\n| Exploitation mini\u00e8re (55\u201375 t)<\/td>\n | 55\u201375<\/td>\n | 550\u2013850<\/td>\n | 350\u2013550 kN<\/td>\n | 25\u201335 km\/h<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n La limite de traction d'un bulldozer \u00e0 pneus est d\u00e9termin\u00e9e par le poids de la machine et le coefficient de frottement pneu-sol. Sur un mat\u00e9riau sec et compact\u00e9 (surface d'un stock de charbon, couverture d'une d\u00e9charge), ce coefficient est de 0,5 \u00e0 0,7, ce qui signifie qu'un bulldozer de 50 tonnes peut d\u00e9velopper une force de traction de 245 \u00e0 343 kN. Sur un mat\u00e9riau humide ou meuble, le coefficient diminue \u00e0 0,3 ou 0,5, r\u00e9duisant ainsi la traction disponible de 30 \u00e0 50 kN. La transmission ne doit pas fournir un couple sup\u00e9rieur \u00e0 la limite de traction, car le patinage d'un pneu sur un stock de charbon ou une surface de d\u00e9charge d\u00e9truit la couche superficielle et cr\u00e9e des orni\u00e8res qui entravent les passages suivants.<\/p>\n Le blocage de diff\u00e9rentiel (ou diff\u00e9rentiel \u00e0 glissement limit\u00e9) est essentiel sur les bulldozers sur pneus. Lors du terrassement en angle (pouss\u00e9e de mat\u00e9riaux \u00e0 un angle de 20 \u00e0 45 degr\u00e9s par rapport au sens de d\u00e9placement), la force de r\u00e9action de la lame pousse la machine lat\u00e9ralement, d\u00e9chargeant les roues int\u00e9rieures et surchargeant les roues ext\u00e9rieures. Sans blocage de diff\u00e9rentiel, les roues int\u00e9rieures (sous charge r\u00e9duite et donc avec une traction diminu\u00e9e) patinent librement, gaspillant de la puissance motrice et provoquant un d\u00e9rapage lat\u00e9ral de la machine au lieu de sa progression. Avec le blocage de diff\u00e9rentiel, le couple est r\u00e9parti \u00e9quitablement entre toutes les roues, quelle que soit la r\u00e9partition de la charge, maintenant ainsi la pouss\u00e9e vers l'avant m\u00eame lors du terrassement en angle. La transmission doit permettre un engagement et un d\u00e9sengagement du blocage de diff\u00e9rentiel en douceur\u00a0: un engagement brutal sous charge g\u00e9n\u00e8re un pic de couple sur la roue qui patinait, susceptible de fracturer le demi-arbre ou d'endommager le roulement de sortie de la transmission si celle-ci n'est pas con\u00e7ue pour r\u00e9sister \u00e0 un tel impact.<\/p>\n<\/section>\n <\/p>\n\nEnvironnements d'application \u2014 Charbon, d\u00e9charges et st\u00e9riles miniers<\/h2>\n\n \n La gestion des stocks de charbon est l'application la plus courante des bulldozers sur pneus. Le bulldozer pousse le charbon fra\u00eechement livr\u00e9 en tas, fa\u00e7onne ce dernier pour faciliter le drainage et r\u00e9cup\u00e8re le charbon pour le chargement sur convoyeur. La temp\u00e9rature de surface du charbon peut atteindre 50 \u00e0 80 \u00b0C par auto-\u00e9chauffement (oxydation) dans les grands stocks \u2013 et les pneus et les essieux moteurs du bulldozer fonctionnent sur cette surface chaude pendant 8 \u00e0 16 heures par jour. La poussi\u00e8re de charbon est fine (10 \u00e0 100 microns), l\u00e9g\u00e8rement abrasive (Mohs 1 \u00e0 2) et p\u00e9n\u00e8tre dans tous les joints et raccords. La combinaison de la chaleur et de la poussi\u00e8re de charbon acc\u00e9l\u00e8re l'usure des joints 2 \u00e0 3 fois plus vite que sur un chantier de construction classique. De plus, les stocks de charbon pr\u00e9sentent un risque d'incendie par combustion spontan\u00e9e \u2013 et un bulldozer sur pneus \u00e9voluant sur une zone en feu ou couvant peut exposer ses essieux moteurs \u00e0 des temp\u00e9ratures de surface sup\u00e9rieures \u00e0 100 \u00b0C, avec des points chauds localis\u00e9s atteignant 200 \u00b0C, voire plus. Le caoutchouc des pneus se ramollit et se d\u00e9grade au-del\u00e0 de 80 \u00b0C. Les joints d'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 de la transmission, m\u00eame ceux en FKM, sont soumis \u00e0 des contraintes importantes dues \u00e0 la chaleur transmise du pneu \u00e0 travers la jante jusqu'au moyeu et au roulement de sortie. La surveillance thermique du carter de transmission est une exigence de s\u00e9curit\u00e9 pour les bulldozers de stockage de charbon, car une surchauffe prolong\u00e9e peut entra\u00eener l'\u00e9clatement des pneus (d\u00fb \u00e0 une accumulation de pression interne) et endommager la bo\u00eete de vitesses.<\/p>\n Le compactage des d\u00e9charges est l'application la plus exigeante. Le bulldozer roule sur et \u00e0 travers les d\u00e9chets municipaux contenant des barres d'armature en acier, du verre, du fil de fer, des clous, des d\u00e9chets m\u00e9dicaux, des conteneurs de produits chimiques et tous les autres mat\u00e9riaux dont la soci\u00e9t\u00e9 moderne se d\u00e9barrasse. Les joints d'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 des pneus et des roues motrices sont constamment agress\u00e9s par des objets pointus qui les percent, les coupent et les ab\u00eement. La composition chimique des d\u00e9chets est \u00e9galement impr\u00e9visible\u00a0: le lixiviat (le liquide qui s'\u00e9coule des d\u00e9chets en d\u00e9composition) a un pH qui varie de 4 \u00e0 9 et contient des m\u00e9taux dissous, des acides organiques et des contaminants biologiques qui attaquent les mat\u00e9riaux d'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 et de carter standard.<\/p>\n La manutention des st\u00e9riles miniers soumet le bulldozer \u00e0 des conditions extr\u00eamement abrasives. Ces st\u00e9riles (roches et terre extraites pour d\u00e9gager le gisement) contiennent des fragments de roche anguleux et coupants de 5 \u00e0 300 mm que le bulldozer pousse, franchit et traverse. Les joints d'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 des roues motrices sont expos\u00e9s \u00e0 des particules de roche plus dures que l'acier de l'arbre, ce qui engendre le m\u00eame probl\u00e8me d'usure des joints (duret\u00e9 Mohs) que celui d\u00e9crit pour les concasseurs de pierres (WD-07). L'environnement minier comprend \u00e9galement de la poussi\u00e8re, des suies de diesel et, sur certains sites, des eaux de drainage acides ou alcalines qui s'ajoutent \u00e0 l'abrasion physique par des agents chimiques.<\/p>\n Le taux d'utilisation des bulldozers sur pneus est parmi les plus \u00e9lev\u00e9s de tous les engins mobiles\u00a0: 3\u00a0000 \u00e0 5\u00a0000 heures par an pour le stockage du charbon, 2\u00a0000 \u00e0 4\u00a0000 heures pour les d\u00e9charges et 2\u00a0500 \u00e0 4\u00a0000 heures pour les mines. Ces taux sont comparables \u00e0 ceux des r\u00e9colteuses de canne \u00e0 sucre (WD-05) et entra\u00eenent la m\u00eame cons\u00e9quence\u00a0: les composants de la transmission doivent \u00eatre con\u00e7us pour une dur\u00e9e de vie totale de 8\u00a0000 \u00e0 12\u00a0000 heures afin d'aligner l'intervalle de remplacement avec la p\u00e9riode d'arr\u00eat annuel. Une bo\u00eete de vitesses qui dure 4\u00a0000 heures sur une machine fonctionnant 4\u00a0000 heures par an doit \u00eatre remplac\u00e9e en cours de saison, ce qui repr\u00e9sente un arr\u00eat impr\u00e9vu dont le co\u00fbt s'\u00e9l\u00e8ve \u00e0 5\u00a0000 \u00e0 15\u00a0000\u00a0USD de perte de production, auxquels s'ajoutent 3\u00a0000 \u00e0 10\u00a0000\u00a0USD pour la bo\u00eete de vitesses et la main-d'\u0153uvre. Le co\u00fbt total d'une bo\u00eete de vitesses sous-dimensionn\u00e9e est donc de 8\u00a0000 \u00e0 25\u00a0000 USD par panne, d\u00e9passant largement le surco\u00fbt d'une unit\u00e9 correctement dimensionn\u00e9e.<\/p>\n<\/div>\n  <\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n <\/p>\nTrois modes de d\u00e9faillance sp\u00e9cifiques aux entra\u00eenements des bulldozers \u00e0 roues<\/h2>\n\n \n \n 1<\/div>\n Surchauffe soutenue due au couple de blocage lors d'un compactage intensif de mat\u00e9riaux compact\u00e9s<\/div>\n<\/div>\n Lors de travaux de terrassement intensifs, la lame rencontre un mat\u00e9riau compact\u00e9 ou un obstacle inamovible. L'op\u00e9rateur maintient la pleine puissance et la transmission d\u00e9livre un couple maximal \u00e0 une vitesse de roue quasi nulle (calage) pendant 5 \u00e0 30 secondes. Au calage, la transmission g\u00e9n\u00e8re une chaleur maximale, sans ventilation pour le refroidissement. Sur un bulldozer de 50 tonnes d'une puissance de 400 kW, un calage de 30 secondes dissipe environ 12 MJ de chaleur par la transmission, ce qui augmente la temp\u00e9rature de l'huile de 30 \u00e0 50 \u00b0C. Lors de travaux sur des stocks de charbon, o\u00f9 la temp\u00e9rature de base de l'huile est d\u00e9j\u00e0 de 80 \u00e0 95 \u00b0C (due \u00e0 la chaleur de la surface du charbon), un calage peut faire grimper la temp\u00e9rature jusqu'\u00e0 120 \u00e0 145 \u00b0C, d\u00e9passant ainsi la limite thermique de l'huile min\u00e9rale et acc\u00e9l\u00e9rant la d\u00e9gradation des roulements et des engrenages. Des calages r\u00e9p\u00e9t\u00e9s par heure (fr\u00e9quents lors de travaux de d\u00e9fon\u00e7age ou de compactage intensifs) entra\u00eenent des dommages thermiques cumulatifs irr\u00e9versibles, m\u00eame apr\u00e8s une simple vidange d'huile. La signature des dommages thermiques est d\u00e9tectable par analyse d'huile\u00a0: une concentration \u00e9lev\u00e9e de particules de fer et de cuivre indique que les surfaces des roulements et des engrenages ont d\u00e9pass\u00e9 leur seuil de revenu et lib\u00e8rent des mati\u00e8res. Un programme d'analyse d'huile avec des pr\u00e9l\u00e8vements toutes les 250\u00a0heures permet de d\u00e9tecter l'apparition de dommages thermiques 500 \u00e0 1\u00a0000\u00a0heures avant la d\u00e9faillance de la bo\u00eete de vitesses, ce qui laisse le temps de programmer un remplacement lors d'un arr\u00eat planifi\u00e9 plut\u00f4t que de subir une panne impr\u00e9vue en pleine production.<\/p>\n Pr\u00e9vention\u00a0: Huile synth\u00e9tique PAO. Surveillance de la temp\u00e9rature d\u2019huile avec r\u00e9duction automatique du couple \u00e0 110\u00a0\u00b0C. Limiteur de temps de calage (r\u00e9duction automatique apr\u00e8s 15\u00a0secondes). Circuit de refroidissement d\u2019huile int\u00e9gr\u00e9 au syst\u00e8me de refroidissement de la machine.<\/div>\n<\/div>\n \n \n 2<\/div>\n Dommages aux joints et aux logements caus\u00e9s par la p\u00e9n\u00e9tration des d\u00e9bris de d\u00e9charge<\/div>\n<\/div>\n Les d\u00e9chets des d\u00e9charges municipales contiennent des fils d'acier, des bouts de barres d'armature, des fragments de verre et des \u00e9clats de plastique tranchants qui endommagent le carter de transmission et s'enroulent autour de l'arbre de sortie \u2013 un ph\u00e9nom\u00e8ne similaire \u00e0 l'enrobage de r\u00e9sidus de canne \u00e0 sucre sur les moissonneuses-batteuses, mais avec des mat\u00e9riaux bien plus durs et coupants. Un fil d'acier enroul\u00e9 autour de l'arbre peut percer un joint \u00e0 l\u00e8vre standard en seulement 8 heures de travail. Les fragments de verre incrust\u00e9s dans les d\u00e9chets agissent comme un agent abrasif lorsqu'ils se coincent entre la l\u00e8vre du joint et l'arbre. Le lixiviat chimique (pH 4 \u00e0 9, contenant des m\u00e9taux dissous et des acides organiques) attaque \u00e0 la fois le mat\u00e9riau du joint et le rev\u00eatement du carter. Cette agression physique et chimique combin\u00e9e fait de l'environnement des d\u00e9charges le plus destructeur pour les joints de transmission de toutes les applications \u00e9tudi\u00e9es.<\/p>\n Pr\u00e9vention\u00a0: Joints d\u2019\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 \u00e0 double c\u00f4ne (obligatoires pour les d\u00e9charges). Protection anti-d\u00e9bris en acier avec \u00e9jecteur de fil. Manchon de fil tremp\u00e9 (duret\u00e9 sup\u00e9rieure \u00e0 60 HRC). Rev\u00eatement du bo\u00eetier r\u00e9sistant aux produits chimiques (\u00e9poxy ou polyur\u00e9thane). Inspection quotidienne des fils\/c\u00e2bles enroul\u00e9s.<\/div>\n<\/div>\n \n \n 3<\/div>\n Charge de choc induite par les pneus lors du passage sur des objets durs enfouis \u00e0 vitesse de transit<\/div>\n<\/div>\n Lorsqu'un bulldozer sur roues roule sur une roche enfouie, un bloc de b\u00e9ton ou une poutre d'acier \u00e0 vitesse de transit (15 \u00e0 30 km\/h), le pneu transmet un choc vertical et longitudinal au palier de sortie et \u00e0 la transmission. L'amplitude du choc d\u00e9pend de la taille de l'objet, de la vitesse de transit et de la rigidit\u00e9 du pneu\u00a0; elle peut atteindre 3 \u00e0 8 g au niveau de la bride de fixation de la transmission. \u00c0 30 km\/h, la transmission dispose de 0,05 \u00e0 0,10 seconde pour absorber le choc\u00a0: un laps de temps trop court pour que le syst\u00e8me hydraulique puisse r\u00e9agir et trop bref pour que l'op\u00e9rateur puisse r\u00e9agir. Ces impacts \u00e0 vitesse de transit produisent des pics de contrainte Brinell dans les paliers et \u00e0 la base des dents d'engrenage, ce qui engendre une accumulation de dommages par fatigue 5 \u00e0 10 fois plus rapide qu'en r\u00e9gime de fonctionnement continu. Ainsi, la conduite \u00e0 vitesse de transit sur des surfaces irr\u00e9guli\u00e8res est plus dommageable pour la transmission que l'op\u00e9ration de nivellement \u00e0 couple \u00e9lev\u00e9 elle-m\u00eame. Ce constat contre-intuitif (le transit \u00e9tant plus dommageable que le nivellement) est confirm\u00e9 par l'analyse des d\u00e9faillances de roulements sur les principaux parcs de bulldozers\u00a0: 55 \u00e0 65% des d\u00e9faillances de roulements de sortie pr\u00e9sentent des signes de fatigue par impact (effet Brinell, fissuration sous-jacente) plut\u00f4t que les signes de fatigue sous charge continue (\u00e9caillage, micro-piq\u00fbres) qui indiqueraient une d\u00e9faillance induite par le couple de nivellement. La conclusion est sans appel\u00a0: maintenir des voies de transport lisses et limiter la vitesse de transit sur les surfaces non pr\u00e9par\u00e9es prolonge la dur\u00e9e de vie des roulements de transmission de 40 \u00e0 60% \u2013 une pratique de maintenance gratuite qui permet d'allonger consid\u00e9rablement la dur\u00e9e de vie de la bo\u00eete de vitesses.<\/p>\n Pr\u00e9vention\u00a0: Limiter la vitesse de transit \u00e0 15\u00a0km\/h maximum sur les surfaces non pr\u00e9par\u00e9es. Entretenir les voies de transport afin d\u2019\u00e9liminer les obstacles enfouis. Sp\u00e9cifier des roulements de sortie avec une r\u00e9sistance aux chocs dynamiques (et non seulement statiques). Compos\u00e9 de gomme absorbant les chocs.<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n
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