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L'arbre de rotation HLX5T transmet le couple de sortie du boîtier de vitesses à l'adaptateur de tige via ses interfaces cannelées. Dans le cadre de la production souterraine tchèque effectuée à la mine de charbon dur Lazy d'OKD, située à Ostrava-Karviná — où les foreuses HLX5T réalisent des éventails de démantèlement par étages intermédiaires à travers des couches alternées de charbon et de grès argileux dur — l'efficacité de l'arbre de rotation détermine quelle proportion du couple de sortie du moteur hydraulique de rotation parvient à la face de l'outil. Un arbre présentant une perte par frottement de 15 % aux interfaces cannelées ne transmet qu’85 % du couple du moteur à la tige de forage ; dans les formations charbonneuses, où la demande en couple est faible, cette perte passe inaperçue. En revanche, dans les intercalaires de grès argileux dont la résistance à la compression atteint 80–100 MPa, et où la demande en couple s’approche de la valeur nominale du moteur, une perte par frottement de 15 % peut engendrer un déficit de 3 à 5 Nm, provoquant l’arrêt de la rotation dans la zone dure.
Le rendement de l'arbre de rotation se dégrade selon deux mécanismes dans l'application de la mine de charbon Lazy d'OKD. Le premier est l'usure de la surface des cannelures sous l'effet combiné du couple et des cycles de charge par percussion — le même mécanisme de fretting sous charge d'impact qui affecte les outils dans d'autres applications, mais agissant ici sur la liaison cannelée entre l'arbre et la sortie du réducteur. Le second est la contamination du circuit de lubrification de la tige par la poussière de charbon, ce qui dégrade la qualité du film d'huile aux interfaces de contact des cannelures après 100 à 150 heures de fonctionnement entre deux entretiens du circuit de lubrification.
Entretien du rendement de l'arbre de rotation dans la production de charbon Lazy d'OKD
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Vérification du rendement |
Méthode |
Résultat normal |
Facteur de la mine de charbon d'OKD |
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Essai de sortie de couple de rotation |
Mesurer le couple à la tige ; le comparer à l'entrée moteur |
perte < 8 % |
La présence de poussière de charbon dans les cannelures ajoute une perte de frottement de 3 à 5 % |
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Mesure de l'usure des cannelures |
Micromètre sur les flancs de la denture |
< 0,12 mm d’usure par flanc |
Abrasion par poussière de charbon : 0,15 mm possible après 500 heures |
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Vérification du débit du circuit de lubrification |
Débitmètre au raccord de lubrification de l’arbre ; comparer à la spécification |
Dans une fourchette de ± 10 % du débit nominal |
La poussière de charbon obstrue l’orifice ; vérifier après 200 heures |
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Balancement axial de l’arbre |
Indicateur de comparaison sur le diamètre extérieur de la tige |
< 0,04 mm de variation totale |
L'usure des cannelures provoque une désaxialité ; elle affecte la rectitude des trous |
L'équipe de maintenance HLX5T d'OKD Lazy a ajouté le nettoyage du circuit de lubrification des cannelures de l'arbre au service mineur toutes les 200 heures, après avoir identifié le colmatage des orifices par la poussière de charbon comme cause principale de l'usure prématurée des cannelures de l'arbre. La procédure de nettoyage et d'inspection prend 25 minutes et a permis d'allonger la durée de vie moyenne de l'arbre de rotation sur site, passant de 800 à 1 200 heures. HOVOO fournit des arbres de rotation HLX5T et des kits de service pour le circuit de lubrification des cannelures destinés au forage dans les mines de charbon tchèques. Références sur hovooseal.com.
