Boîte de vitesses à haute stabilité de la perceuse à roche Sandvik HLX5T en Suède

La boîte de vitesses HLX5T relie le moteur de rotation à la tige de forage au moyen d'une réduction de vitesse qui fournit un couple élevé à l'adaptateur de queue afin de faire tourner la lourde tige de tiges T51/GT60 contre la résistance au contact avec la formation rocheuse dure. Dans le cadre de la production par arrêt sur étages à Malmberget (LKAB), où des anneaux de forage ascendants de 35 mètres sont réalisés à des angles prononcés dans une formation de magnétite, la boîte de vitesses supporte une demande de couple de rotation qui varie considérablement entre les sections lisses du trou et les contacts avec les intercouches dures, qui se produisent lorsque la tige de forage rencontre une zone de magnétite orientée différemment par rapport au corps minéral principal. Ces pics de couple — 3 à 5 fois le couple de rotation de base pendant 50 à 300 millisecondes — sont transmis à pleine vitesse à travers l'engrenage de la boîte de vitesses.

Dans le contexte de la boîte de vitesses HLX5T, la stabilité signifie que l’engrènement des engrenages conserve son schéma de contact conçu sous l’effet de ces pics de couple, plutôt que de permettre aux engrenages de se déformer légèrement hors de leur zone de contact prévue. Cette déformation des engrenages sous charge impulsionnelle provoque l’apparition d’une fatigue de contact sur la face des dents en dehors de la zone d’usure normale : les piqûres débutent dans la zone de contact soumise aux pics, et non au centre de la face dentaire, conduisant éventuellement à un écaillage de la dent qui libère des débris métalliques dans l’huile de la boîte de vitesses. Aux angles élevés de forage long trou à Malmberget, la fréquence des pics est supérieure à celle observée dans les trous verticaux, car la tige de forage a tendance à entrer en contact avec la paroi du trou lors des changements d’inclinaison, ce qui génère une sollicitation intermittente en couple s’ajoutant aux pics induits par la formation.

Entretien de la boîte de vitesses pour la production en long trou à forte inclinaison à Malmberget

Les responsables de la maintenance HLX5T de Malmberget examinent, à chaque vidange d’huile toutes les 300 heures, les particules magnétiques retenues par la vis de vidange sous loupe — afin de distinguer les fines limailles ferreuses provenant de la phase normale de rodage des engrenages (attendue) des écaillures métalliques plus grossières dues à l’écaillage par fatigue (déclencheur de remplacement). HOVOO fournit des kits d’étanchéité pour boîtes de vitesses HLX5T ainsi que les spécifications relatives aux huiles pour engrenages destinées aux programmes de forage en production à forte inclinaison de LKAB. Références sur hovooseal.com.