Le Broyeur à deux arbres assure le premier stade de broyage primaire sur une Ligne de granulation de pneus usagés. Les deux rotors reçoivent des couteaux en alliage spécial disposés en quinconce qui débitent le pneu entier en gros morceaux par cisaillement et écrasement. Par rapport aux conceptions antérieures, le débit unitaire progresse de plus de 40%.
Lors des achats, les responsables d'exploitation peinent souvent à calibrer la marge de couple du réducteur ainsi que le nombre de griffes des disques de coupe. Les talons renferment des tringles en acier épais à haute résistance, tandis que la carcasse contient un réseau dense de fils fins. La machine associe des paliers pour charges lourdes à un réducteur de précision à vitesse lente et couple élevé pour broyer ces mélanges acier-caoutchouc.
L'épaisseur des disques détermine la largeur des bandes obtenues lors de cette passe initiale, tandis que le profil des crochets conditionne l'engagement direct du pneu entier dans la zone de coupe. Pour bien dimensionner la chambre de coupe et la ligne d'entraînement, il convient d'identifier le diamètre maximal des pneus entrants et la granulométrie admissible au niveau du broyeur secondaire en aval.
| Équipements et sous-ensembles | Conditions de service et spécifications | Étape du procédé | Critères de dimensionnement |
|---|---|---|---|
| Entraînement principal du Broyeur à deux arbres | Réducteur de précision à couple élevé et paliers pour charges lourdes | Broyage primaire de pneus entiers | Couple dimensionné d'après la résistance au cisaillement instantané des tringles de pneus poids lourds |
| Disques de coupe primaire | Couteaux épais à simple griffe en alliage anti-usure avec grand crochet | Alimentation en pneus entiers de grand diamètre | Prise de matière accrue pour éviter le patinage et le rebond sur les rotors |
| Disques de finition | Couteaux à griffes multiples en alliage anti-usure associés à des peignes de débourrage | Alimentation en morceaux de caoutchouc prédécoupés | Multiplication des points de coupe, limitation des enroulements de fils et calibrage des broyats |
| Module de protection électrique | Dispositif d'inversion automatique en cas de surcharge | Sécurité antibourrage pour broyage primaire | Seuils d'inversion et d'arrêt d'urgence calibrés sur le courant de charge instantané des moteurs |
Contraintes mécaniques du broyage primaire de pneus et calcul du couple de cisaillement sur Broyeur à deux arbres
Les pneus de véhicules de tourisme présentent une carcasse souple sujette au rebond sous l'action de coupe, alors que les pneus de poids lourds possèdent des nappes épaisses et des tringles massives. Dans la chambre de broyage, les pneus légers ont tendance à glisser et sautiller sur les rotors, tandis que les pneus lourds génèrent un couple résistant instantané très élevé dès que les couteaux attaquent le talon métallique.
La tenue de la chaîne cinématique se vérifie sur le terrain par l'amplitude du pic d'intensité moteur lors du passage des couteaux à travers la tringle. Dimensionner le couple nominal du réducteur sur la seule base du caoutchouc de la bande de roulement conduit à des calages et des disjonctions fréquents. Dès lors que l'installation traite des pneus entiers non détalonnés, le choix du réducteur doit intégrer le couple de pointe requis pour sectionner les fils d'acier et conserver une réserve suffisante contre les chocs.
Les deux rotors tournent en sens inverse avec un différentiel de vitesse géré par la pignonnerie du réducteur. Ce décalage de rotation déplace en continu les zones d'appui sur la matière, ce qui évite au pneu d'adhérer et de patiner sur un seul axe tout en forçant son avalement entre les disques.
Incidence de l'épaisseur des disques en alliage anti-usure et de la géométrie des crochets sur le calibre des broyats
La capacité d'admission du broyeur secondaire aval détermine l'épaisseur des disques à monter sur le Broyeur à deux arbres. L'épaisseur axiale du disque correspond exactement à la largeur des morceaux produits. Des couteaux plus fins génèrent des bandes plus étroites, mais leur module de flexion diminue, augmentant le risque d'ébréchure au contact d'armatures métalliques épaisses.
Le nombre de griffes dépend directement du format des produits entrants. Pour des pneus poids lourds entiers de grand diamètre, les disques à simple griffe avec crochet prononcé favorisent une pénétration profonde et tirent la carcasse vers le centre des deux arbres. Pour des morceaux prédécoupés, les disques à griffes multiples et profil court augmentent la fréquence de coupe et limitent les refus filiformes.
La nuance d'acier influe directement sur les intervalles d'entretien. La machine utilise des outils en alliage résistant à l'usure dont le jeu entre les arêtes mobiles et les peignes fixes latéraux doit être réglé précisément au montage. L'extrémité des contre-couteaux frotte contre les bagues d'arbre pour racler les fils textiles et métalliques, empêchant leur enroulement autour des portées de roulement et évitant les surchauffes ou les blocages.
Transmission à vitesse lente et couple élevé couplée à un dispositif d'inversion automatique antibourrage
Le broyage primaire de pneus usagés introduit parfois des débris de jantes ou des corps étrangers massifs. En cas de blocage soudain entre les couteaux mobiles et les peignes fixes, les arbres s'arrêtent net en quelques millisecondes, reportant l'énergie cinétique sur la pignonnerie et l'arbre moteur. Les paliers pour charges lourdes et le réducteur doivent donc comporter des sécurités mécaniques ou des goupilles de cisaillement pour amortir les chocs rigides.
Le cycle d'inversion programmé dans l'armoire électrique garantit le dégagement autonome de la chambre de broyage. La performance du contrôle-commande se juge à sa réactivité et à sa logique séquentielle dès le dépassement du seuil de courant. En cas de surintensité, l'automate coupe la marche avant, inverse le sens de rotation sur un angle prédéfini pour libérer la charge, puis relance le cycle de cisaillement standard.
Si le blocage persiste après plusieurs inversions successives, le système verrouille l'entraînement, coupe la puissance et déclenche une alarme pour prévenir toute déformation d'arbre ou détérioration des dentures. Cette purge automatique limite les interventions manuelles dans la trémie.
La machine en action
Questions fréquentes
- Pourquoi utiliser principalement un Broyeur à deux arbres pour le broyage primaire sur une Ligne de granulation de pneus usagés ?
- Cet équipement associe deux rotors à couteaux en alliage tournant à vitesse lente pour découper et écraser le caoutchouc et les armatures métalliques. Son débit dépasse de plus de 40% celui des concasseurs traditionnels, et sa vitesse lente limite les calages brutaux face aux corps durs.
- Comment choisir la géométrie des dents sur les disques d'un Broyeur à deux arbres ?
- Le choix dépend du format de la matière en entrée. Pour des pneus entiers de grande dimension, les dents à simple crochet prononcé améliorent la préhension et le tirage vers le bas. Pour des morceaux préalablement débités, les disques à griffes multiples multiplient les coupes et réduisent la taille des fragments obtenus.
- Comment la transmission est-elle protégée en présence d'imbroyables bloquant les couteaux ?
- Les paliers pour charges lourdes et le réducteur de précision absorbent les contraintes mécaniques directes. Le système de contrôle surveille en continu l'intensité consommée par le moteur. Dès qu'un pic anormal survient, les rotors s'inversent automatiquement pour repositionner la charge. Si le blocage persiste après plusieurs tentatives, l'alimentation se coupe et une alarme se déclenche pour protéger les engrenages et les arbres.