Description Détaillée
Grue à benne preneuse — deux moteurs, un seul câble
Une grue à benne preneuse fait fonctionner deux groupes de moteurs indépendants à travers un seul câble suspendu :
- Moteur de levage : relève et abaisse l'ensemble de la benne — généralement le moteur le plus grand (50–200 kW)
- Moteur d'ouverture/fermeture de benne : actionne la benne à coquille ou la benne à orange — s'ouvre pour libérer le matériau, se ferme pour le saisir
Le câble de puissance combiné a généralement 7 âmes de puissance (3 levage + 3 benne + 1 PE) ou 8 (3 + 3 + 1 PE + 1 supplémentaire), plus 4 à 24 âmes de commande pour les fins de course, les capteurs de position et le retour d'état de la benne.
Pourquoi les câbles de benne preneuse se défaillent plus vite que les câbles de palan standard
| Facteur de contrainte | Câble de palan standard | Câble de benne preneuse |
|---|---|---|
| Cycles de flexion par heure | 10–20 | 40–120 |
| Nombre de fonctions alimentées | 1 (levage) | 2 (levage + benne) |
| Nombre d'âmes | 4–5 | 11–30 et plus |
| Dynamique du câble | Montée/descente linéaire | Montée/descente + oscillation d'ouverture/fermeture de benne |
| Contact avec les matériaux | Aucun (suspendu) | Poussière de matériaux en vrac, arêtes de ferraille |
Le nombre d'âmes plus élevé du câble de benne, son cyclage plus rapide et l'oscillation du mécanisme de benne créent un mouvement interne des âmes qui accélère l'usure de l'isolation. La séparation inter-couches en feutre PET entre les groupes d'âmes de puissance et de commande est essentielle pour éviter les défaillances des âmes de commande.
Notes de construction du câble à benne preneuse
- Disposition des âmes spécifique à la benne : âmes de puissance et de commande physiquement séparées par une couche de feutre PET — évite l'endommagement des âmes de commande par les conducteurs de puissance adjacents
- Conducteur classe 6 en standard : toronnage plus fin que la classe 5 — la flexibilité supplémentaire est nécessaire pour les fréquences de cycles de benne
- Testé pour les cycles de benne : notre durée de vie nominale est basée sur des essais simulés de cycles de benne — mouvement combiné de levage + ouverture/fermeture, pas seulement un enroulement linéaire
- Gaine PUR standard pour matériaux en vrac : charbon, minerai, céréales, ferraille — le PUR résiste mieux à la poussière abrasive que le CR
Disposition des âmes de puissance et de commande
Le câble combiné transporte la puissance de deux groupes de moteurs et les signaux qui les coordonnent. Le groupe de puissance utilise entre 7 et un nombre plus typique d'âmes de puissance : trois pour le moteur de levage (U ou V ou W), trois pour le moteur de benne (U ou V ou W) et une terre de protection. Le groupe de commande utilise de 4 à 24 âmes, dimensionnées de 0,75 à 2,5 mm², qui transportent le retour de fin de course et de capteur de position ainsi que les signaux d'état de la benne entre le contrôleur de la grue et le mécanisme de la benne. Les conducteurs de puissance emploient du cuivre IEC 60228 classe 6 en sections de 10 à 120 mm².
Les deux groupes d'âmes ne sont pas mélangés au hasard. Ils sont disposés en formations concentriques avec une couche de feutre PET entre les groupes de puissance et de commande. Ce séparateur est fonctionnel : durant le cycle de benne, les âmes de puissance transportent des courants de commutation et se déplacent lorsque le câble fléchit, et sans le feutre l'isolation des âmes de commande serait abrasée par les conducteurs adjacents plus gros. L'isolation des âmes est en caoutchouc éthylène-propilène pour les âmes de puissance et en polypropylène pour les âmes de commande, toutes deux choisies pour leur flexibilité et leur résistance à l'abrasion en flexion cyclique continue.
Choix de la gaine et charge mécanique
La gaine extérieure est en PUR ou en CR. Le PUR est la norme pour le service des matériaux en vrac : le charbon, le minerai, les céréales et la ferraille exposent le câble à une poussière abrasive et à des arêtes de ferraille tranchantes, et le composé PUR est classé pour une abrasion Taber de 5 mg ou moins. Le néoprène CR est proposé pour un service lourd et, sur demande, avec une reconnaissance MSHA pour les environnements miniers. Les deux gaines résistent à l'huile et aux intempéries. Le PUR est classé de -40 °C à +80 °C et le CR de -25 °C à +70 °C, aussi le choix suit-il également la température ambiante la plus basse de l'installation.
Le poids suspendu et la charge dynamique de la benne sont supportés par une âme de traction centrale en câble de fil d'acier galvanisé, qui empêche les conducteurs de cuivre de s'étirer. Une gaine intérieure en caoutchouc CR optionnelle peut être appliquée sur l'ensemble des âmes pour une protection mécanique supplémentaire.
Géométrie du tambour et durée de vie des cycles
Le câble est conçu pour l'enroulement motorisé sur tambour avec un rapport diamètre du tambour sur diamètre du câble (D/d) d'au moins 10:1, 12:1 recommandé. Un D/d plus grand réduit la courbure de flexion sur le tambour et constitue le facteur unique le plus important pour prolonger la durée de vie de flexion. La durée de vie nominale du cycle de benne est supérieure à 200 000 cycles combinés d'ouverture ou de fermeture et de levage, chiffre qui reflète le régime de flexion double d'une grue à benne preneuse : le câble fléchit à chaque course de levage et à chaque course d'ouverture ou de fermeture de la benne, à une cadence de flexion plusieurs fois supérieure à celle d'un câble de levage standard à fonction unique. La tension nominale est de 0,6 ou 1 kV avec une tension d'essai de 3 500 V CA, et la gaine est retardatrice de flamme selon IEC 60332-1-2.