{"id":1099,"date":"2026-06-24T03:44:33","date_gmt":"2026-06-24T03:44:33","guid":{"rendered":"https:\/\/planetary-gearboxes.com\/?p=1099"},"modified":"2026-06-24T05:50:26","modified_gmt":"2026-06-24T05:50:26","slug":"slewing-drive-planetary-gearbox-for-tbm-cutterhead","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/planetary-gearboxes.com\/fr\/slewing-drive-planetary-gearbox-for-tbm-cutterhead\/","title":{"rendered":"R\u00e9ducteur plan\u00e9taire d'orientation pour t\u00eate de coupe de tunnelier"},"content":{"rendered":"
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\"R\u00e9ducteur<\/p>\n
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Korea Ever-Power \u00b7 Ing\u00e9nierie d'application \u00b7 Machines de forage de tunnels<\/p>\n

R\u00e9ducteur plan\u00e9taire d'orientation pour t\u00eate de coupe de tunnelier<\/h1>\n

Aucune autre application de rotation ne combine un couple aussi \u00e9lev\u00e9, un espace aussi restreint et des cons\u00e9quences aussi graves en cas de d\u00e9faillance. Le syst\u00e8me d'entra\u00eenement de la t\u00eate de coupe du tunnelier g\u00e9n\u00e8re un couple de 10\u00a0000 \u00e0 50\u00a0000 kN\u00b7m gr\u00e2ce \u00e0 8 \u00e0 20 r\u00e9ducteurs plan\u00e9taires de rotation individuels\u00a0; chacun d'eux doit \u00eatre remplac\u00e9, en cas de panne, depuis l'int\u00e9rieur du tunnel, sans acc\u00e8s par pont roulant.<\/p>\n

Parcourir les r\u00e9ducteurs plan\u00e9taires \u00e0 rotation \u2192<\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

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Fonctionnement du syst\u00e8me d'entra\u00eenement de la t\u00eate de coupe du tunnelier\u00a0\u2014 8 \u00e0 20 entra\u00eenements partageant une seule couronne dent\u00e9e<\/h2>\n

La t\u00eate de coupe du tunnelier est un disque d'acier massif (de 3 \u00e0 17 m\u00e8tres de diam\u00e8tre) \u00e9quip\u00e9 de fraises (pour la roche) ou de dents et de racleurs (pour les terrains meubles). Ce disque doit tourner en continu \u00e0 mesure que le tunnelier avance, et le couple n\u00e9cessaire pour le faire tourner contre la paroi rocheuse est \u00e9norme\u00a0: de 10\u00a0000 \u00e0 50\u00a0000 kN\u00b7m pour les tunneliers de grand diam\u00e8tre destin\u00e9s \u00e0 la roche. r\u00e9ducteur plan\u00e9taire \u00e0 entra\u00eenement de rotation<\/a> peut g\u00e9n\u00e9rer ce couple \u00e0 lui seul.<\/p>\n

La t\u00eate de coupe est \u00e9quip\u00e9e d'une grande couronne dent\u00e9e interne, et 8 \u00e0 20 entra\u00eenements de rotation individuels sont mont\u00e9s autour du bouclier du tunnelier. Chaque entra\u00eenement actionne un pignon qui s'engr\u00e8ne avec cette couronne. En th\u00e9orie, le couple total est r\u00e9parti \u00e9quitablement entre les entra\u00eenements\u00a0; en pratique, il est r\u00e9parti proportionnellement selon l'\u00e9tat de chaque entra\u00eenement et l'\u00e9quilibre hydraulique ou \u00e9lectrique. Cette architecture multi-entra\u00eenements est unique parmi toutes les applications de rotation\u00a0: aucune grue, aucune excavatrice et aucun syst\u00e8me d'antenne n'utilise autant d'entra\u00eenements ind\u00e9pendants sur une seule couronne dent\u00e9e.<\/p>\n

La r\u00e9partition de la charge entre les entra\u00eenements n'est pas automatique\u00a0; elle doit \u00eatre g\u00e9r\u00e9e activement. Dans un syst\u00e8me d'entra\u00eenement hydraulique, le d\u00e9bit d'huile vers chaque moteur est dos\u00e9 par un diviseur de d\u00e9bit ou contr\u00f4l\u00e9 par des \u00e9lectrovannes. Dans un syst\u00e8me d'entra\u00eenement \u00e9lectrique, chaque moteur est pilot\u00e9 par son propre variateur de fr\u00e9quence (VFD) avec limitation de courant afin d'\u00e9viter qu'un moteur n'absorbe plus que sa part proportionnelle. Lorsqu'un entra\u00eenement s'use plus vite que les autres (en raison de sa position par rapport aux variations de duret\u00e9 du sol), il consomme moins de courant ou accepte un d\u00e9bit inf\u00e9rieur, et les entra\u00eenements adjacents doivent compenser. Le syst\u00e8me d'\u00e9quilibrage hydraulique ou \u00e9lectrique est aussi crucial pour la dur\u00e9e de vie de l'entra\u00eenement que le r\u00e9ducteur lui-m\u00eame.<\/p>\n

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Math\u00e9matiques de redondance\u00a0:<\/strong> Si l'un des douze entra\u00eenements d'un syst\u00e8me tombe en panne, les onze autres absorbent chacun 91 TP3T de charge suppl\u00e9mentaire, ce qui reste dans les limites du facteur de s\u00e9curit\u00e9 de 1,5. Deux pannes simultan\u00e9es portent la surcharge par entra\u00eenement \u00e0 181 TP3T, toujours g\u00e9rable. Trois pannes atteignent 271 TP3T, approchant la limite du facteur de s\u00e9curit\u00e9 et n\u00e9cessitant une r\u00e9duction imm\u00e9diate de la vitesse d'avancement. L'architecture multi-entra\u00eenements constitue la principale protection d'un tunnelier contre les arr\u00eats souterrains.<\/p>\n<\/div>\n

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La r\u00e9partition de la charge entre les entra\u00eenements n'est pas automatique\u00a0; elle n\u00e9cessite une gestion active. Dans un syst\u00e8me d'entra\u00eenement hydraulique, le d\u00e9bit d'huile vers chaque moteur est dos\u00e9 par un diviseur de d\u00e9bit ou contr\u00f4l\u00e9 par des \u00e9lectrovannes proportionnelles individuelles. Dans un syst\u00e8me d'entra\u00eenement \u00e9lectrique, chaque moteur est pilot\u00e9 par son propre variateur de fr\u00e9quence avec limitation de courant afin d'\u00e9viter qu'un moteur n'absorbe plus que sa part proportionnelle. Lorsqu'un entra\u00eenement s'use plus rapidement que les autres (en raison de sa position par rapport aux variations de duret\u00e9 du sol), il consomme moins de courant ou accepte un d\u00e9bit inf\u00e9rieur, et les entra\u00eenements adjacents doivent compenser.<\/p>\n

L'engr\u00e8nement pignon-couronne influe \u00e9galement sur la r\u00e9partition de la charge. Si les pignons sont r\u00e9guli\u00e8rement espac\u00e9s autour de la couronne, chacun s'engr\u00e8ne avec une section diff\u00e9rente de celle-ci. Toute excentricit\u00e9 ou erreur de pas de denture de la couronne engendre une variation de charge syst\u00e9matique qui se r\u00e9p\u00e8te \u00e0 chaque rotation de la t\u00eate de coupe. Des couronnes de haute qualit\u00e9, conformes \u00e0 la norme DIN Classe 6 en termes de pr\u00e9cision de pas, sont indispensables pour une r\u00e9partition uniforme de la charge. Une couronne de classe 8 peut engendrer des variations de charge par pignon de 15 \u00e0 251 TP3T au-dessus de la moyenne, soit l'\u00e9quivalent d'une perte de capacit\u00e9 \u00e9quivalente \u00e0 celle de 2 \u00e0 3 entra\u00eenements, due \u00e0 la seule erreur de denture.<\/p>\n<\/div>\n

\"R\u00e9ducteur<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

\"R\u00e9ducteur<\/p>\n

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Types de tunneliers et exigences relatives \u00e0 l'entra\u00eenement des t\u00eates de coupe<\/h2>\n

Les sp\u00e9cifications du syst\u00e8me d'entra\u00eenement de la t\u00eate de coupe d\u00e9pendent fondamentalement du type de tunnelier \u2014 chacun \u00e9tant con\u00e7u pour des conditions de terrain diff\u00e9rentes et imposant des exigences diff\u00e9rentes au syst\u00e8me d'orientation.<\/p>\n

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Tunnelier de roche dure (type ouvert ou \u00e0 pinces)<\/div>\n

Cette machine d\u00e9coupe la roche avec une r\u00e9sistance \u00e0 la compression uniaxiale (UCS) de 50 \u00e0 plus de 300 MPa gr\u00e2ce \u00e0 des disques de coupe. Le couple de la t\u00eate de coupe est tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9 (15\u00a0000 \u00e0 50\u00a0000 kN\u00b7m) mais relativement stable. Les disques de coupe g\u00e9n\u00e8rent des forces radiales produisant des vibrations continues \u00e0 basse fr\u00e9quence transmises par la couronne dent\u00e9e. Les entra\u00eenements fonctionnent en milieu ouvert (non pressuris\u00e9)\u00a0; aucune \u00e9tanch\u00e9it\u00e9 \u00e0 la boue n'est requise, mais de la poussi\u00e8re de roche et des infiltrations d'eau souterraine sont pr\u00e9sentes.<\/p>\n<\/div>\n

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EPB (\u00c9quilibre de la pression terrestre) TBM<\/div>\n

Fonctionnant en terrain meuble, cette machine est \u00e9quip\u00e9e d'une chambre pressuris\u00e9e de terre conditionn\u00e9e situ\u00e9e derri\u00e8re la t\u00eate de coupe. Le couple est plus faible (3\u00a0000 \u00e0 15\u00a0000 kN\u00b7m), mais les entra\u00eenements fonctionnent derri\u00e8re une cloison \u00e9tanche pressuris\u00e9e \u00e0 une pression de 1 \u00e0 5 bars. L'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 est primordiale\u00a0: toute fuite entra\u00eene l'infiltration de boues sous pression dans la bo\u00eete de vitesses, et toute perte de pression au front de taille risque de provoquer un effondrement du terrain. La terre conditionn\u00e9e est tr\u00e8s abrasive et chimiquement agressive (pH 10 \u00e0 12).<\/p>\n<\/div>\n

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TBM \u00e0 boues<\/div>\n

Utilise une suspension de bentonite sous pression (2 \u00e0 6 bars) pour soutenir le front de taille. Cette suspension est extr\u00eamement abrasive (fragments de roche projet\u00e9s \u00e0 grande vitesse) et corrosive. Les joints d'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 doivent r\u00e9sister simultan\u00e9ment \u00e0 la pression et \u00e0 l'abrasion pendant 2\u00a0000 \u00e0 5\u00a0000 heures entre deux interventions de maintenance\u00a0; il s'agit des conditions d'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 les plus exigeantes pour une machine d'orientation.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

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Couple de pouss\u00e9e variable au sol \u2014 De l'argile molle au granit dur dans le m\u00eame tunnel<\/h2>\n

Contrairement \u00e0 toutes les autres applications de rotation \u2014 o\u00f9 la charge est pr\u00e9visible et relativement constante \u2014, le couple de la t\u00eate de coupe du tunnelier varie continuellement et de fa\u00e7on impr\u00e9visible en fonction des conditions du terrain le long du trac\u00e9 du tunnel. Un m\u00eame tunnel peut traverser de l'argile, du sable, du gravier, du gr\u00e8s, du calcaire et du granit \u2014 chaque type de terrain n\u00e9cessitant un couple de coupe, une vitesse de rotation et une vitesse d'avancement diff\u00e9rents.<\/p>\n

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Type de sol<\/th>\nUCS (MPa)<\/th>\nCouple (kN\u00b7m)<\/th>\ntr\/min<\/th>\nPar lecteur (12)<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Argile molle \/ limon<\/td>\n0,1 \u2013 1<\/td>\n3k \u2013 8k<\/td>\n4 \u2013 10<\/td>\n250 \u2013 670<\/td>\n<\/tr>\n
Gr\u00e8s \/ calcaire<\/td>\n20 \u2013 80<\/td>\n10 km \u2013 25 km<\/td>\n3 \u2013 6<\/td>\n830 \u2013 2 080<\/td>\n<\/tr>\n
Granit dur<\/td>\n100 \u2013 300<\/td>\n25k \u2013 50k<\/td>\n1 \u2013 3<\/td>\n2 080 \u2013 4 170<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n
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Tunnels mixtes \u2014 le pire des cas\u00a0:<\/strong> La condition la plus dommageable est un terrain mixte, o\u00f9 la t\u00eate de coupe rencontre simultan\u00e9ment de la roche dure d'un c\u00f4t\u00e9 et un sol meuble de l'autre. Ceci engendre des forces radiales d\u00e9s\u00e9quilibr\u00e9es qui alternent \u00e0 chaque rotation, soumettant les entra\u00eenements d'un c\u00f4t\u00e9 \u00e0 une charge 1,5 \u00e0 2,5 fois sup\u00e9rieure \u00e0 la moyenne, tandis que le c\u00f4t\u00e9 oppos\u00e9 est quasiment sans charge. Ce chargement cyclique d\u00e9s\u00e9quilibr\u00e9 provoque une usure par fatigue 3 \u00e0 5 fois plus rapide qu'en terrain uniforme.<\/p>\n<\/div>\n

Calcul du couple \u2014 Tunnelier de roche de 10 m\u00e8tres, 12 entra\u00eenements<\/h3>\n
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Donn\u00e9:<\/div>\n
\u00a0\u00a0Diam\u00e8tre\u00a0: 10\u00a0000 mm \u00b7 Roche\u00a0: granite de 150 MPa<\/div>\n
\u00a0\u00a0Disques de coupe\u00a0: 52 x 483 mm \u00b7 Pouss\u00e9e par disque\u00a0: 250 kN<\/div>\n
Couple de la t\u00eate de coupe (k=0,06, R_avg=2,8 m)\u00a0:<\/div>\n
\u00a0\u00a0T = 52 x 250 000 x 0,06 x 2,8 = 2 184 kN\u00b7m<\/strong><\/div>\n
Facteur de face mixte (1,8x) \u2192 par disque (12)\u00a0:<\/div>\n
\u00a0\u00a0T_max = 2\u00a0184 x 1,8 \/ 12 = 328 kN\u00b7m par entra\u00eenement<\/strong><\/div>\n
\u2192 Moteur Korea Ever-Power 400 kN\u00b7m \u2714 (SF=1,22)<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

Le coefficient de roulement (k) varie consid\u00e9rablement selon le type de roche et l'\u00e9tat de la fraise. Sur du granit dur, des fraises neuves pr\u00e9sentent des valeurs de k comprises entre 0,05 et 0,07. \u00c0 mesure que les fraises s'usent (apparition de m\u00e9plats sur la bague en carbure), le coefficient de roulement augmente jusqu'\u00e0 0,08 \u00e0 0,12, ce qui accro\u00eet le couple de la t\u00eate de coupe de 40 \u00e0 701 TNP (tours cubes par seconde) entre l'\u00e9tat de la fraise neuve et celui de la fraise us\u00e9e. Le syst\u00e8me d'orientation doit \u00eatre dimensionn\u00e9 pour le couple de la fraise us\u00e9e, et non pour celui de la fraise neuve, car les intervalles de remplacement des fraises sont g\u00e9n\u00e9ralement de 500 \u00e0 2\u00a0000 heures de forage, et les 201 TNP (tours cubes par seconde) restantes de chaque fraise g\u00e9n\u00e8rent la r\u00e9sistance au roulement la plus \u00e9lev\u00e9e. Cette caract\u00e9ristique de conception li\u00e9e \u00e0 l'usure des fraises est propre aux entra\u00eenements des tunneliers\u00a0; aucune autre application d'orientation ne pr\u00e9sente une variable d'usure d'outil qui modifie le couple d'entra\u00eenement de 40 \u00e0 701 TNP (tours cubes par seconde) sur un intervalle de maintenance pr\u00e9visible.<\/p>\n<\/section>\n

\"Fabrication<\/p>\n

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Maintenance en espace confin\u00e9 \u2014 Une conception ax\u00e9e sur la logistique de remplacement<\/h2>\n

Dans toute autre application de rotation, un m\u00e9canisme d\u00e9faillant peut \u00eatre remplac\u00e9 \u00e0 l'aide d'une grue mobile ou d'un chariot \u00e9l\u00e9vateur. Sur un tunnelier, les m\u00e9canismes de rotation sont situ\u00e9s \u00e0 l'int\u00e9rieur du bouclier, enfouis entre 20 et 40 m\u00e8tres sous terre et accessibles uniquement par un tunnel de 2 \u00e0 10 kilom\u00e8tres de long. Chaque outil, chaque pi\u00e8ce de rechange et chaque technicien doit emprunter ce tunnel.<\/p>\n

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5 t<\/div>\n
levage maximal \u2014 palans \u00e0 cha\u00eene uniquement<\/div>\n<\/div>\n
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600 mm<\/div>\n
arc de rotation de la cl\u00e9 max<\/div>\n<\/div>\n
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8 \u00e0 16 h<\/div>\n
d\u00e9lai cible de remplacement<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

T\u00eate de coupe TBM r\u00e9ducteurs plan\u00e9taires \u00e0 entra\u00eenement de rotation<\/a> Les syst\u00e8mes sont con\u00e7us pour faciliter la logistique de remplacement autant que pour optimiser le couple. L'interface de montage, la g\u00e9om\u00e9trie de l'accouplement, le cheminement des raccords d'huile et l'accessibilit\u00e9 des fixations sont optimis\u00e9s pour un arc de serrage de 600 mm, un palan \u00e0 cha\u00eene de 5 tonnes et une fen\u00eatre de remplacement de 8 heures. Chaque heure d'arr\u00eat du tunnelier pour maintenance engendre un co\u00fbt de 15\u00a0000 \u00e0 50\u00a0000 USD en perte de productivit\u00e9 et en retard de projet.<\/p>\n

La proc\u00e9dure de remplacement est con\u00e7ue avec autant de soin que le variateur lui-m\u00eame\u00a0: la configuration des boulons de fixation est pr\u00e9vue pour les cl\u00e9s dynamom\u00e9triques hydrauliques (et non pour les cl\u00e9s \u00e0 chocs, inutilisables dans un espace aussi restreint). L\u2019accouplement entre le moteur et le r\u00e9ducteur utilise une interface cannel\u00e9e qui s\u2019aligne automatiquement lors de l\u2019installation, \u00e9liminant ainsi le besoin d\u2019un alignement pr\u00e9cis avec des comparateurs \u00e0 cadran dans un espace o\u00f9 la visibilit\u00e9 et l\u2019acc\u00e8s sont fortement limit\u00e9s. Les orifices de remplissage et de vidange d\u2019huile sont positionn\u00e9s de mani\u00e8re \u00e0 permettre un remplissage par gravit\u00e9 par le haut et une vidange compl\u00e8te par le bas, gr\u00e2ce \u00e0 des flexibles pouvant contourner les \u00e9quipements adjacents. Ces d\u00e9tails logistiques, invisibles dans les sp\u00e9cifications d\u2019un montage en surface, d\u00e9terminent la dur\u00e9e d\u2019intervention\u00a0: 8\u00a0heures (conception optimale) ou 24\u00a0heures (conception m\u00e9diocre).<\/p>\n

La plupart des entreprises de construction de tunneliers transportent 1 \u00e0 2 entra\u00eenements de rechange complets dans le portique de secours du tunnel\u00a0: pr\u00e9-remplis d\u2019huile, pr\u00e9-test\u00e9s et pr\u00eats \u00e0 \u00eatre install\u00e9s. La gestion des entra\u00eenements de rechange est un \u00e9l\u00e9ment essentiel du plan logistique du tunnelier et doit \u00eatre sp\u00e9cifi\u00e9e lors de la commande initiale. Un entra\u00eenement de rechange stock\u00e9 \u00e0 l\u2019entr\u00e9e du tunnel se situe entre 2 et 10 kilom\u00e8tres, soit entre 2 et 4 heures de transport, de la machine\u00a0; une distance trop importante pour des remplacements urgents lors d\u2019une transition de terrain difficile.<\/p>\n

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Le poids des moteurs est une contrainte critique. Chaque unit\u00e9 doit pouvoir \u00eatre transport\u00e9e sur le syst\u00e8me ferroviaire du tunnel (g\u00e9n\u00e9ralement dans un wagon de mat\u00e9riaux d'une capacit\u00e9 de charge utile de 5 tonnes) et lev\u00e9e par les palans \u00e0 cha\u00eene mont\u00e9s sur les rails du toit du bouclier. Ceci limite le poids maximal d'un moteur \u00e0 environ 2\u00a0500 \u00e0 3\u00a0000 kg, ind\u00e9pendamment du couple requis. Pour les tunneliers de tr\u00e8s grande taille, o\u00f9 le couple par moteur d\u00e9passe la capacit\u00e9 d'une unit\u00e9 de 3\u00a0000 kg, la solution consiste \u00e0 ajouter des moteurs (en passant de 12 \u00e0 16 ou 20) plut\u00f4t que d'augmenter leur poids. Cette approche par mise \u00e0 l'\u00e9chelle pr\u00e9serve la capacit\u00e9 de remplacement dans les espaces restreints tout en r\u00e9pondant aux exigences de couple total gr\u00e2ce \u00e0 l'ajout d'unit\u00e9s en parall\u00e8le.<\/p>\n<\/div>\n

\"R\u00e9ducteur<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n
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Ing\u00e9nierie d'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 pour tunneliers pressuris\u00e9s<\/h2>\n

Sur les tunneliers pour roche dure, l'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 est assur\u00e9e par des dispositifs classiques d'exclusion de la poussi\u00e8re et de l'eau. Sur les tunneliers \u00e0 pression de vapeur saturante (EPB) et \u00e0 boue, les m\u00e9canismes d'entra\u00eenement fonctionnent derri\u00e8re une cloison \u00e9tanche pressuris\u00e9e \u00e0 une pression de 1 \u00e0 6 bars. Le joint d'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 du m\u00e9canisme doit emp\u00eacher en permanence la p\u00e9n\u00e9tration de fluides sous pression, abrasifs et chimiquement agressifs dans le r\u00e9ducteur, pendant 2\u00a0000 \u00e0 5\u00a0000 heures entre les interventions de maintenance.<\/p>\n

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Joints \u00e0 l\u00e8vres (Bombardiers \u00e0 boulets de mine Hard Rock)<\/div>\n

Joints \u00e0 l\u00e8vres multiples en tandem (3 \u00e0 5) pour une \u00e9tanch\u00e9it\u00e9 progressive \u00e0 la poussi\u00e8re et \u00e0 l'eau. Dur\u00e9e de vie\u00a0: 3\u00a0000 \u00e0 6\u00a0000\u00a0heures. Ne convient pas aux pressions sup\u00e9rieures \u00e0 0,5\u00a0bar.<\/p>\n<\/div>\n

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Joints d'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 m\u00e9caniques (EPB TBM)<\/div>\n

Faces en carbure de silicium ou en carbure de tungst\u00e8ne press\u00e9es par ressorts. R\u00e9sistance \u00e0 la pression\u00a0: 3 \u00e0 6\u00a0bar. Usure\u00a0: 0,01 \u00e0 0,03\u00a0mm par 1\u00a0000\u00a0heures. Dur\u00e9e de vie\u00a0: 4\u00a0000 \u00e0 8\u00a0000\u00a0heures. Chambre d\u2019\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 pr\u00e9-remplie de graisse propre sous pression positive.<\/p>\n<\/div>\n

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Labyrinthe pressuris\u00e9 + barri\u00e8re anti-graisse (TBM \u00e0 boues)<\/div>\n

Labyrinthe \u00e0 plusieurs \u00e9tages avec injection continue de graisse \u00e0 une pression de 0,5 \u00e0 1,0 bar sup\u00e9rieure \u00e0 la pression de front de taille. Consommation\u00a0: 0,5 \u00e0 2,0\u00a0L\/h par entra\u00eenement. Un tunnelier \u00e0 boue \u00e0 12\u00a0entra\u00eenements consomme de 6 \u00e0 24\u00a0L\/h de graisse barri\u00e8re\u00a0\u2014 un co\u00fbt non n\u00e9gligeable, mais bien inf\u00e9rieur \u00e0 celui d\u2019une panne de bo\u00eete de vitesses due \u00e0 l\u2019ingestion de boue.<\/p>\n

Le choix des joints d'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 influe directement sur le co\u00fbt d'exploitation du tunnelier. Les joints m\u00e9caniques \u00e0 faces planes pr\u00e9sentent un co\u00fbt d'exploitation inf\u00e9rieur (absence de consommation de graisse), mais un co\u00fbt de remplacement plus \u00e9lev\u00e9 et n\u00e9cessitent des techniciens qualifi\u00e9s pour le rodage des faces. Les joints labyrinthes pressuris\u00e9s engendrent un co\u00fbt d'exploitation plus important (consommation continue de graisse de 3 \u00e0 8 USD par litre), mais tol\u00e8rent mieux les d\u00e9fauts d'alignement et peuvent \u00eatre entretenus par le personnel de maintenance courant. Pour un tunnelier \u00e0 boue \u00e0 12 entra\u00eenements fonctionnant 6\u00a0000 heures par an \u00e0 raison de 1 L\/h par entra\u00eenement, le co\u00fbt annuel de la graisse s'\u00e9l\u00e8ve \u00e0 72\u00a0000 litres x 5 USD = 360\u00a0000 USD \u2013 une d\u00e9pense d'exploitation certes cons\u00e9quente, mais pr\u00e9visible, compar\u00e9e au co\u00fbt impr\u00e9visible d'une d\u00e9faillance de joint m\u00e9canique et \u00e0 l'inondation cons\u00e9cutive de la bo\u00eete de vitesses.<\/p>\n

La strat\u00e9gie de surveillance des joints varie selon leur type. Les joints m\u00e9caniques \u00e0 faces planes peuvent \u00eatre surveill\u00e9s en mesurant le d\u00e9bit de fuite de graisse au niveau de l'orifice de vidange\u00a0; une augmentation soudaine de la fuite indique une usure des faces proche du seuil de remplacement. Les joints \u00e0 labyrinthe pressuris\u00e9s peuvent \u00eatre surveill\u00e9s en suivant le taux de consommation de graisse\u00a0; une diminution de la consommation \u00e0 pression d'injection constante indique un colmatage partiel du labyrinthe (d\u00fb \u00e0 une accumulation de contaminants), tandis qu'une augmentation indique un \u00e9largissement de l'entrefer d\u00fb \u00e0 l'usure. Ces deux m\u00e9thodes de surveillance offrent un d\u00e9lai d'alerte de 500 \u00e0 1\u00a0000\u00a0heures avant que l'\u00e9tat du joint ne devienne critique, ce qui permet de programmer un remplacement lors d'une op\u00e9ration de maintenance planifi\u00e9e plut\u00f4t que de devoir intervenir en urgence.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

\"Centre<\/p>\n

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Trois modes de d\u00e9faillance sp\u00e9cifiques aux entra\u00eenements de rotation de la t\u00eate de coupe des tunneliers<\/h2>\n
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1<\/div>\n
Pic de couple d\u00fb \u00e0 la rencontre avec un rocher d\u00e9passant la capacit\u00e9 de l'amortisseur.<\/div>\n<\/div>\n

Lorsque la t\u00eate de coupe rencontre un bloc erratique isol\u00e9 dans un sol meuble, le disque de coupe transmet un pic de couple de 2 \u00e0 4 fois le couple moyen, durant de 0,1 \u00e0 0,5 seconde. Les engrenages plan\u00e9taires doivent absorber ce choc sans rupture de dent. Des rencontres r\u00e9p\u00e9t\u00e9es (10 \u00e0 50 par m\u00e8tre dans les d\u00e9p\u00f4ts glaciaires) accumulent la fatigue bien plus rapidement que ne le sugg\u00e8rent les hypoth\u00e8ses d'un sol uniforme. Le pic de couple se propage \u00e0 travers l'engr\u00e8nement de la couronne et dans les \u00e9tages plan\u00e9taires, soumettant la roue solaire, les satellites et les axes du porte-satellites \u00e0 une impulsion sup\u00e9rieure au couple nominal en r\u00e9gime permanent. La contrainte \u00e0 la base de la dent lors d'un pic de couple de 3 fois le couple moyen peut approcher la limite d'\u00e9lasticit\u00e9 de l'acier c\u00e9ment\u00e9 standard. Si ce pic co\u00efncide avec une fissure de fatigue existante suite \u00e0 des incidents ant\u00e9rieurs, la dent peut se rompre brutalement, projetant des fragments dans l'engr\u00e8nement et endommageant les dents et les roulements adjacents, provoquant une rupture en cascade.<\/p>\n

Pr\u00e9vention\u00a0: Capacit\u00e9 dynamique selon la m\u00e9thode B de la norme DIN 3990. Acier 18CrNiMo7-6, duret\u00e9 58\u201362 HRC. Surveillance du couple par entra\u00eenement.<\/div>\n<\/div>\n
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2<\/div>\n
Rupture d'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 due \u00e0 l'ingestion de boue sous pression<\/div>\n<\/div>\n

Sur les tunneliers \u00e0 pression de vapeur (EPB) et \u00e0 boue, une d\u00e9faillance catastrophique d'un joint d'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 peut remplir la bo\u00eete de vitesses de boue abrasive sous une pression de 2 \u00e0 6 bars en quelques heures, condamnant ainsi l'ensemble de l'engrenage et tous les roulements d'un seul coup. Contrairement aux fuites progressives (d\u00e9tectables par analyse d'huile), une d\u00e9faillance catastrophique est imm\u00e9diate et totale. Le co\u00fbt de remplacement est alourdi par une immobilisation du tunnelier de 8 \u00e0 16 heures, \u00e0 un co\u00fbt horaire de 15\u00a0000 \u00e0 50\u00a0000 USD.<\/p>\n

Pr\u00e9vention\u00a0: Joints d\u2019\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 m\u00e9caniques \u00e0 face plane ou \u00e0 labyrinthe pressuris\u00e9 (obligatoires pour les syst\u00e8mes EPB\/boues). Capteurs de fuite au niveau du drain du joint. Pr\u00e9l\u00e8vement d\u2019huile toutes les 500\u00a0heures.<\/div>\n<\/div>\n
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3<\/div>\n
Blocage de la t\u00eate de coupe n\u00e9cessitant une rotation inverse sous couple de blocage maximal<\/div>\n<\/div>\n

Lorsqu'une t\u00eate de coupe se bloque, l'op\u00e9rateur doit l'inverser pour d\u00e9gager l'obstruction. Le couple d'inversion exerce une charge sur le flanc de dent oppos\u00e9 (non motrice), une surface moins r\u00e9sistante \u00e0 la fatigue du fait d'un contact r\u00e9duit en rotation normale. Les cycles r\u00e9p\u00e9t\u00e9s de blocage et d'inversion par poste en terrain mixte entra\u00eenent un \u00e9caillage acc\u00e9l\u00e9r\u00e9 du flanc d'inversion en 2\u00a0000 \u00e0 4\u00a0000 heures. Le probl\u00e8me est aggrav\u00e9 par le fait que le couple d'inversion est souvent appliqu\u00e9 \u00e0 la pression maximale du syst\u00e8me (l'op\u00e9rateur actionne la soupape de d\u00e9charge hydraulique au maximum pour d\u00e9bloquer la t\u00eate), g\u00e9n\u00e9rant des pics de couple 10 \u00e0 30% sup\u00e9rieurs au couple maximal en rotation normale. Cette combinaison d'une surface de contact moins durcie et d'un couple anormalement \u00e9lev\u00e9 fait de la rupture du flanc d'inversion le mode de dommage le plus fr\u00e9quent lors du creusement de tunnels en terrain mixte avec des tunneliers.<\/p>\n

Pr\u00e9vention\u00a0: Profil de dent sym\u00e9trique (qualit\u00e9 identique des deux flancs). Limiter le couple de rotation inverse \u00e0 80%. Consigner toutes les rotations inverses.<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n
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R\u00e9ducteur plan\u00e9taire d'orientation pour t\u00eate de coupe de tunnelier \u2014 Foire aux questions<\/h2>\n
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Combien de moteurs d'orientation une foreuse TBM typique utilise-t-elle\u00a0?<\/h3>\n

De 8 \u00e0 20. Les petits tunneliers (3 \u00e0 6 m) utilisent de 8 \u00e0 10 unit\u00e9s. Les moyens (6 \u00e0 10 m) en utilisent de 10 \u00e0 14. Les grands (10 \u00e0 17 m) en utilisent de 14 \u00e0 20. Puissance totale\u00a0: 1\u00a0500 \u00e0 15\u00a0000 kW. Chaque unit\u00e9 p\u00e8se de 800 \u00e0 3\u00a0000 kg, dimensionn\u00e9e pour tenir compte de la contrainte de remplacement d\u2019un palan \u00e0 cha\u00eene de 5 tonnes.<\/p>\n<\/div>\n

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Quelle est la dur\u00e9e de vie typique ?<\/h3>\n

5\u00a0000 \u00e0 15\u00a0000 heures de forage (5 \u00e0 15 km de tunnel). Terrain meuble\u00a0: jusqu\u2019\u00e0 15\u00a0000 h. Roche dure avec blocs rocheux\u00a0: 5\u00a0000 \u00e0 8\u00a0000 h. Terrain mixte avec bourrages fr\u00e9quents\u00a0: 4\u00a0000 \u00e0 6\u00a0000 h. L\u2019analyse des huiles toutes les 500 heures constitue le moyen d\u2019alerte pr\u00e9coce le plus efficace.<\/p>\n<\/div>\n

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Combien de temps faut-il pour remplacer un disque dur \u00e0 l'int\u00e9rieur du TBM\u00a0?<\/h3>\n

L'intervention dure de 8 \u00e0 16 heures et n\u00e9cessite 2 \u00e0 3 techniciens. La limitation de l'entraxe de rotation \u00e0 600 mm ajoute 30 \u00e0 501 TP3T par rapport \u00e0 un remplacement en surface. La plupart des op\u00e9rateurs transportent 1 \u00e0 2 variateurs de rechange dans le syst\u00e8me de secours du tunnel pour un remplacement rapide lors des op\u00e9rations de maintenance planifi\u00e9es.<\/p>\n<\/div>\n

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La foreuse TBM peut-elle continuer \u00e0 forer si un disque tombe en panne ?<\/h3>\n

Oui, c'est le principal avantage de l'architecture multi-entra\u00eenements. La d\u00e9faillance d'un entra\u00eenement dans un syst\u00e8me \u00e0 12 entra\u00eenements augmente la charge de chaque unit\u00e9 restante de 9%. Le tunnelier continue alors d'avancer \u00e0 une vitesse r\u00e9duite de 5 \u00e0 12% jusqu'\u00e0 la prochaine p\u00e9riode de maintenance planifi\u00e9e.<\/p>\n<\/div>\n

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Quel type de joint est requis pour un tunnelier \u00e0 boue ?<\/h3>\n

Les joints m\u00e9caniques \u00e0 faces (faces en carbure, pression nominale de 3 \u00e0 6 bar) ou les joints labyrinthes pressuris\u00e9s avec injection continue de graisse (0,5 \u00e0 2,0 L\/h par entra\u00eenement) sont utilis\u00e9s. Les joints \u00e0 l\u00e8vres standard c\u00e8dent en quelques jours sous une pression de boue abrasive sup\u00e9rieure \u00e0 2 bar. Le choix d\u00e9pend de la pression maximale admissible sur les faces, de la teneur en abrasif et du taux de consommation de graisse acceptable.<\/p>\n<\/div>\n

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Est-ce que Korea Ever-Power fournit des moteurs de t\u00eates de coupe pour les tunneliers ?<\/h3>\n

Oui. R\u00e9ductions plan\u00e9taires \u00e0 3 ou 4 \u00e9tages, engrenages c\u00e9ment\u00e9s en acier 18CrNiMo7-6 (DIN 3990 M\u00e9thode B), options de joint m\u00e9canique pressuris\u00e9 et de joint labyrinthe, interfaces de montage en espace confin\u00e9. Couple disponible de 200 \u00e0 4\u00a0500 kN\u00b7m par unit\u00e9 pour les tunneliers de 3 \u00e0 17 m\u00e8tres. Veuillez indiquer le fabricant du tunnelier, son diam\u00e8tre, les caract\u00e9ristiques du terrain et la pression maximale en front de taille afin d'obtenir une sp\u00e9cification adapt\u00e9e.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

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Entra\u00eenements de t\u00eates de coupe pour tunneliers \u2014 R\u00e9sistants aux chocs, \u00e9tanches \u00e0 la pression, rempla\u00e7ables dans le tunnel<\/div>\n

Korea Ever-Power fournit des r\u00e9ducteurs plan\u00e9taires d'entra\u00eenement \u00e0 la rotation des t\u00eates de coupe TBM de 200 \u00e0 4 500 kN\u00b7m par unit\u00e9 avec des engrenages r\u00e9sistants aux chocs, des joints d'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 pressuris\u00e9s et un montage en espace confin\u00e9.<\/p>\n<\/div>\n

Afficher la gamme de vitesses de rotation \u2192<\/a><\/p>\n
ventes@planetary-gearboxes.com<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

\u00c9diteur : Cxm<\/p>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Korea Ever-Power \u00b7 Application Engineering \u00b7 Tunnel Boring Machines Slewing Drive Planetary Gearbox for TBM Cutterhead No other slewing application combines this much torque, this much confinement, and this much consequence of failure. The TBM cutterhead drive system generates 10,000 to 50,000 kN\u00b7m of torque from 8 to 20 individual slewing drive planetary gearboxes \u2014 […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_et_pb_use_builder":"","_et_pb_old_content":"","_et_gb_content_width":"","footnotes":""},"categories":[965],"tags":[],"class_list":["post-1099","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-application-and-technical-guid"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/planetary-gearboxes.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1099","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/planetary-gearboxes.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/planetary-gearboxes.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/planetary-gearboxes.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/planetary-gearboxes.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1099"}],"version-history":[{"count":5,"href":"https:\/\/planetary-gearboxes.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1099\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1113,"href":"https:\/\/planetary-gearboxes.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1099\/revisions\/1113"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/planetary-gearboxes.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1099"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/planetary-gearboxes.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1099"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/planetary-gearboxes.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1099"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}