Le Broyeur à un arbre assure le broyage secondaire et la dissociation au sein d'une Ligne de recyclage DEEE (WEEE). Les couteaux montés sur le rotor en rotation cisaillent la matière contre des contre-couteaux fixes, tandis qu'une grille semi-circulaire inférieure calibre le flux sortant. Cet équipement sert principalement à dissocier les fractions métalliques et plastiques rigides issues d'enveloppes mélangées de réfrigérateurs ou de machines à laver.
La densité d'implantation des outils coupants et le diamètre de perforation de la grille constituent les deux variables opératoires déterminantes. L'écartement entre couteaux et contre-couteaux régit le sectionnement des tôles fines. Le calibre de la grille régit le temps de rétention et d'attrition de la charge dans la chambre de broyage.
Un désaccord entre l'effort de poussée et le couple de coupe induit des dysfonctionnements. Une avance trop agressive déclenche des inversions de rotation par surcharge du rotor, alors qu'une poussée trop faible engendre le patinage des pièces légères. L'adéquation entre jeu de coupe, caractéristiques de grille et pression de poussée conditionne la régularité du débit d'une Ligne de recyclage DEEE (WEEE).
| Équipement ou composant | Point de réglage | Objectif procédé | Critère de dimensionnement et de contrôle |
|---|---|---|---|
| Rotor de Broyeur à un arbre | Implantation hélicoïdale et jeu de coupe contre-couteaux | Sectionnement des tôles minces et fragmentation des plastiques rigides | Réduction du jeu de coupe selon la ductilité pour éliminer l'enroulement d'aluminium et d'acier |
| Grille de Broyeur à un arbre | Plaques perforées amovibles en alliage anti-usure | Contrôle granulométrique et libération des fractions liées | Calibrage adapté au tri magnétique et aux courants de Foucault, sans colmatage ni passage de plaques |
| Pousseur horizontal hydraulique | Boucle de commande d'avance et recul asservie à la charge | Alimentation continue de la zone de coupe | Adaptation dynamique de la vitesse selon l'intensité moteur, avec recul d'allègement sur surcharge |
Incidence de la disposition des couteaux et du jeu de coupe sur les carcasses mixtes d'appareils ménagers
Les carcasses d'appareils ménagers associent tôles d'acier minces, profilés d'aluminium et ABS. Le choix de l'outillage dépend des écarts de ductilité mécanique. Les métaux ductiles ont tendance à s'écraser et à fluer face à des arêtes émoussées ou un jeu trop ouvert, alors que les matières plastiques subissent une rupture fragile.
Une disposition hélicoïdale décalée des porte-outils sur l'arbre étale les pics d'effort de coupe instantanés. Le jeu entre couteaux mobiles et fixes exige un réglage serré adapté au cisaillement net des tôles. Un espace excessif laisse passer les feuilles d'aluminium et d'acier qui s'enroulent autour de l'arbre, ce qui surcharge le groupe de commande jusqu'à l'arrêt.
L'état des arêtes de coupe nécessite une surveillance régulière. Les plaquettes de coupe carrées réversibles à quatre faces pivotent dès qu'une face est usée. Sur des flux riches en châssis d'aluminium et tôles électrozinguées, la fréquence de retournement des plaquettes augmente par rapport au traitement de plastiques purs. Des arêtes vives préviennent l'étirage filiforme des métaux et la montée thermique dans la chambre.
Critères de dimensionnement des grilles amovibles et régularité granulométrique des broyats
La perforation de la grille fixe le gabarit sortant du Broyeur à un arbre en fonction des tolérances des séparateurs en aval. Lorsque le flux alimente un trieur magnétique et un séparateur à courants de Foucault, les constituants doivent être dissociés sous une granulométrie maîtrisée. Une granulométrie trop grossière piège des impuretés mixtes, alors qu'un surbroyage génère des pertes sous forme de fines métalliques.
Des ouvertures trop étroites augmentent la recirculation entre la grille et le rotor. L'échauffement par friction ramollit localement les thermoplastiques qui colmatent les lumières, réduisant ainsi la surface de passage utile et augmentant la puissance absorbée. À l'inverse, des ouvertures trop larges permettent aux tôles plates de passer tangentiellement, acheminant vers le tri magnétique des fragments d'acier encore solidaires de pièces plastiques.
Les grilles perforées en acier résistant à l'abrasion sont généralement segmentées. En raison du caractère abrasif des broyats d'appareils ménagers, les segments cintrés se montent sur des glissières à extraction rapide. La durée d'intervention requise pour le remplacement de ces éléments impacte directement le taux de marche journalier de l'installation.
Paramétrage de la vitesse du poussoir hydraulique horizontal asservie à la charge du rotor
À la différence des broyeurs à deux arbres qui fonctionnent par auto-alimentation gravitaire, le Broyeur à un arbre requiert un pousseur hydraulique horizontal pour acheminer les pièces volumineuses vers le rotor. La force de poussée requise se calcule à partir de la masse volumique apparente et de la résistance à l'écrasement des carcasses traitées.
La vitesse d'avance du tiroir poussoir est indexée sur l'intensité du moteur d'entraînement principal. Quand une charge métallique dense contre le rotor fait monter l'appel de courant, l'automate ralentit l'avance. Si l'intensité franchit un seuil de sécurité défini, le tiroir recule immédiatement d'une distance programmée, laissant le temps au rotor de résorber la matière avant de reprendre sa course.
Sur des blocs plastiques massifs ou des renforts en cornière métallique, une poussée à pression constante risque de bloquer la coupe. Un asservissement par paliers de pression combiné à une logique de recul étagé garantit un contact continu entre la matière et les outils, limitant les à-coups électriques provoqués par des inversions de marche successives.
La machine en action
Questions fréquentes
- Comment éviter les blocages d'un Broyeur à un arbre traitant des carcasses mixtes d'appareils ménagers ?
- Les blocages proviennent d'un jeu de coupe trop ouvert entraînant le pincement des métaux ou d'une poussée trop rapide gavant la chambre. Le système hydraulique de poussée doit être asservi à l'intensité du moteur principal afin de ralentir ou reculer lors des montées en charge, tout en maintenant un jeu minimal entre couteaux et contre-couteaux.
- Quelles sont les conséquences d'une grille à perforations trop petites sur une Ligne de recyclage DEEE (WEEE) ?
- Une grille trop serrée retient trop longtemps les fragments dans la chambre de broyage. La chaleur de friction provoque la fusion partielle des plastiques et l'obstruction des perforations, ce qui augmente la consommation électrique, accélère l'usure des arêtes coupantes et fait chuter le débit de production.
- Comment déterminer si les couteaux d'un Broyeur à un arbre doivent être pivotés ou remplacés ?
- L'arrachement ou l'étirement des tôles et profilés en sortie au lieu d'une coupe nette, ainsi qu'une hausse anormale de l'intensité du rotor à débit constant, signalent l'usure de l'arête. Les plaquettes de coupe carrées pivotent d'un quart de tour pour engager une arête neuve, le remplacement n'intervenant qu'après utilisation complète des quatre faces.