Brevet FR2676659A1 — publié le 19921127

PRESSE A ROULEAUX, BLINDAGES AMOVIBLES ET LEUR PROCEDE DE MONTAGE La présente invention concerne une presse à rouleaux, la réalisation de rechargement pour une presse à rouleaux et un procédé de montage dudit rechargement. La technologie des presses à rouleaux qui a fait ses preuves à l'échelle mondiale sert à une meilleure valorisation des matériaux par la fragmentation des minerais les plus divers, tels que calcaire, bauxite, charbon, minerai de cuivre, etc. et à une économie d'énergie de 30 à 40% par rapport au broyage traditionnel. Les presses actuelles comprennent deux rouleaux avec chevrons, un fixe et l'autre mobile en acier de haute qualité, revêtus d'un rechargement antiusure déposé par électrode et formant une couche d'environ 10mm. L'entraînement est fourni par des réducteurs planétaires et des moteurs électriques d'environ 400 Kwatts. Un dispositif hydraulique composé de quatre vérins et d'un système hydropneumatique maintient une pression permanente sur le rouleau mobile et agit comme compensateur en cas de passage d'un corps étranger entre les rouleaux.Ces presses ont notamment comme inconvénient un taux d'usure important des rechargements, une difficulté pour la construction par électrode des chevrons qui doivent être régulièrement répartis sur la circonférence, un prix de revient d'entretien mécanique dû au rechargement très élevé, une indisponibilité de la machine d'environ 5 à 6 semaines par an en raison du rechargement, une durée de vie réduite des cylindres ou rouleaux et une déformation au milieu des rouleaux due au fluage de l'acier sous la pression hydraulique. Un premier but de l'invention est donc de proposer une presse à rouleaux permettant de réduire l'indisponibilité de la machine, le coût du rechargement et d'augmenter la durée de vie des cylindres. Ce but est atteint par le fait que la presse à rouleaux comporte des blindages amovibles constituant les rechargements montés par des moyens de façon que la résultante des forces de concessage s'exerçant sur la presse contribue au coincement des blindages. Le fait de prévoir des blindages amovibles permet notamment d'acroître considérablement la durée de vie des rouleaux tout en simplifiant le rechargement des rouleaux. Afin de permettre une mise en place et une dépose aisée des rechargements constitués par les blindages, on prévoit avantageusement sur chaque rouleaux au moins deux demi-blindages propres à venir revétir un rouleaux en constituant un cylindre. En fonction par exemple du type de presse, on peut prévoir que les blindages des rouleaux soient fractionnés en plus de deux éléments sans nuire au fonctionnement de la presse. Cette utilisation de rechargement par blindages amovibles permet de faciliter considérablement la réalisation des revètements des rouleaux. En effet, les blindages selon l'invention peuvents désormais avantageusement être réalisés par moulage ce qui était impossible dans les presses à rouleaux classiques. De plus le fait de pouvoir réaliser les blindages par coulée permet notamment d'obtenir une face externe plus régulière notamment pour ce qui concerne la formation des chevrons. Ces blindages peuvent par exemple être réalisés en acier coulé, de dureté 58 HRC, de 150 à 180 mm d'épaisseur. Selon une autre particularité d'une première variante, lesdits moyens sont constitués par les bords coniques du rouleau en forme d'hélice et au moins deux demi blindages dont la face orientée vers le rouleau a une forme trapézoïdale ayant une conicité correspondant à celle de l'hélice des bords du rouleau, cette conicité étant orientée de façon à avoir la pointe dans la direction opposée à celle de la rotation des rouleaux. Selon une autre particularité d'une deuxième variante de l'invention, les moyens sont constitués par au moins deux blindages comportants sur la face tournée vers le rouleau, un épaulement en forme d'hélice formant un angle compris entre 1 et 3 degrés et de préférence de 1,3 degrés et par une hélice complémentaire formée par un épaulement formé sur la surface centrale du rouleau. Selon une particularité, les blindages comportent sur les faces externes actives des chevrons. Selon une autre particularité, la face interne des blindages présente, par rapport à une ligne horizontale parallèle à l'axe du rouleau, un angle compris entre 3 et 10 degrés et de préférence de 6 degrés, propre à coopérer avec un plan incliné correspondant à la surface du rouleaux, de sorte à entrainer une répercussion des forces lors du fonctionnement, vers une direction différente de l'axe du rouleau. Selon une autre particularité, les bords latéraux des blindages forment un angle compris entre 10 et 20 degrés et de préférence de 15 degrés par rapport à une direction perpendiculaire à la face active et coopèrent sur un côté du tambour avec un cerclage en forme de coin, ledit cerclage étant traversé par des perçages pour des vis de fixation et sur l'autre côté avec un angle correspondant réalisé sur les flancs du tambour. Selon une autre particularité, les cerclages en forme de coins comportent sur la face tournée vers le blindage une gorge de graissage. Selon une autre particularité, un vérin permet de débloquer les cerclages en forme de coins. Selon une autre particularité, la pente de l'hélice formant les côtés du rouleau ou de l'épaulement sur lesquels les blindages respectifs se bloquent est crientée de façon à ce que les forces de réaction suite à la rotation des rouleaux lors des opérations de concassage ou lors d'une opération de remplacement contribuent au coincement des blindages sous l'action des matières à concasser ou d'un coin de montage. Selon une autre particularité, au moins un des rouleaux est monté sur un palier mobile actionné par des vérins. Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de montage d'une presse à rouleaux à blindages amovibles. Ce but est atteint par le fait que le procédé de montage de la presse à rouleaux à blindages amovibles comporte les étapes suivantes : - mise en place d'un demi-cylindre de blindage comportant sur une de ses faces tournée vers le rouleau une rampe hélicoïdale en vis-à-vis d'une rampe de même type sur le rouleau de la presse ; - mise en rotation du rouleau en plaçant entre les deux rouleaux de la presse un coin pour amener la plaque de blindage à se coincer en force dans la rampe hélicoïdale ; - mise en place des cerclages de maintien de chaque demi-blindage. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente en vue de face un schéma de principe d'une presse à rouleaux ; - la figure 2A représente une vue en coupe partielle d'un rouleau à blindage amovible selon une première variante de réalisation de l'invention ; - la figure 2B représente une vue de côté du même rouleau ; - la figure 2C représente une vue en coupe de la partie supérieure du flanc rouleau ; - la figure 3 représente une vue de face du rouleau, blindage enlevé ; - la figure 4 représente une vue de face des secteurs de cerclage permettant la fixation des plaques de blindage ; - la figure 5 représente une vue en coupe du cerclage ; ; - la figure 6A représente une vue de dessus développée de chaque demi-plaque constituant le blindage; - la figure 6B représente une vue en coupe d'une demi-plaque ; - la figure 6C représente une vue du dessus de la plaque de blindage ; - la figure 7 représente une vue de dessus de deux rouleaux réalisés avec une plaque de blindage selon une deuxième variante de l'invention ; - la figure 8A représente une vue de dessus des deux demi-blindages développés ; - la figure 8B représente une vue en coupe d'un demi-blindage ; la figure 9 représente une vue latérale explicitant la mise en place du blindage à l'aide d'un coin ; - la figure 10 représente une vue de face du rouleau, blindage enlevé. La figure 1 représente une presse à rouleaux constituée par un rouleau fixe (1) entraîné en rotation et un rouleau mobile (2) monté en rotation sur un chariot (3) en forme d'étrier actionné par des vérins (4) commandés par un système hydraulique (5) relié aux vérins par des canalisations (6). Les matériaux (7) sont amenés par une trémie (70) et broyés entre le rouleau fixe (1) et le rouleau mobile (2). Les rouleaux de la presse comportent des blindages amovibles qui, selon une première variante, sont représentés aux figures 2 à 6. Les deux demi-blindages (21A, 21B) représentés de façon développée sur les figures 6 sont constitués par des plaques formant des demi-cylindres (21A, 21B) dont la partie active située sur la face supérieure (210) comporte des chevrons (2100) constitués par des formes sinusoïdales ayant une amplitude de 10mm et réalisées par exemple par coulée. Sur la face opposée à la face active (210) les blindages sont formés selon deux plans inclinés (213, 214) parallèles et reliés entre eux par un épaulement (215) formant une ligne d'épaulement (215). Cette ligne d'épaulement (215) suit une hélice formant avec une direction parallèle aux bords des blindages un angle de 1,3 degré. La face externe (210) et les faces internes (213, 214) du blindage sont reliées entre elles par des faces latérales (211, 212) formant avec la perpendiculaire à la face externe (210) un angle compris entre 10 et 20 degrés et de préférence de 15 degrés. Cet angle de 15 degrés se retrouve dans la dépouille (206) formée sur un côté du rouleau (20) de la figure (3). Cette dépouille (206) se prolonge par un plan incliné (203) correspondant à la surface (213) du blindage, une surface hélicoïdale (205) correspondant à l'épaulement (215) et un plan incliné (204) correspondant à la surface (214). Le plan incliné (203) forme un angle compris entre 3 et 6 dagrés et de préférence de 6 degrés par rapport à une ligne horizontale parallèle à l'axe de symétrie du rouleau. Ainsi lors du fonctionnement, la transmission au rouleaux des forces exercées sur les blindages, se feront dans une orientation différente de la perpendiculaire à l'axe du rouleau et différente de cet axe. L'angle de 1,30 degré se retrouve sur l'hélice (205). La surface inclinée (204) se prolonge du côté opposé à la surface (205) par une gorge (207) destinée à accueillir des portions de cerclage en forme de coins, représentées aux figures 4, 5 et 2C.Les flancs du rouleau comportent également des perçages (208) qui permettent d'amener un fluide hydraulique destiné à agir sur des pistons (222) qui permettent de relever les cerclages (22). Les cerclages (22) en forme de coins ont une section de forme conique et sont percés à intervalles réguliers d'orifices (220, 221) permettant le passage d'une vis et d'une tête de vis. La vis vient se fixer dans un écrou (223) placé dans un logement du flanc du rouleau (20). Ce logement communique par un orifice (209) avec un logement supérieur dans lequel se situe un piston (222) actionnable par le fluide hydraulique amené par le canal (208). Lorsque la vis est désserrée, le fluide amené par le canal (208) exerce une pression sur l'élément (222) qui repousse le cerclage conique (22).Ce cerclage conique comporte un rebord annulaire (226) qui, lorsque le cerclage est serré sur le rouleau se trouve au niveau des flancs du rouleau. Chaque cerclage comporte, sur le côté conique ne comportant pas un épaulement (226), une gorge de graissage (225) permettant l'amenée de graisse pour faciliter la mise en place et le glissement des plaques de blindage avant leur fixation par les cerclages. La deuxième variante de réalisation de l'invention est constituée par un blindage dont le développement de chacune des moitiés représenté à la figure 8A est constitué par des plaques demi-circulaires comportant sur la surface externe (210) des chevrons et sur la surface tournée vers l'intérieur une surface plane (216) se terminant de chaque côté par des épaulement (217, 218) qui, comme représenté à la figure 8A, forment un trapèze dont le sommet est orienté dans le sens opposé à la rotation des rouleaux. Les flancs latéraux (211, 212) des demi-blindages comportent également des dépouilles angulaires permettant le coincement par les cerclages des blindages entre les flancs du rouleau et contre les cerclages destinés à venir maintenir les blindages après fixation des cerclages.Les rouleaux sont constitués, comme représenté à la figure 10, par une surface cylindrique (10) se terminant sur les côtés par des épaulements (100, 101) décrivant une surface hélicoïdale avec un décrochement à la ligne de jonction du premier demi-blindage avec le deuxième demi-blindage. L'inclinaison de l'hélice formant les épaulements (100, 101) est telle que lorsque les rouleaux sont entraînés en rotation selon une direction inverse à la flèche (F), les efforts produits par un coin ou par les matières à concasser produisent une force résultante orientée selon la flèche (F) de la figure 10 ou de la figure @. Cette flèche (F) contribue ainsi au blocage des demi-blindages sur les épaulements (100, 101) du rouleau. Les blindages sont ensuite maintenus en position par les cerclages (22) de la figure 7. La mise en place des blindages de la première ou de la deuxième variante s'effectue en positionnant les blindages sur le rouleau et en mettant en place un coin (2) entre les deux rouleaux pourvus des blindages et en entraînant en rotation les rouleaux ainsi pourvus de blindages dans le sens anti-horaire pour le rouleau (2) et dans le sens horaire pour le rouleau (1). Les forces de réaction provoquées par le coin (2) entraînent le blindage dans la direction représentée par la flèche (F), c'est-à-dire dans le sens de réduction de l'intervalle séparant une rampe en hélice d'un flanc, ce qui assure ainsi un coincement efficace, soit sur les épaulements latéraux (100, 101) dans la deuxième variante, soit sur l'épaulement médiant (205) de la première variante. L'avantage des réalisations des presses à rouleaux selon l'invention est de permettre un usinage facile des blindages, de réduire le temps d'intervention pour remplacer le blindage qui est ramené de 5 à 6 semaines à 50 heures environ, de réduire le coût de remplacement des blindages puisque ceux-ci coûtent l'équivalent de 0,36 tonne de ciment, alors que les rouleaux de l'art antérieur coûtaient 1,1 tonne de ciment et de prolonger la durée de vie des rouleaux puisque les blindages eux-mêmes ont une durée de vie de 7000 heures alors que les rouleaux de l'art antérieur avaient une durée de vie de 7000 heures due aux rechargements fréquents qui provoquaient des microfissures sur le métal de base. D'autres modifications à la portée de l'homme de métier font également partie de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Presse à rouleaux, caractérisée en ce quelle comporte des blindages amovibles (21A, 21B) montes par des moyens (22, 100, 205) sur lesdits rouleaux de façon que la résultante des forces de concassage stexerçant sur la presse contribue au coincement du blindage. 2. Presse à rouleaux selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens sont constitues par les bords du rouleau en forme d'hélice (100, 101) et des demiblindages dont la face orientée vers le rouleau a une forme trapézoldale (217, 218) ayant une conicité correspondant à celle de l'hélice des bords du rouleau, cette conicité étant orientée de façon à avoir la pointe dans la direction opposée à celle de la rotation des rouleaux. 3. Presse à rouleaux selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens sont constitues par un blindage comportant sur la face tournée vers le rouleau, un épaulement (215) en forme d'hélice formant un angle compris entre 1 et 3 degrés et de préférence de 1,3 degré et par une hélice complémentaire formée par un épaulement (205) formé sur la surface centrale du rouleau. 4. Presse à rouleaux selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les blindages (21A, 21B) comportent sur les faces externes actives des chevrons (210). 5. Presse à rouleaux selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que la face interne (213,214) des blindages présente, par rapport à une ligne horizontale parallèle à l'axe de symétrie du rouleau, un angle compris entre 3 et 10 degrés et de préférence de 6 degrés, propre à coopérer avec un plan incliné correspondant à la surface (203,204) du rouleau. 6. Presse à rouleaux selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les bords latéraux des blindages forment un angle compris entre 10 et 20 degrés et de préférence de 15 degrés par rapport à une direction perpendiculaire à la face active et coopèrent sur un côté du tambour avec un cerclage (22) en forme de coin, ledit cerclage étant traversé par des perçages (221) pour des vis de fixation et sur l'autre côté avec un angle correspondant réalisé sur les flancs du tambour. 7. Presse à rouleaux selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les cerclages (22) en forme de coins comportent sur la face tournée vers le blindage une gorge de graissage (225). 8. Presse à rouleaux selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'un vérin (222) permet de débloquer les cerclages (22) en forme de coin. 9. Presse à rouleaux selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisée en ce que la pente de l'hélice (100, 101) formant les côtés du rouleau ou de l'épaulement (205) sur lesquels les blindages respectifs se bloquent est orientée de façon à ce que les forces de réaction, suite à la rotation des rouleaux lors des opérations de concassage ou lors d'une opération de remplacement, contribuent au coincement des blindages sous l'action des matières à concasser ou d'un coin de montage. 10. Presse à rouleaux selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'au moins un des rouleaux (2) est monté sur un pallier mobile (3) actionné par des vérins (4). 11. Blindage amovible pour une presse à rouleaux selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il est constitué par au moins deux demi-blindages issus de moulage. 12. Procédé de montage de blindages amovibles sur une presse à rouleaux selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - mise en place d'un demi-cylindre de blindage (21A) comportant sur une de ses faces tournée vers le rouleau une rampe hélicoïdale (215, 217, 218) en vis-àvis d'une rampe de même type (100, 101, 205) sur le rouleau de la presse ; - mise en rotation du rouleau en plaçant entre les deux rouleaux de la presse un coin (9) pour amener la plaque de blindage à se coincer en force dans la rampe hélicoïdale (215, 217, 218) ; - mise en place des cerclages (22) de maintien de chaque demi-blindage (21A, 21B).