbre excentrique pour déceler un jeu excessif.