Bomber ou non un tambour garni ?
Le tambour cylindro-conique ou poulie bombée sont essentiels pour garantir le guidage de bandes transporteuses et de courroies plates de transmission de puissance.
Le garnissage du tambour permet d’augmenter le coefficient de friction entre la bande transporteuse et le tambour moteur, optimisant ainsi la performance de la bande. L’association des deux peut cependant dégrader la jonction ou user prématurément la bande. Par conséquent, Habasit recommande généralement d’éviter cette combinaison.
Pour comprendre le problème, nous avons besoin de savoir comment la bande transporteuse et le tambour cylindro-conique garni interagissent. Dans un premier temps, nous allons voir comment cette forme permet de garder la bande centrée sur le tambour.
Forme du tambour
Afin de produire un phénomène de centrage, les diamètres extérieurs doivent être inférieurs au diamètre de la partie centrale du cylindre du tambour. Ceci donne une surface bombée qui a pour effet d’entraîner les bords de la bande vers le centre du tambour.
Sous tension, la bande épouse la forme du tambour et présente une force de tension maximale en son centre qui concorde également avec le diamètre maximal du tambour. Comme le diamètre de celui-ci décroît graduellement, la portion de bande en contact avec le tambour et la force de contact diminuent proportionnellement vers ses extrémités. Ceci facilite le glissement de la bande qui cherche à atteindre le point le plus haut du tambour. Ce glissement est à l’origine de la réaction de friction et des forces résultantes qui poussent les bords de la bande vers le centre du tambour.
Observons maintenant ce qui peut se produire lorsqu’un tambour est à la fois cylindro-conique et garni.
Ondulation
Lorsqu’un tambour est garni, les forces de friction augmentent, ce qui peut être à l’origine de potentiels problèmes. En effet, si le coefficient de friction est suffisamment important, l’effet de centrage peut provoquer un repli de la bande sur elle-même qui n’est donc plus en contact avec le tambour. Dans les cas extrêmes, la bande peut se retourner complètement et sortir du convoyeur.
Effet de saccade
Avec l’augmentation de la friction entre la bande et le tambour, la résistance au glissement des bords de la bande augmente proportionnellement. Par exemple, si le coefficient de friction entre la bande et un tambour en acier augmente de 0,15 à 0,35 avec un garnissage, la résistance au glissement augmente d’environ 133%. Ce qui signifie que, comme les bords de la bande glissent moins, ils auront davantage tendance à rester en arrière par rapport au centre de la bande et à provoquer une déviation latérale (déformation) de la bande.
Patinage
Un patinage dans le sens transversal peut également détériorer le garnissage. Cela peut se produire lorsque la résistance, du fait d’un coefficient de friction plus important, est augmentée. Les bords de bande ne peuvent pas revenir au centre jusqu’à ce que la force de centrage soit plus importante que la force résistante. À ce moment, la bande va frotter contre le garnissage et l’abraser sous forme de tâches plates. Dans des cas extrêmes, cela peut engendrer une déformation de la jonction de la bande jusqu’à la détruire. Le garnissage peut également devenir mou et collant, et ainsi relâcher des particules sur la bande, et donc sur la sole de glisse et/ou sur les rouleaux.
La construction de la bande ainsi que la tension de pose jouent un rôle important sur cet effet puisqu’ils aident à déterminer la taille, la gravité et le nombre de marques d’abrasion. Par exemple, une bande rigide transversalement ne va pas déformer le garnissage comme une bande flexible, qui se déplacera plus fréquemment, laissant des marques à intervalles plus réguliers mais de plus petites tailles. Au contraire, une bande avec une tension de pose importante, va générer une friction plus importante sur le garnissage, maintenant la bande plus longtemps en place mais provoquant des marques beaucoup plus grandes lorsque la bande se déplacera, mais à intervalle moins réguliers.
Trouver une solution
Vers quelle solution s’orienter si la conception nécessite un tambour cylindro-conique garni ? Il faudra prêter une attention particulière à la construction de la bande et opter pour un garnissage suffisamment résistant, tel qu’un nitrile carboxylé (XNBR), ou un polyuréthane réticulé avec une finition polie ou brossée, de l’ordre de 80 – 90 Shore A. Comparé au 70 Sh A couramment employé, ce choix permettra de réduire le coefficient de friction et le phénomène d’abrasion.
Comprendre le principe de fonctionnement entre un tambour cylindro-conique et la bande peut vous permettre d’optimiser votre bande et les performances du convoyeur, ce qui pourra réduire vos intervalles de maintenance et augmenter la durée de vie de la bande.
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