Bande transporteuse en caoutchouc à câbles d'acier : composition, qualité du revêtement et adhérence

Les courroies à câbles d'acier cèdent rarement par fragilité du fil métallique. Leur défaillance est plutôt due à un revêtement en caoutchouc inadapté. Une courroie à carcasse textile et une courroie à câbles d'acier peuvent supporter la même charge de papier, mais le composé qui doit adhérer à un câble plaqué laiton, résister à l'enroulement d'une poulie de 1 800 mm à 4,5 m/s et se détacher proprement sous un racleur est différent : sa composition, ses caractéristiques, sa cinétique de vulcanisation et sa plage de traitement sont différentes.

C'est à partir de cet écart que la plupart des litiges d'achat commencent. Un acheteur compare deux fiches techniques, constate la présence de la norme DIN Y sur les deux revêtements et d'une résistance de 1 600 N/mm sur les deux câbles, et en déduit que les courroies sont équivalentes. Or, elles ne le sont pas. La qualité du revêtement indique la résistance du caoutchouc en surface ; elle ne dit rien sur la tenue du composé de liaison entre les câbles après 40 000 heures d'utilisation. Sur une ligne de transport de charbon de 1 200 t/h, nous avons prélevé un échantillon après 9 mois et constaté que la résistance au pelage câble-caoutchouc était passée de 15 N/mm à 6 N/mm, alors que tous les tests de revêtement étaient toujours conformes aux spécifications. La courroie semblait en bon état depuis la passerelle et une rupture de jonction était imminente.

Indiquez-nous votre service, la taille du câble et le degré de revêtement ; nous vous recommanderons un composé et vous fournirons une fiche technique.

Les trois variables qui déterminent réellement la durée de vie sont le système polymère du composé de base, le système d'adhérence qui lie le caoutchouc au revêtement en laiton et la nuance de revêtement choisie en fonction des conditions réelles d'abrasion et de température sur site. Tout le reste de la fiche technique dépend de ces trois éléments. Cet article explique comment chacun est spécifié, leurs interactions et leurs conséquences.fabricant de bandes transporteusesLes caractéristiques qui peuvent ou non changer une fois la courroie vulcanisée sont les mêmes. Si vous utilisez des systèmes de transport de minerai lourd ou des systèmes de transport terrestre à longue distance, la même logique s'applique.convoyeur industrielIl est important de bien choisir et de lire la section sur les composés avant celle sur les cordes.

Une mise en garde avant de commencer : la conception de composés ne se résume pas à une simple liste de contrôle. Deux usines peuvent utiliser le même polymère, le même sel de cobalt et la même épaisseur de revêtement en laiton et obtenir des résistances au pelage différant de 40 %, car la température de mélange, le temps de pressage et l’état de cuisson sous presse influent davantage sur le résultat que la formulation elle-même. Les valeurs ci-dessous sont des objectifs à vérifier par des essais, et non des garanties.

01Pourquoi une carcasse de câble d'acier ne peut pas être utilisée avec une courroie textile.

Il faut d'abord comprendre qu'une courroie à câbles d'acier est un composite maintenu par adhérence, et non par un tissage. Dans une courroie textile, les fils de chaîne et de trame supportent la tension, et le caoutchouc les protège en grande partie. Dans une courroie à câbles d'acier, les éléments de traction sont des fils individuels non ondulés, et ils ne supportent aucune charge à moins d'être enrobés de caoutchouc sur toute leur longueur. Le transfert de charge est entièrement interfacial. Sans cette interface, la courroie ne perd pas seulement un peu de résistance, elle la perd quasiment entièrement.

Cela modifie les priorités en matière de composés. Un composé d'enduction textile est optimisé pour pénétrer dans le tissage et maintenir l'écartement des fils à la bonne échelle. Un composé pour âme de câble d'acier, souvent appelé composé d'enduction ou de coussin, doit remplir une fonction plus exigeante. Il doit s'écouler entre des câbles espacés de seulement quelques millimètres, mouiller une surface en laiton lisse qui n'offre pratiquement aucune adhérence mécanique, durcir pour former une matrice rigide mais non cassante qui résiste au mouvement des câbles sous des flexions répétées, et résister aux effets du vieillissement dus à la chaleur et à l'oxygène qui se diffuse depuis la surface.

La rigidité est plus importante qu'on ne le pense. Des câbles espacés de 12 mm avec 4,5 mm de caoutchouc se déplacent si ce dernier est mou. Ce déplacement se manifeste par un bord de courroie ondulé, une tension irrégulière et, à terme, une rupture du câble au niveau de la poulie. Le caoutchouc doit également être suffisamment rigide pour empêcher la courroie de se déformer entre la poulie et le plan des câbles, ce qui provoque la fissure longitudinale caractéristique au-dessus d'un câble après un blocage.

Se pose ensuite la question du support de roulement de la courroie. Les courroies à câbles d'acier fonctionnent généralement sur des poulies de grand diamètre avec des angles d'enroulement élevés, ce qui signifie que le matériau de base subit une contrainte de flexion bien plus importante à chaque passage qu'une courroie textile de même résistance. Chaque cycle de flexion crée un cisaillement interlaminaire entre les câbles et le caoutchouc environnant. Un matériau à forte hystérésis surchauffe sous ce cisaillement, et la chaleur accélère le vieillissement qui détruit l'adhérence.

La règle pratique que nous donnons aux acheteurs est simple : n’acceptez jamais un devis proposant une seule composition pour toute la courroie. La fabrication de câbles d’acier nécessite toujours au moins deux formulations différentes, et même trois ou quatre pour les applications résistantes au feu ou aux hautes températures.fournisseur de bandes transporteusesQuiconque est incapable de vous fournir la composition du noyau et celle de l'enrobage séparément n'a soit pas consulté le fabricant, soit ne compte pas contrôler le processus. Demandez les deux formules par écrit, puis les résultats du test de pelage prouvant leur compatibilité.

Il existe également une raison commerciale de les séparer. Le composé d'âme est coûteux. Il contient des promoteurs d'adhérence, du sel de cobalt et souvent une proportion plus élevée de polymère de qualité supérieure ; le fabricant a donc tout intérêt à l'amincir. Si vous voyez un devis inférieur de 15 % au prix du marché pour une bande transporteuse ST 1600 de 1 800 mm de large, il faut d'abord vérifier non pas le nombre de cordes, mais l'épaisseur de la bande et la formulation du composé d'âme.

02Choix du polymère et fenêtre de polymérisation du composé de base

La plupart des composés pour âmes de câbles d'acier sont à base de caoutchouc naturel, généralement mélangé à une faible proportion de SBR ou de caoutchouc butadiène pour contrôler la vitesse de vulcanisation et l'adhérence. Le caoutchouc naturel confère à la courroie la résistance à cru nécessaire avant vulcanisation, car les câbles doivent être maintenus en place pendant la fabrication de la plaque, et la résistance à la déchirure qui empêche un câble de se détacher de la matrice sous l'effet d'un impact. Le SBR améliore la résistance au vieillissement et réduit le retour à la vulcanisation, mais une proportion trop élevée entraîne une perte d'adhérence et de résistance à la déchirure. Le dosage du mélange est le paramètre le plus important de la composition.

Ce que le mélange contrôle réellement, c'est la plage de vulcanisation. Le composé doit être vulcanisé à plat, c'est-à-dire atteindre sa densité de réticulation maximale sans surcuisson, car une bande transporteuse à câbles d'acier est épaisse et les câbles ne conduisent pas la chaleur. La chaleur doit donc traverser le caoutchouc pour atteindre le cœur. Une bande de 20 mm d'épaisseur sur une presse à plateaux peut nécessiter plus de 40 minutes pour que la zone centrale des câbles atteigne la température de vulcanisation, et pendant ce temps, la surface de revêtement est restée chaude tout ce temps. Un système de vulcanisation inadéquat entraîne une surcuisson en surface et une sous-cuisson au cœur, ce qui est à l'origine de la plupart des défauts d'adhérence, bien plus que toute erreur de formulation.

Sur site, un revêtement trop vulcanisé présente une surface dure et brillante qui n'absorbe plus les chocs de l'alimentation en agglomérat et commence à se fissurer en un fin réseau. Un noyau insuffisamment vulcanisé se manifeste par des cordons qui se détachent de la bande après un raccord au couteau, ou par une odeur âcre de caoutchouc non vulcanisé à l'ouverture d'une section coupée. Il s'agit dans les deux cas de défauts de presse, et non de défauts de matériau, et les deux sont visibles dès le premier mois.

La résistance à la température est le deuxième critère de choix du polymère. Un composé d'âme standard à base de caoutchouc naturel convient à une température de surface de la courroie allant jusqu'à environ 60 °C en service continu. Au-delà, la matrice de caoutchouc naturel se ramollit, l'adhérence diminue et la courroie s'allonge sous charge plus rapidement que prévu par sa courbe d'allongement. Pour les courroies alimentées par du clinker chaud ou du fritté, nous optons pour une âme en EPDM ou en polymère chloré et repensons l'adhérence autour de cette base, car le système au cobalt, efficace avec le caoutchouc naturel, se comporte différemment dans un polymère saturé.

Deux points importants ressortent de ce tableau. Premièrement, l'agent d'adhérence doit être dosé avec précision ; il est donc inutile d'en abuser. Deuxièmement, la charge de remplissage et la chimie d'adhérence ont des effets opposés, ce qui explique pourquoi le composé de base doit être conçu et testé comme un système.

03Revêtement en laiton et chimie d'adhérence assurant le maintien du cordon

Le câble d'acier n'adhère pas au caoutchouc par simple adhérence mécanique. Le fil est étiré puis recouvert par électrolyse d'une fine couche de laiton, généralement de 0,20 à 0,35 µm d'épaisseur, avec un rapport cuivre/zinc compris entre 60/40 et 70/30. Lors de la vulcanisation, le soufre du composé réagit à la surface du laiton et forme un film de sulfure de cuivre chimiquement continu avec le métal et le caoutchouc réticulé. Cette liaison est un pont chimique de quelques nanomètres de profondeur, et ses caractéristiques dépendent entièrement du rapport cuivre/zinc, de l'épaisseur du revêtement et de la quantité de soufre qui atteint l'interface dans un laps de temps précis.

C’est pourquoi le cordon et le composé ne peuvent être spécifiés indépendamment. Toute modification du rapport de revêtement entraîne une modification de la cinétique de vulcanisation du composé. Un revêtement 67:33 qui adhère parfaitement à un système de caoutchouc naturel semi-EV à 145 °C peut présenter une faible adhérence à un système à faible teneur en soufre, car la diffusion du soufre jusqu’à l’interface est insuffisante avant la gélification de la matrice. La gélification de la matrice constitue la contrainte principale. Une fois que le caoutchouc autour du cordon est suffisamment réticulé, la mobilité du soufre chute et le sulfure de cuivre qui ne se serait pas encore formé ne se formera jamais.

L'épaisseur du revêtement influe de la même manière. En dessous de 0,15 µm environ, la couche de laiton est trop fine pour permettre la réaction, et la liaison est faible dès le départ. Au-dessus de 0,40 µm environ, le revêtement devient une couche ductile à part entière et, sous l'effet de flexions répétées, il se déforme différemment du fil sous-jacent. Ce décalage est l'un des mécanismes à l'origine des défaillances dues à la corrosion que l'on observe sur les lignes de transport de charbon humide. Dans un cas précis, un terminal charbonnier côtier a constaté une perte d'adhérence des câbles pendant environ 18 mois sur une bande transporteuse ST 1000 transportant du charbon lavé à 8 % d'humidité de surface. L'épaisseur du revêtement était de 0,45 µm. Le passage à une épaisseur de 0,28 µm avec le même composé a quasiment doublé le temps avant la première défaillance par décollement.

L'eau est la variable invisible dans tout cela. Même une liaison parfaitement formée se dégrade si l'humidité atteint la surface du laiton, car le film de sulfure s'hydrolyse et l'interface se transforme en un oxyde non adhérent. C'est pourquoi un composé de lissage doit être véritablement imperméable et pourquoi un revêtement mince avec une interface insuffisamment vulcanisée est si dangereux. L'eau emprunte le chemin de moindre résistance, généralement le plan du cordon.

Si vous cherchez un argument de vente contre un fabricant de courroies, parlez du test d'adhérence au caoutchouc. La méthode standard consiste à extraire des brins individuels d'un échantillon vulcanisé à une vitesse contrôlée et à mesurer la force par unité de longueur d'enrobage. Pour les courroies ST haute résistance, nous recherchons des valeurs supérieures à 12 N/mm après vieillissement, et nous exigeons que la surface de rupture présente des résidus de caoutchouc sur le fil plutôt qu'une finition laiton propre. Un fil propre signifie que la liaison a cédé ; la présence de caoutchouc indique que le caoutchouc s'est déchiré, ce qui est le mode de défaillance recherché car il prouve la bonne tenue de l'interface.

04Choisir le bon niveau de revêtement en fonction de l'abrasion, des chocs et de la température réels

La qualité du revêtement est la première information que les acheteurs consultent, mais aussi la moins bien comprise. Les lettres et les chiffres utilisés proviennent de normes différentes qui ne correspondent pas exactement. La norme DIN 22131 régit les bandes transporteuses à câbles d'acier pour le transport général et classe le revêtement en fonction de la perte par abrasion et des propriétés de traction. La norme ISO 15236 régit également les bandes transporteuses à câbles d'acier à usage général et utilise une structure de classification similaire, mais non identique. Concernant le caoutchouc lui-même, la norme DIN 22102 définit les classes de revêtement et la norme ISO 4649 définit la méthode de mesure de la perte par abrasion. Les qualités RMA, issues d'une toute autre tradition, sont largement utilisées dans l'industrie des granulats et des mines en Amérique du Nord.

Cette confusion est importante car une courroie certifiée DIN Y et une courroie certifiée RMA Grade II ne sont pas interchangeables en service, même si elles sont toutes deux commercialisées comme résistantes à l'abrasion. L'usure par abrasion se mesure en millimètres cubes de caoutchouc enlevés d'un échantillon standard sous une charge et avec une feuille abrasive définies. Plus le chiffre est bas, mieux c'est. Ce chiffre ne renseigne cependant pas sur le comportement du matériau sous l'effet des chocs, de la chaleur ou en présence d'huile, or ce sont généralement ces conditions qui déterminent sa durée de vie en conditions réelles d'utilisation.

C'est au niveau de l'impact que l'indice d'abrasion est le plus trompeur. Un revêtement très dur et extrêmement résistant à l'abrasion peut être fragile ; un bloc de minerai de 300 mm lâché d'une goulotte de transfert à 6 m/s peut le couper et provoquer une déchirure. Aux points de transfert soumis à des impacts importants, nous privilégions souvent une perte par abrasion légèrement supérieure en échange d'une bien meilleure résistance aux coupures et aux déchirures, et nous la renforçons par un revêtement plus épais et parfois une couche de protection supplémentaire. C'est le genre de compromis que la fiche technique ne mentionne pas.

Notez que ni la norme DIN ni la norme RMA ne définissent de classe décrivant la résistance à l'huile, la résistance chimique ou la flexibilité à basse température. Il s'agit de familles de composés distinctes. Si votre courroie est exposée à des projections d'huile hydraulique sous un concasseur ou fonctionne en extérieur à -25 °C en hiver, elle ne relève pas du système de classification des revêtements et doit être spécifiée directement en fonction de la condition d'utilisation. Nous avons rédigé un article séparé à ce sujet.bande transporteuse résistante à l'huilecomposés et environbande transporteuse résistante à l'abrasionLes constructions nécessitent une analyse distincte, car ces conditions requièrent une discussion spécifique. La chaleur constitue une troisième catégorie à part entière ; un clinker de revêtement de courroie à 110 °C est spécifié par sa résistance à la chaleur plutôt que par sa classe d’abrasion.

La transmission de puissance est une branche différente de l'ingénierie du caoutchouc, et unefabricant de courroies de transmissionLes règles de conception complexes ne s'appliquent pas aux courroies de transport. Ces dernières fonctionnent sur des poulies rainurées ou dentées ; leur principal facteur limitant est donc généralement l'échauffement au niveau des flancs ou des dents, et non l'abrasion par frottement contre le matériau en vrac. Mélanger les deux langages de spécification est une source fréquente de déception pour les deux parties d'un projet. Il est conseillé de traiter les courroies motrices et les courroies de transport séparément dans une même demande d'informations, et de laisser le fournisseur répondre à chacune selon ses propres termes.

Un dernier point concernant les revêtements avant de clore le sujet. L'épaisseur d'un revêtement ne saurait se substituer à sa qualité. Doubler l'épaisseur d'un revêtement de mauvaise qualité n'augmente sa durée de vie que d'environ 30 %, mais alourdit les poulies et augmente le coût. Améliorer la qualité du revêtement et son adhérence permet généralement d'obtenir un gain bien plus important.

05Quatre façons dont l'adhérence échoue, et à quoi chacune ressemble sur le site

Lorsqu'une courroie à câbles d'acier se rompt, la panne se résume presque toujours à l'un des quatre mécanismes suivants. Ces mécanismes se ressemblent depuis la voie de circulation, mais sont totalement différents sur une section coupée. C'est pourquoi le diagnostic doit commencer par un échantillon physique plutôt que par une photographie d'une courroie déchirée. Identifier le mécanisme précis permet de déterminer s'il faut remplacer la courroie, utiliser une courroie aux spécifications différentes, ou simplement réparer le cycle de la presse.

Vieillissement et réversion du composé central

Le mécanisme le plus fréquent est le vieillissement chimique lent. La chaleur et l'oxygène atteignant le plan des câbles réduisent progressivement la densité de réticulation et dégradent la couche de sulfure interfaciale. La résistance au pelage chute de 15 N/mm à 5 N/mm en quelques mois, et la courroie continue de fonctionner car la liaison restante est encore suffisante pour une tension normale. Puis, un blocage, une poulie enrayée ou une obstruction de la goulotte provoque une surcharge temporaire dans les câbles. L'interface affaiblie ne peut plus la répartir, et une longue section du revêtement supérieur se détache de la carcasse. Sur les sections coupées, la zone des câbles est molle et légèrement grasse, avec un film d'oxyde brun rougeâtre sur les fils.

Nous avons clairement observé ce phénomène sur un convoyeur terrestre en calcaire fonctionnant 24 heures sur 24 à une température de surface de 90 °C. La bande était, sur le papier, de qualité supérieure pour les hautes températures, mais le composé de son âme était formulé à partir d'un système classique en caoutchouc naturel, avec seulement un traitement anti-vieillissement modeste. L'indice de pelage à 14 mois était de 6,5 N/mm et diminuait. La bande de remplacement utilisait le même câble et une âme en EPDM, pour un coût unitaire supérieur d'environ 18 %, et à 30 mois, l'indice de pelage restait supérieur à 11 N/mm.

Infiltration d'humidité le long du plan du cordon

Le second mécanisme est l'eau. Dès que l'humidité atteint la surface du laiton, elle hydrolyse le film de sulfure, le transformant en un oxyde non adhérent, et la liaison est définitivement rompue. L'eau pénètre par une coupure, un raccord endommagé, un revêtement usé sur le bord, ou par une interface poreuse et insuffisamment durcie entre le revêtement et l'âme. Les signes caractéristiques sont des traces de rouille longitudinales et une pâte d'oxyde noir à l'intérieur de la courroie, s'étendant souvent bien au-delà des dommages visibles en surface.

C'est au niveau des environnements humides que le problème se pose, et cela explique pourquoi uncourroie transporteuse en caoutchoucUn cordon conçu pour une fosse sèche aura des performances différentes d'un cordon conçu pour une ligne de production lavée, même si les cordons sont identiques. Renseignez-vous précisément sur la façon dont l'usine contrôle l'humidité avant la fabrication. Un cordon ayant séjourné dans un entrepôt humide, ou une plaque fabriquée le lendemain d'une nuit froide, présente de la condensation à l'interface, que la presse ne peut éliminer.

fatigue mécanique et migration de la moelle épinière

Le troisième mécanisme est d'ordre mécanique plutôt que chimique. Les petits diamètres de poulies, les angles d'enroulement élevés et les démarrages fréquents créent un cisaillement interlaminaire dans la zone des cordes. Si le composé de l'âme est trop mou, les cordes migrent latéralement, le plan des cordes se déforme et les contraintes se concentrent sur les cordes extérieures. Il en résulte une courroie qui se déforme, puis présente un bord ondulé, et enfin une fissure longitudinale directement au-dessus d'une corde extérieure. Sur une courroie ST 1250 de 1 400 mm de large, dans une station de transfert, nous avons mesuré un déplacement latéral des cordes de 6 mm sur 220 m de longueur, avec un composé dont la dureté était inférieure de 12 % à la valeur spécifiée. Le remplacement de la courroie par un composé approprié a complètement résolu le problème de déformation en une semaine.

Les dommages dus aux impacts appartiennent également à cette catégorie. Un choc violent contre la courroie comprime le revêtement et l'âme, et si le composé présente une faible résistance à la déchirure, le câble peut être enfoncé dans le caoutchouc adjacent, amorçant une rupture qui se propage le long du plan du câble. C'est pourquoi les points de transmission d'impacts importants nécessitent à la fois un revêtement plus épais et un composé offrant une réelle résistance à la déchirure, et non pas seulement un faible indice d'abrasion.

Défauts de presse et de processus imitant des défauts de matériaux

Le quatrième mécanisme ne résulte pas d'une défaillance de la bande en service, mais d'un dysfonctionnement du cycle de presse qui ne se manifeste que plus tard. Une pression insuffisante du plateau engendre de la porosité dans la zone de cordon. Un plateau froid à une extrémité d'une presse longue crée un gradient de polymérisation sur toute la largeur de la bande. Une presse qui s'ouvre trop tôt laisse la zone de cordon centrale sous-polymérisée, même si la surface présente une dureté correcte lors du contrôle. Tous ces problèmes se traduisent par des valeurs de pelage dispersées et imprévisibles, qu'aucune modification de formulation ne peut corriger.

Voici l’argument pratique en faveur d’un audit des fournisseurs avant une commande importante, et nous avons abordé le cadre de cet audit dans nos notes sur la vérification des fournisseurs.courroies transporteuses en grosUn laminoir équipé d'une presse calibrée, d'un enregistreur de température et de pression du plateau, et d'un cycle de vulcanisation écrit pour chaque épaisseur de bande sera toujours plus performant qu'un laminoir doté d'une meilleure recette mais sans contrôle de processus. Lors de votre visite d'un site potentielusine de convoyeursDemandez à voir les trois derniers enregistrements de presse pour une courroie de votre épaisseur et demandez quelle était la variation mesurée sur le plateau.

Il est judicieux de prendre l'habitude de prélever un échantillon de chaque courroie dès sa livraison et de le conserver dans un endroit sec et à l'abri de la lumière, en indiquant la date de production. Ainsi, si une courroie tombe en panne quatre ans plus tard, vous disposez d'un point de référence pour comparer ses caractéristiques, ce qui permet généralement de déterminer si la courroie était défectueuse ou si elle a été utilisée en dehors de ses spécifications.

06Le composé de noyau et le composé de couverture sont deux tâches différentes.

Les acheteurs pensent souvent qu'une courroie est constituée d'une seule pièce de caoutchouc avec un motif en surface. En réalité, l'âme et le revêtement sont conçus pour répondre à des exigences opposées, et leur assemblage par pression ne les rend pas identiques en termes de matériau. L'âme doit offrir une adhérence maximale au laiton, une grande rigidité pour maintenir les cordes à l'accord voulu, une faible accumulation de chaleur lors de la flexion et une résistance durable au vieillissement interne. Le revêtement, quant à lui, doit résister à l'abrasion, aux coupures et aux déchirures, présenter une faible résistance au roulement et une bonne tenue au vieillissement face aux rayons du soleil, à l'ozone et aux variations de température extérieure.

Du fait de leurs contraintes différentes, les deux composés sont polymérisés en superposition. Le composé de couverture est déposé sur le noyau ; ils polymérisent simultanément lors du même cycle de presse, et leurs systèmes de polymérisation doivent être compatibles afin qu'ils atteignent leur état cible au cours du même cycle. Si le composé de couverture polymérise beaucoup plus vite que le noyau, l'interface entre eux crée une zone de faiblesse. Cette zone de faiblesse constitue une voie d'infiltration fréquente pour l'eau et est invisible de l'extérieur.

Cette exigence de polymérisation identique explique également pourquoi le changement de qualité de revêtement n'est pas une simple substitution. Le passage d'une bande transporteuse DIN Y à un revêtement ignifugé modifie entièrement la famille de composés de revêtement, et le composé d'âme doit généralement être modifié en conséquence pour maintenir une adhérence et un comportement de polymérisation constants.distributeur de bandes transporteusesProposer le type de revêtement comme option gratuite sur un bon de commande s'expose à des problèmes futurs. Les deux éléments doivent être facturés ensemble, et l'usine doit pouvoir indiquer la compatibilité de vulcanisation dans la fiche technique.

Il y a un point important à souligner concernant la largeur de la courroie et le traitement des bords. Le bord d'une courroie à câbles d'acier est l'endroit où les câbles extérieurs sont les plus proches de la surface, et c'est là que la plupart des dommages commencent. De nombreux modèles utilisent un traitement de bord spécifique offrant une résistance accrue à la déchirure, et parfois une bande de renfort. Si vous achetez via unFabricant de courroies trapézoïdalesQui fournit également des courroies plates ? Demandez si la gamme de courroies à câbles d'acier utilise un traitement de bord spécifique ou si la courroie est découpée dans une plaque plus large sans protection de bord. La différence se manifeste au cours de la deuxième et de la troisième année d'utilisation, et à ce moment-là, la commande est déjà terminée depuis longtemps.

07Points de divergence entre les composés de câbles d'acier et de carcasses textiles

Les courroies textiles et les courroies à câbles d'acier figurent souvent sur la même fiche technique et sont comparées dans les mêmes colonnes, ce qui est une erreur. Ces deux types de carcasse imposent des exigences différentes au caoutchouc, et les différences de composition ne sont pas superficielles. Une fois ces divergences comprises, vous pouvez lire correctement une fiche technique et repérer les fabricants qui proposent une composition pour courroie textile déguisée en composition pour courroie à câbles d'acier.

La principale différence réside dans l'espacement des câbles. Une courroie textile est constituée d'une nappe tissée, le caoutchouc formant une couche continue avec des fils serrés. Une courroie à câbles d'acier, quant à elle, présente des câbles de grand diamètre largement espacés, parfois de 30 mm, avec une quantité importante de caoutchouc entre eux. Ce caoutchouc n'est pas un simple matériau de remplissage ; il s'agit d'un élément structurel qui doit être suffisamment rigide pour résister au cisaillement et à l'échauffement, tout en restant assez flexible pour passer sur les poulies. La problématique de conception est donc totalement différente de celle d'une courroie textile.

Les exigences d'adhérence divergent encore davantage. Les plis de tissu nécessitent que le caoutchouc pénètre le tissage et s'ancre à la surface des fibres, un processus à la fois mécanique et chimique, lié à l'apprêt textile. Les câbles d'acier requièrent une liaison chimique avec le laiton, comme décrit précédemment. Les additifs diffèrent, la disponibilité du soufre requise à l'interface est différente et les méthodes d'essai sont différentes. Un composé optimisé pour l'adhérence au tissu ne garantira pas une forte adhérence au laiton, et inversement.

Viennent ensuite la rigidité et l'hystérésis. Les courroies à câbles d'acier sont généralement beaucoup plus longues, supportent une tension plus élevée sur des entraxes plus importants et fléchissent beaucoup moins par unité de longueur grâce au grand diamètre des poulies. Elles ne tolèrent pas un matériau qui accumule et retient la chaleur. À l'inverse, une courroie textile sur un convoyeur court et rapide équipé de petites poulies présente un faible risque d'hystérésis. L'objectif d'optimisation, identique pour l'ensemble de la courroie, doit être orienté différemment selon le type de carcasse.

Un point connexe concernant les constructions spécialisées. Acourroie d'inclinaison à taquetsconstruit sur une carcasse en câble d'acier, ou unconstruction des parois latéralesAvec des brides ondulées, une seconde cuisson est nécessaire pour les profilés. Cette seconde cuisson réchauffe la carcasse, et le composé d'âme doit être suffisamment stable pour y résister sans se déformer. Toutes les usines ne sont pas équipées pour cela ; il est donc judicieux de se renseigner dès le début si votre projet requiert à la fois une haute tension et une capacité de résistance aux fortes inclinaisons.

La même logique s'applique lorsque le travail est difficile en raison de la chaleur, de l'humidité ou des dangers, et pas seulement de la pente.bande transporteuse résistante à la chaleuret unbande transporteuse résistante au feuLes deux nécessitent la réfection du noyau et du couvercle, et un point de transfert traitant une alimentation irrégulière et grumeleuse requiert généralement unebande transporteuse résistante aux chocs et aux coupuresAvec une structure souple plutôt qu'un revêtement rigide, ces courroies présentent des propriétés spécifiques qui imprègnent toute leur épaisseur. C'est pourquoi elles coûtent plus cher que les courroies standard, mais cela justifie leur prix.

Pour les applications intensives, on trouve généralement du câble d'acier spécifié à quatre endroits différents, chacun orientant le composé dans une direction légèrement différente. Longues lignes terrestresexploitation minière et de carrièreL'accent est mis sur une faible élongation et une adhérence homogène. Alimentation du clinker et du four dans uncimenteriemet l'accent sur la stabilité thermique de l'enveloppe et du noyau. Déchargeurs et empileurs de navires dansmanutention portuaire de vracL'accent est mis sur la protection contre les chocs et les arêtes. Les lignes de descente à fort tonnage privilégient l'allongement contrôlé et le comportement au freinage, car une courroie à câbles d'acier avec un allongement de 0,25 % sur un entraxe de 3 km restitue une grande quantité d'énergie lors du freinage.

08Durcissement, tests et homogénéité des lots sur la presse

Tout ce qui a été écrit jusqu'ici décrit la composition théorique d'un composé. La présence effective de ce composé dans la bande transporteuse que vous recevrez dépend du contrôle du mélange et de la presse, et c'est là que l'écart entre les usines est le plus important. Une formulation est un document ; une bande transporteuse est un produit fini. Les acheteurs qui se contentent d'examiner le document risquent d'avoir des surprises.

Le mélange est la première étape. Les composés de caoutchouc sont mélangés dans des mélangeurs internes avec un facteur de remplissage, une vitesse de rotation et une température de déversement définis, généralement en deux étapes. L'accélérateur est ajouté lors de la seconde étape à une température suffisamment basse pour éviter le brûlure. Une variation de température de déversement de plus ou moins 10 °C entre les lots modifie l'état de vulcanisation du lot avant même qu'il n'atteigne la presse, et cette variation se propage jusqu'à l'interface du cordon. Une usine qui enregistre la température de déversement pour chaque lot maîtrise le processus. Une usine qui ne l'enregistre que lorsqu'un problème est détecté ne le maîtrise pas.

Vient ensuite le pressage. Les bandes transporteuses à câbles d'acier sont vulcanisées sur des presses à plateaux qui chauffent à travers le revêtement pour atteindre les câbles. Le plan des câbles est la dernière zone à atteindre la température souhaitée. La pression est aussi importante que la chaleur, car le composé doit pénétrer dans les interstices des câbles et expulser l'air emprisonné. Une pression insuffisante entraîne une porosité, c'est-à-dire un réseau de vides le long des câbles qui se remplira d'eau au cours d'une saison. Une pression excessive en début de cycle provoque l'expulsion du composé hors de la zone des câbles avant sa vulcanisation complète, laissant les câbles insuffisamment recouverts.

Après vulcanisation, la courroie est refroidie sous contrainte, sinon elle se rétracte de manière irrégulière et la tension des cordes devient inégale entre le centre et le bord. Une courroie dont la tension des cordes est irrégulière a un mauvais guidage et s'use prématurément sur les bords. Il s'agit d'un problème lié à la presse et à la ligne de refroidissement, et non à la composition du matériau ; même un caoutchouc de haute qualité ne pourra pas le résoudre.

Les essais sont le seul moyen de confirmer la qualité du produit. Pour chaque commande de câble d'acier, nous demandons quatre séries de données d'essais, que nous comparons à un échantillon de préproduction plutôt qu'à une spécification générique. La résistance à l'arrachement du câble détermine l'indice d'interface. L'usure par abrasion de la gaine, mesurée selon la norme ISO 4649, détermine l'indice d'usure. La résistance à la traction et l'allongement à la rupture de la gaine et de l'âme fournissent des informations sur les propriétés mécaniques. Les essais de vieillissement en étuve, généralement de 7 jours à 70 °C ou à une température équivalente définie, fournissent les valeurs de rétention qui permettent de prédire le comportement à long terme.

Un mot sur l'interprétation des résultats. Aucun laminoir ne produit des valeurs de pelage identiques sur toute la longueur de sa bande transporteuse ; prétendre le contraire est un signe d'alerte. L'idéal est une distribution homogène avec une valeur minimale supérieure au seuil convenu. Si la moyenne est de 14 N/mm et que les trois valeurs les plus faibles sont de 7 N/mm, la bande présente des zones fragiles qui céderont en premier. Demandez la valeur minimale, et non la moyenne, et renseignez-vous sur le nombre de bandes testées.

Le même principe s'applique aux composants situés autour de la courroie.poulieAvec une face bombée et un revêtement lisse et correctement profilé, la zone du câble est protégée en maintenant la courroie en place sans contrainte sur les bords. Un revêtement correctement sélectionnéauge à fléauUn angle de gouttière adéquat permet de centrer la charge et d'empêcher les matériaux de se répandre sur le convoyeur de retour, ce qui est la principale cause des dommages aux bords.galet tendeur auto-alignantAux points de changement critiques, les forces latérales responsables de la rupture prématurée d'une liaison fragile entre la corde et le caoutchouc sont réduites. Une courroie à adhérence parfaite peut néanmoins être endommagée en une saison par des galets de guidage défectueux, et une courroie à adhérence adéquate, montée sur des composants de qualité, durera souvent plus longtemps que prévu.

Pour les acheteurs qui gèrent un ensemble complet de convoyeurs plutôt qu'une seule bande transporteuse, il est utile de lire comment nous structurons nos systèmes.composants de convoyeurnotre approvisionnement et comment nousassurance qualitéLe processus gère les enregistrements de lots, car la discussion sur les composés présentée sur cette page ne prend tout son sens que lorsque le fournisseur peut produire ces enregistrements sur demande. Si votre application implique une seconde étape de traitement, telle qu'un épissure vulcanisée sur un site distant, notreservice sur le terrainCes notes expliquent ce qu'il faut préparer avant la mobilisation de l'équipage.

Enfin, une remarque concernant les deux mots qui sont souvent utilisés indifféremment, à tort.courroie d'entraînement synchroneet une plainecourroie trapézoïdaleLes deux types de courroies sont en caoutchouc pour la transmission de puissance, mais leur fonctionnement diffère : ces courroies fonctionnent sur des poulies dentées ou rainurées et leurs modes de défaillance sont le cisaillement des dents et la fatigue du câble, et non l’abrasion. Si votre projet comprend des courroies motrices et des courroies de convoyage, veillez à bien séparer les spécifications.

Demandez une évaluation du composé et du revêtement de votre courroie à câbles d'acier

09Foire aux questions

Un seul composé peut-il servir à la fois pour le noyau et le revêtement de ces courroies ?

En pratique, non. L'âme doit adhérer chimiquement aux fils de laiton et conserver une rigidité suffisante pour maintenir l'écartement, tandis que le revêtement doit résister à l'abrasion et aux chocs extérieurs. Les fabricants qui proposent un composé unique pour toute la courroie négligent généralement l'étape d'adhérence. Demandez deux formulations et des informations sur le comportement de polymérisation de chacune.

Pourquoi le grade de revêtement à lui seul ne m'indique-t-il pas la durée de vie d'une courroie ?

En effet, la qualité du revêtement ne décrit que la surface d'usure. Elle ne dit rien de l'adhérence à l'interface des cordons, de la stabilité thermique de l'âme ni du contrôle de la pression derrière la courroie. Nous avons prélevé des échantillons de courroies ayant réussi tous les tests de revêtement après neuf mois, alors que la valeur de pelage au niveau des cordons avait déjà été réduite de moitié.

Quelle valeur de pelage dois-je indiquer dans un cahier des charges d'achat ?

Pour les applications intensives de classe ST, recherchez une résistance à l'arrachement de la courroie neuve d'environ 12 N/mm ou plus, et assurez-vous que cette valeur reste supérieure à 8 N/mm environ après vieillissement en étuve. Précisez également que la surface de rupture doit présenter des traces de caoutchouc adhérant au fil. Si le fil de laiton est propre après le test, cela signifie que c'est l'interface qui a cédé, et non le caoutchouc.

Comment l'humidité pénètre-t-elle dans le plan du câble, et comment puis-je l'empêcher ?

Il s'infiltre par les entailles de la gaine, les bords endommagés, les épissures défectueuses et les interfaces poreuses insuffisamment polymérisées, et il détruit la liaison chimiquement plutôt que de l'éliminer par lavage. La prévention passe par l'utilisation d'un enduit de finition imperméable, une bonne protection des bords, le stockage des câbles à sec avant la construction et la réparation rapide de toute brèche dans la gaine, sans attendre le prochain arrêt.

Une épaisseur de revêtement plus importante peut-elle remplacer un composé de meilleure qualité ?

Non. L'ajout d'une épaisseur de revêtement sur un composé de qualité médiocre augmente la masse, la charge sur la poulie et le coût pour une durée de vie accrue d'environ 30 %. Améliorer l'adhérence et le composé de base permet généralement d'obtenir un gain bien supérieur, et en conditions d'utilisation chaudes ou humides, la différence est encore plus importante car la défaillance commence sous le revêtement, et non en surface.

Que dois-je demander concernant les documents de livraison ?

Quatre éléments : le résultat du test d’arrachement des cordons, avec la valeur minimale et le nombre de cordons testés ; le taux de perte par abrasion par rapport à la qualité déclarée ; la résistance à la traction et l’allongement du revêtement et de l’âme ; et le rapport de presse correspondant au numéro de série de votre courroie, indiquant la température et la pression du plateau tout au long du cycle de vulcanisation.