Réducteur à engrenages planétaires 607L2, L3

La plupart boîte de vitesses à engrenages planétaires Les modèles regroupent leurs rapports de transmission dans une plage étroite — quatre ou cinq options séparées par 20-40% — permettant ainsi à l'ingénieur d'optimiser la vitesse au sol pour un type de machine donné. L'EP-607 adopte une approche inverse. Ses trois rapports (33, 75, 108) couvrent une plage de 3,3:1 avec des écarts délibérés entre eux, car les machines nécessitant un couple aux roues de 17 000 Nm ne sont pas des variantes d'une même plateforme. Ce sont des véhicules fondamentalement différents qui partagent simplement une exigence de couple.

Une pelle sur pneus a besoin de vitesse. Un transporteur minier a besoin de traction. Un transporteur modulaire a besoin d'une grande précision de déplacement. Le différentiel 607 répond à chacun de ces besoins avec un rapport de couple spécifique, sans compromis intermédiaire. Disponible en versions L2 (deux étages) et L3 (trois étages), il est équipé d'un frein de stationnement intégré de 300 à 600 Nm et d'un débrayage manuel pour le remorquage d'urgence.

Stabilité de vitesse à 0,3 km/h

À 0,3 km/h avec un pneu de 650 mm, la sortie de la boîte de vitesses tourne à 1,2 tr/min, soit un tour toutes les 50 secondes. À cette vitesse, toute irrégularité du débit hydraulique (pulsation de la pompe, cliquetis de la soupape de décharge, dilatation thermique) se traduit directement par un à-coup à la roue. Le rapport de 108:1 agit comme un filtre passe-bas mécanique : une oscillation de débit de 5% au niveau du moteur ne produit qu’une oscillation de vitesse de 0,046% à la roue, car la forte inertie du train épicycloïdal amortit les perturbations haute fréquence avant qu’elles n’atteignent la sortie.

Résolution de position

Chaque tour complet de l'arbre moteur déplace la roue de 2 x 3,14 x 0,65 / 10⁸ = 37,8 mm au sol. Un moteur capable d'une précision de positionnement de 0,5 degré offre une résolution de position au sol d'environ 0,05 mm par pas moteur. C'est cette précision qui permet à un SPMT de positionner une poutre de pont de 300 tonnes sur des appuis avec des tolérances de l'ordre du millimètre, grâce à l'utilisation de roues motrices comme actionneur de positionnement final.

Comportement thermique au fluage

À très bas régime, la boîte de vitesses ne génère quasiment aucune chaleur interne car la puissance transmise est minimale (17 000 Nm à 1 tr/min = 1,78 kW). Le carter agit comme un dissipateur thermique plutôt que comme une source de chaleur, absorbant et dissipant le faible frottement d'engrènement sans aucune élévation de température de l'huile. Ainsi, la limite de puissance thermique de la boîte de vitesses n'est jamais le facteur limitant dans les applications à faible vitesse ; la contrainte provient toujours du système hydraulique en amont.

Lubrification à vitesse quasi nulle

La lubrification par barbotage d'huile repose sur la rotation des engrenages pour distribuer l'huile aux roulements. En dessous de 2 tr/min, l'effet de barbotage est minimal. Le modèle 607L3 y remédie grâce à des poches de pré-graissage des roulements et à une géométrie des canaux d'huile qui garantissent le maintien du graissage des surfaces supérieures des roulements, même à une vitesse de rotation proche de zéro. Pour les applications nécessitant des périodes prolongées (plusieurs heures) à une vitesse inférieure à 0,5 km/h, il est recommandé d'opter pour la version à joint Viton, qui comprend des passages d'huile internes supplémentaires assurant la lubrification des roulements jusqu'à des vitesses de sortie proches de zéro.

Grandes pelles sur roues (18-25 t)

Les pelles sur pneus de production d'un poids opérationnel de 18 à 25 tonnes nécessitent à la fois une vitesse de déplacement sur autoroute (15 à 20 km/h pour la mobilité entre les sites) et le couple maximal de 17 000 Nm pour le déplacement simultané et rotation de la superstructure Lors du chargement des matériaux, le compresseur 607L2, avec un rapport de 33, assure la vitesse nécessaire, tandis que la configuration à deux étages L2 maximise l'efficacité à ce point de fonctionnement continu exigeant.

Camions de transport minier rigides et articulés

Les camions-bennes miniers d'une charge utile de 25 à 35 tonnes gravissent des routes de transport chargées de 20 à 251 TP3T pendant 8 à 10 heures par poste. Le moteur 607L3, avec un rapport de 75, assure une traction constante en montée à une vitesse de 6 à 8 km/h, vitesse optimale pour la plupart des cycles de transport dans les carrières à un seul banc et les mines à ciel ouvert. L'option de freinage de 600 Nm permet de maintenir le camion chargé sur la section la plus raide de la route, le moteur étant coupé pour le changement de poste.

SPMT et transport de charges lourdes

Transporteurs modulaires automoteurs transportant des charges indivisibles de 100 à 500 tonnes (sections de pont, modules de raffinerie, superstructures offshore) à vitesse réduite. Chaque ligne d'essieux de SPMT utilise 4 à 8 réducteurs planétaires. Le modèle 607L3, avec un rapport de 108, assure une vitesse de déplacement inférieure à 1 km/h et une précision millimétrique. contrôle de position Ces opérations nécessitent un rapport de 108:1 permettant de filtrer les pulsations du flux hydraulique avant qu'il n'atteigne la roue.

Pourquoi seulement trois rapports alors que les modèles plus petits en proposent quatre ou cinq ?

Avec un couple de 17 000 Nm, ces machines sont suffisamment imposantes et coûteuses pour que chaque constructeur conçoive le circuit hydraulique en fonction du rapport de réduction précis, et non l'inverse. Un constructeur de tombereaux de carrière n'a pas à choisir entre 75 et 80 : il lui faut 75, et il dimensionne la pompe, le moteur et la vanne en conséquence. L'ajout de rapports intermédiaires (comme 50 ou 90) augmenterait la complexité de fabrication et les stocks sans répondre à un besoin réel du client. Les trois vitesses – rapide, moyenne et lente – couvrent les trois domaines d'application distincts au sein de cette catégorie de couple.

Combien d'unités 607L3 une ligne de remorque SPMT typique utilise-t-elle ?

Un module SPMT standard à 6 essieux utilise 12 roues (6 essieux x 2 roues), chacune dotée de son propre réducteur planétaire. Un transporteur de charges lourdes, par exemple pour un module de raffinerie de 300 tonnes, peut utiliser quatre modules à 6 essieux (48 roues, soit 48 unités). Le réducteur 607L3, avec un rapport de 108, est spécifié par roue ; il n'y a pas de transmission partagée entre les roues. Chaque unité fonctionne indépendamment, ce qui assure une redondance intrinsèque : en cas de défaillance d'une unité, les 47 autres continuent de transporter et de positionner la charge tandis que l'unité défaillante se met en roue libre après débrayage.

Quelle est la différence entre les modèles 607 et 609 pour les applications de transport minier ?

Le 607 délivre 17 000 Nm et le 609, 23 000 Nm. Pour les tombereaux de 25 à 35 tonnes de charge utile, le 607, avec un rapport de 75, offre une traction suffisante sur des pentes jusqu'à 25%, grâce à un choix approprié de pneumatiques. Pour les tombereaux de plus de 35 tonnes ou ceux évoluant sur des pentes supérieures à 25% de manière soutenue, le 609 offre une marge de couple supérieure. Les dimensions du châssis étant différentes (le 609 est plus grand et plus lourd, 220 kg contre 185 kg), le châssis du véhicule doit être conçu spécifiquement pour ce modèle dès le départ. Le remplacement d'un châssis de 607 par un châssis de 609 n'est pas une opération simple.

Un système d'entraînement par roue planétaire peut-il supporter un freinage prolongé en marche arrière sur de longues descentes ?

Oui, avec une conception de circuit hydraulique appropriée. Lors d'un freinage en descente, le moteur agit comme une pompe entraînée par la roue via la boîte de vitesses, et la pression du système est contrôlée par soupapes de décharge à contrepoids ou à croisementLes engrenages 607 gèrent le couple de freinage inverse de la même manière que le couple moteur : l’engrènement des planétaires est symétrique et supporte la même charge nominale dans les deux sens. La chaleur générée lors d’un freinage dynamique prolongé est absorbée par l’huile hydraulique et doit être dissipée par le refroidisseur d’huile du système, et non par le carter de la boîte de vitesses.

Comment la boîte de vitesses planétaire à entraînement par roue supporte-t-elle le poids d'une charge SPMT de 200 tonnes ?

La transmission par les roues motrices ne transmet que le couple de rotation. La charge verticale exercée par le véhicule est transmise au sol par la jante, le pneu et l'essieu, sans passer par les roulements de la boîte de vitesses. La bride de sortie de la boîte de vitesses est fixée à la jante par des boulons qui transmettent le couple tangentiellement, et non une charge axiale ou radiale. La suspension et l'essieu du véhicule constituent les éléments porteurs. La boîte de vitesses doit supporter la force de résistance au roulement du pneu au sol, qui, pour un véhicule de 200 tonnes sur une surface plane, est d'environ 40 000 à 80 000 N, répartie sur toutes les roues motrices.

Que se passe-t-il pour boîte de vitesses à traction avant efficacité à très basse vitesse (sortie inférieure à 1 tr/min) ?

À très bas régime, les pertes de puissance absolues dans la boîte de vitesses sont négligeables car le couple transmis est infime (17 000 Nm à 0,5 tr/min = 0,89 kW). Le rendement affiché sur banc d'essai peut sembler inférieur à ces régimes, car les frottements statiques et la résistance des joints d'étanchéité représentent une part plus importante de la puissance totale. Cependant, cette valeur est trompeuse : l'énergie réellement dissipée est inférieure à 100 watts. Pour les applications à très faible vitesse, le rendement n'est pas un indicateur pertinent. Il convient plutôt d'évaluer la précision de positionnement et la stabilité de la vitesse, deux paramètres qui s'améliorent avec un rapport de transmission plus élevé grâce à l'effet de filtrage mécanique.

Plateforme de pelle sur pneus de 22 tonnes, rapport L2 de 33 (607). La machine doit se déplacer à 18 km/h entre les chantiers urbains, puis creuser des tranchées pour les réseaux sans perte de temps. Le rapport L2 de 33 garantit la vitesse requise, et son rendement à deux étages maintient la température de l'huile hydraulique à un niveau optimal pendant les phases de déplacement et de creusement. Nous avons testé trois fournisseurs et la 607 s'est avérée la plus performante sur le plan mécanique. Le point fort d'Ever-Power résidait dans la livraison : quatre semaines entre la commande et la réception, soit trois semaines de moins que l'alternative européenne.

96 unités, rapport 607L3 de 108, réparties sur quatre ensembles de semi-remorques SPMT à 6 essieux pour le transport de poutres de pont et de modules de raffinerie. Ces unités ont remplacé une marque européenne dont la production est arrêtée. Ever-Power a respecté les dimensions de montage d'origine et les nouvelles unités sont parfaitement compatibles. Nous avons réalisé 14 levages lourds, dont le déplacement d'un transformateur de 280 tonnes. La stabilité à faible vitesse (0,4 km/h) sous le transformateur était excellente ; les opérateurs ont constaté un positionnement plus fluide qu'avec les unités précédentes. La fonction de débrayage nous a été d'un grand secours lors d'un déplacement : une durite hydraulique a cédé en cours de transport et nous avons dû mettre en roue libre trois essieux pour poursuivre avec les 21 restants.

Tracteur lourd de 30 tonnes, rapport de pont 607L3 : 75. L'unité se comporte bien sur nos pistes de transport 22% à pleine charge. La vitesse en montée, en charge, est de 7,2 km/h, ce qui correspond à notre modèle de temps de cycle. Le frein de 600 Nm assure un freinage efficace même dans la section la plus raide lors du changement de vitesse. La note de 4 étoiles s'explique par le fait que sur les 8 unités commandées, deux présentaient une légère différence de couleur de peinture sur le châssis — purement esthétique, sans incidence sur le fonctionnement, mais cela a suscité des interrogations de la part de notre contrôleur qualité lors de la réception des marchandises. Les commandes suivantes ont été conformes.