Composants structurels et fonctions du pont roulant à poche de coulée

Les ponts roulants de coulée sont des équipements essentiels dans les aciéries, conçus pour manipuler et transporter en toute sécurité le métal en fusion dans des conditions d'exploitation exigeantes. Leur conception structurelle et leurs systèmes de sécurité influent directement sur la fiabilité du levage et la sécurité d'utilisation. Cet article explique les principaux composants d'un pont roulant de coulée et la fonction de chaque élément.

Composition du pont roulant de la louche

UN pont roulant de poche Il se compose principalement de quatre parties principales : le pont, le chariot (incluant l’élingueur), le mécanisme de translation de la grue et l’équipement électrique. Différents types de construction sont adoptés selon les exigences d’exploitation.

Le pont est généralement une structure à deux ou quatre poutres, composée de poutres principales de type caisson et de chariots d'extrémité. Des rails sont fixés sur les semelles supérieures des poutres principales pour permettre le déplacement du chariot. Lorsque des poutres principales de faible largeur sont utilisées, l'équipement de commande électrique est placé sur la passerelle, à côté des poutres principales ; lorsque des poutres principales de grande largeur sont utilisées, cet équipement est généralement installé à l'intérieur des poutres principales.

Le chariot est l'élément central de la grue. Le pont supporte un chariot, ou un chariot principal et un chariot auxiliaire, et les chariots se déplacent indépendamment. Le chariot est équipé d'un mécanisme de levage et d'un mécanisme de translation, le palonnier étant situé sous le mécanisme de levage. Le mécanisme de translation du chariot peut être à entraînement centralisé ou individuel.

Les mécanismes de déplacement de la grue utilisent tous un entraînement individuel, certains à deux points d'entraînement et d'autres à quatre points d'entraînement.

Les figures 2-1 à 2-3 ci-dessous sont des exemples de modèles de pont roulant de poche, à partir desquels les caractéristiques de construction des ponts roulants de poche peuvent être comprises.

Chariot à grue

Le chariot se compose principalement de trois éléments principaux : le mécanisme de levage, le mécanisme de translation et le châssis. Selon les exigences de fonctionnement de la grue, la configuration du chariot varie ; voir les exemples des figures 2-1 à 2-3.

Mécanisme de levage

Le mécanisme de levage se compose généralement d'un dispositif d'entraînement, d'un système d'enroulement par câble métallique, d'un dispositif de manutention de la charge et de dispositifs de sécurité. Certains utilisent également un palan électrique comme mécanisme de levage auxiliaire.

Le dispositif d'entraînement comprend le moteur, l'accouplement, l'arbre de compensation, le frein, le réducteur et d'autres composants. Lorsque le dispositif d'entraînement utilise une commande conventionnelle ou une régulation de vitesse par tension statorique, le moteur est à rotor bobiné ; lorsqu'une commande de vitesse à fréquence variable est utilisée, il s'agit d'un moteur à fréquence variable. Pour un mécanisme de levage principal à deux groupes d'entraînement, en cas de défaillance d'un moteur ou d'un groupe d'entraînement, l'autre groupe d'entraînement doit pouvoir effectuer un cycle de travail complet tout en soulevant la charge nominale.

Le système de poulies à câble comprend le câble lui-même, le tambour, la poulie fixe, l'égaliseur de câble et la poulie mobile. Lorsqu'un mécanisme de levage principal possède deux points de levage, on utilise une poulie à quatre câbles ; lorsqu'il ne possède qu'un seul point de levage, on utilise une poulie à deux câbles.

Le dispositif de manutention de charges comprend le crochet, l'écarteur non détachable (comprenant diverses poutres de levage fixes et des crochets de portique fixes) et l'écarteur détachable (comprenant diverses poutres de levage détachables et des crochets de portique détachables).

Pour des raisons de sécurité, le mécanisme de levage est équipé d'un limiteur de surcharge, d'un limiteur de hauteur de levage et d'un interrupteur de survitesse. La position haute du limiteur de hauteur est protégée par un double dispositif : le premier niveau est généralement le limiteur de hauteur de levage côté tambour, et le second est un interrupteur de fin de course (marteau). Un frein de sécurité peut également être prévu selon les besoins.

Dans le mécanisme de levage, le moteur est relié au réducteur par un accouplement ; l’arbre à faible vitesse du réducteur entraîne le tambour, qui actionne ensuite le dispositif de manutention par l’intermédiaire du système d’enroulement du câble. Le sens de rotation du moteur (avant et arrière) permet de lever et d’abaisser le dispositif de manutention.

La composition du mécanisme de levage varie en fonction des exigences d'exploitation. Les figures 2-4 à 2-6 en donnent quelques exemples.

Le mécanisme de levage illustré à la figure 2-5 comporte deux points de levage et utilise un système de câble à quatre brins ainsi que deux groupes moteurs. Les deux réducteurs sont reliés à leur extrémité haute vitesse par un accouplement, et un frein de sécurité est installé sur le tambour.

La figure 2-6 comporte également deux points de levage, mais la disposition du système d'enroulement à quatre câbles est différente de celle de la figure 2-5. Elle comprend un ensemble d'unité d'entraînement et un frein de sécurité est installé sur le tambour.

Mécanisme de déplacement du chariot

Le mécanisme de translation du chariot se compose principalement d'un système d'entraînement et d'un support de translation. Le système d'entraînement comprend principalement le moteur, le réducteur, le frein et d'autres composants. Le support de translation inclut principalement les roues et les stabilisateurs de roues.

Le mécanisme de translation du chariot utilise un entraînement centralisé ou individuel. Certains chariots de grues de grande capacité utilisent des barres d'équilibrage des roues pour réduire la charge sur celles-ci.

Le dispositif d'entraînement du mécanisme de translation du chariot utilise généralement un moteur pour entraîner un réducteur vertical, dont l'arbre à faible vitesse actionne les roues motrices. Lorsque le dispositif d'entraînement utilise une commande conventionnelle ou une régulation de vitesse par tension statorique, le moteur est de type à rotor bobiné ; lorsqu'une commande de vitesse à fréquence variable est utilisée, il s'agit d'un moteur à fréquence variable.

Pour assurer la sécurité du déplacement du chariot, un interrupteur de fin de course et des amortisseurs sont prévus. Lorsque le chariot approche de sa position limite, l'interrupteur de fin de course s'active et l'alimentation du mécanisme de déplacement est coupée ; l'amortisseur absorbe alors l'énergie restante, et le mécanisme ne peut plus se déplacer que dans le sens inverse.

Selon les situations, le mécanisme de déplacement du chariot présente des configurations spécifiques. La figure 2-7 illustre un système de déplacement couramment utilisé sur les ponts roulants à quatre poutres et quatre rails pour poches de coulée, avec entraînement individuel. D'autres configurations existent, notamment avec un entraînement centralisé (figure 2-8) et un entraînement individuel (figure 2-9). Pour les chariots à grande capacité de levage, des roues peuvent être ajoutées grâce à une structure de poutre d'équilibrage ; la figure 2-10 présente un exemple de cette structure.

Mécanisme de déplacement de la grue

Le mécanisme de translation de la grue se compose principalement d'un système d'entraînement et d'un support de translation. Le système d'entraînement comprend principalement le moteur, le réducteur, le frein et d'autres composants. Le support de translation inclut principalement les roues et les stabilisateurs. Le mécanisme de translation de la grue utilise généralement une motorisation indépendante, généralement avec deux ou quatre groupes d'entraînement. Lorsque les poutres principales sont de faible section, le mécanisme de translation est généralement installé sur la passerelle, tandis que pour les structures à poutres larges, il est généralement installé aux extrémités, à l'intérieur des poutres principales.

Lorsque la régulation de vitesse est conventionnelle ou par régulation de tension statorique, le moteur est de type à rotor bobiné ; lorsque la régulation de vitesse est à fréquence variable, il s’agit d’un moteur à fréquence variable.

La grue est équipée de fins de course et d'amortisseurs afin d'éviter qu'elle n'atteigne la limite de l'installation ou qu'elle n'entre en collision avec des grues voisines, réduisant ainsi les risques de dommages matériels et les désagréments pour le conducteur. Lorsque la grue s'approche de la limite de l'installation ou d'une grue voisine, le fin de course se déclenche et l'alimentation du mécanisme de translation est coupée ; l'amortisseur absorbe alors l'énergie résiduelle. Le mécanisme de translation ne peut alors plus se déplacer que dans le sens inverse. Les amortisseurs sont généralement à ressort ou hydrauliques.

Pour un mécanisme de translation de grue comportant quatre jeux de dispositifs d'entraînement, certains utilisateurs exigent que, lorsque les dispositifs d'entraînement d'un côté tombent en panne, les dispositifs d'entraînement de l'autre côté puissent effectuer un cycle de travail complet tout en soulevant la capacité de levage nominale grâce à une commutation électrique.

Pour les grues de grande capacité, le système de support de translation utilise des poutres d'équilibrage des roues afin de réduire la charge sur celles-ci. Des roues horizontales peuvent également être ajoutées selon les exigences contractuelles.

La figure 2-11 illustre un mécanisme de translation de grue couramment utilisé, par exemple avec un réducteur à arbres parallèles horizontaux et des stabilisateurs à roues. La figure 2-12 présente un exemple avec un réducteur à arbres parallèles verticaux et des stabilisateurs à roues. Les grues de faible tonnage utilisent le type illustré à la figure 2-13, où le déplacement est assuré par un seul groupe de roues.

Pour les grues de faible tonnage, le système de support de déplacement comporte deux groupes de roues sur chaque chariot d'extrémité, ou bien le support de roue illustré à la figure 2-14 est installé sous le chariot d'extrémité. Pour les grues de fort tonnage, différents types de poutres d'équilibrage de roues, ou des combinaisons de ces types (figures 2-15 à 2-17), sont sélectionnés afin de supporter des charges différentes.

Cadre de pont

Le pont constitue la structure principale et sert de support au chariot, au mécanisme de translation de la grue et aux équipements électriques. Il est principalement composé de poutres principales, de chariots d'extrémité, d'une passerelle, d'un support de câble pour le chariot, de rails pour le chariot, d'une plateforme et d'une échelle de maintenance, d'une plateforme, de garde-corps et d'autres éléments.

Le tablier est un élément porteur essentiel du pont roulant, présentant une résistance, une rigidité et une stabilité générale suffisantes, conformes aux normes nationales et aux exigences contractuelles, et garantissant le bon fonctionnement de l'appareil. Le tablier d'un pont roulant de poche de coulée se décline en deux types : à double poutre (voir figures 2-2 et 2-3) et à quatre poutres (voir figure 2-1). Un écran thermique est prévu sous la semelle inférieure des poutres principales. Après l'essai de la machine complète, lorsque le chariot vide est en position limite, la flèche des poutres principales ne doit pas être inférieure à 0,7S/1000 (où S représente la portée du pont roulant), et la valeur maximale de flèche est maintenue dans la plage S/10 à mi-portée.

Selon les exigences et les situations, les poutres principales peuvent être conçues comme des poutres étroites à caisson avec rail central, des poutres étroites à caisson semi-hors rail, des poutres étroites à caisson hors rail ou des poutres larges à caisson hors rail. La plaque de recouvrement supérieure des poutres principales est équipée de rails pour le déplacement du chariot. Ces rails peuvent être fixés par des plaques de serrage soudées ou par des brides de rail combinées réglables (selon les spécifications du contrat). Dans le cas de poutres étroites, les équipements électriques sont installés sur la passerelle. Si la température ambiante ne permet pas leur fonctionnement normal, un local électrique climatisé et isolé thermiquement est prévu. Dans le cas de poutres larges, les équipements électriques sont généralement installés dans un local électrique intégré aux poutres principales. Si la température ambiante ne permet pas leur fonctionnement normal, ce local est climatisé et isolé thermiquement.

Des butoirs sont installés de part et d'autre du pont, en interaction avec les interrupteurs de fin de course de la grue, permettant ainsi à celle-ci de couper l'alimentation et de décélérer avant de s'arrêter. Les garde-corps sont équipés de portes à verrouillage électrique. L'ouverture d'une porte à verrouillage entraîne la mise hors tension automatique des mécanismes concernés de la grue ; ces mécanismes ne fonctionnent normalement que lorsque la porte est fermée. Du côté du rail conducteur d'alimentation de la grue, un protecteur de rail et une cage (ou plateforme) sont prévus. Le protecteur de rail empêche le crochet ou le câble d'entrer en contact avec le rail conducteur, et la cage (ou plateforme) sert à l'installation et à la maintenance des collecteurs de courant. La plateforme de maintenance du chariot facilite les opérations d'entretien de ce dernier.

Cabine de l'opérateur

La cabine de l'opérateur est le poste de travail où il contrôle la grue. Suspendue sous les poutres principales, c'est une structure fermée, climatisée, isolée, offrant une visibilité totale et une isolation thermique optimale, avec une fenêtre transparente en partie basse. Les portes et fenêtres sont dotées de cadres en alliage d'aluminium et de verre de sécurité trempé. La cabine est équipée d'un siège confortable et réglable (en hauteur et en profondeur). Elle contient des équipements de commande électrique avec câblage dissimulé, et les commandes sont faciles à utiliser. Les connexions intérieures et extérieures sont réalisées par des boîtes de jonction pour faciliter la maintenance. Le sol est recouvert d'un tapis isolant en caoutchouc, ignifugé, non conducteur et antidérapant. La cabine est équipée d'une alarme, d'une sonnette électrique, d'un extincteur, d'un ventilateur, d'un système de climatisation/chauffage dédié et d'autres dispositifs de sécurité, ainsi que de divers instruments et d'un système d'éclairage. Le conducteur peut observer à tout moment l'état de fonctionnement de chaque mécanisme pour garantir la sécurité d'utilisation de la grue. Un tapis isolant en caoutchouc est installé dans la cabine du conducteur.

local électrique

Le local électrique est aménagé à l'intérieur des poutres principales (dans les structures à poutres étroites, il est installé sur la passerelle des poutres principales). Les parois intérieures de ce local sont constituées d'une couche isolante en sandwich remplie de matériau isolant. Des portes étanches sont installées à chaque extrémité. La partie supérieure de ces portes est munie de hublots. Elles sont équipées de serrures et de poignées et s'ouvrent vers l'extérieur.

Le local électrique assure l'isolation thermique, la protection contre la poussière et la climatisation, empêchant ainsi les transferts de chaleur et la pénétration de poussière. Afin de permettre au personnel de maintenance d'intervenir correctement sur les équipements électriques, un passage de plus de 600 mm est prévu et la hauteur libre est d'au moins 2,2 m. Un tapis isolant en caoutchouc est posé au sol dans l'allée. Un garde-corps isolant est installé devant le bâti électrique, avec un espace suffisant pour la maintenance entre le garde-corps et le bâti. Un ventilateur industriel spécial est installé dans le local électrique de la poutre principale, garantissant ainsi le fonctionnement sûr et fiable des composants électriques, indépendamment des variations de température extérieure.

Grâce à l'analyse et à l'explication simples du pont roulant de poche de coulée présentées ci-dessus, cet article explique les formes et les fonctions des différentes structures d'un pont roulant de poche de coulée, afin que les lecteurs puissent acquérir une certaine compréhension et concevoir de manière standardisée à l'avenir, évitant ainsi des erreurs et des problèmes inutiles.

Cindy

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