Manuel de sélection des palans électriques CD1, MD1 et HC
Point clé Le choix d'un palan électrique repose sur trois paramètres techniques fondamentaux : la vitesse de levage est déterminée par la vitesse du moteur et le rapport de vitesse du réducteur (v=πD₀n/i·m), la classe de fonctionnement définit le facteur de marche (JC) — M3~M4 → 25 %, M5 → 40 %, M6 → 60 % — et la multiplication de palan influence l'équilibre entre la tension du câble et la vitesse de levage (m=2 : vitesse élevée, faible tension ; m=4 : vitesse réduite, tension élevée). Le modèle CD1 convient aux classes M3~M4, le MD1 aux classes M4~M5 et le HC aux classes M5~M6. Cet article couvre la gamme complète de 1 à 20 t, avec paramètres de sélection et procédure de calcul.
Le palan électrique est le composant de levage le plus critique de la grue. Kelude Industries Lourdes propose les modèles CD1, MD1 et HC couvrant toute la gamme de 1 à 20 t. Chaque appareil est soumis à un essai de charge et à un test d'isolation avant sa sortie d'usine. Le CD1 (vitesse unique), le MD1 (deux vitesses) et le HC (palan à boîtier carré) couvrent les classes de fonctionnement M3~M6. Un choix technique rationnel doit simultanément faire correspondre la vitesse de levage, la classe de fonctionnement et la multiplication de palan — ces trois dimensions sont indissociables. Cet article présente, d'un point de vue ingénierie, la méthode de correspondance des paramètres pour toute la gamme, avec la procédure de calcul complète.
Pour les références de prix par tonnage et les questions fréquentes sur la sélection, consultez le guide des paramètres techniques et du choix du palan électrique 5 t et la foire aux questions sur les prix des palans électriques. Pour le calcul technique détaillé du mécanisme de levage (câble métallique, tambour, moteur), reportez-vous à le calcul d'ingénierie du mécanisme de levage du palan électrique.
Schéma de structure des palans électriques CD1/MD1
Comparaison des paramètres de sélection des palans CD1 / MD1 / HC
Calcul de la vitesse de levage
La vitesse de levage v d'un palan électrique est déterminée par la vitesse du moteur n, le rapport de vitesse du réducteur i, le diamètre du tambour D₀ et la multiplication de palan m : v=π×D₀×n/(i×m×60). D₀ est le diamètre nominal du tambour (m), n la vitesse nominale du moteur (tr/min), i le rapport de vitesse du réducteur (environ 100 à 120 pour la réduction à trois étages d'engrenages du CD1), et m la multiplication de palan. Un même moteur, associé à différents rapports de réducteur et multiplications de palan, couvre une plage de vitesses allant de 3,5 m/min (charge lourde, vitesse lente) à 8 m/min (charge légère, vitesse rapide).
Vitesses standard par modèle : CD1 à vitesse unique 8 m/min (1 à 5 t), MD1 à deux vitesses 8/0,8 m/min (5 t) ou 7/0,7 m/min (10 t), HC à deux vitesses 3,5/0,35 m/min (16 à 20 t). Le HC peut également être équipé d'un moteur à fréquence variable pour une commande continue de 0,5 à 8 m/min. Principe de sélection : pour les manutentions à cadence élevée, privilégiez la vitesse rapide de 8 m/min ; pour l'assemblage de précision en charge lourde, la vitesse lente de 3,5 m/min est plus sûre ; pour un compromis, optez pour le MD1 à deux vitesses.
Classe de fonctionnement et facteur de marche
La classe de fonctionnement détermine le facteur de marche (JC) du moteur, c'est-à-dire le pourcentage de temps sous tension pendant un cycle de travail. Pour la classe M3 (charge légère, faible fréquence), choisir JC=25 % — le temps d'arrêt après chaque cycle doit être au moins 3 fois supérieur au temps de fonctionnement. Pour la classe M4 (charge moyenne, fréquence moyenne), JC=25 %. Pour la classe M5 (charge moyenne à lourde), JC=40 %. Pour la classe M6 (charge lourde, fréquence élevée), JC=60 %. Le CD1 est standard avec JC=25 % (classes M3~M4), le MD1 avec JC=25 %/40 % (classes M4~M5), et le HC avec JC=40 %/60 % (classes M5~M6).
À puissance égale, la puissance nominale de sortie d'un moteur en JC=40 % est inférieure d'environ 15 à 20 % à celle en JC=25 %, car un facteur de marche élevé exige une plus grande capacité thermique pour dissiper la chaleur. Il est absolument exclu d'utiliser un moteur conçu pour JC=25 % dans des conditions de classe supérieure à M5 — le fonctionnement continu provoquerait une surchauffe et la destruction du moteur. Pour augmenter la classe de fonctionnement, choisissez un moteur de puissance supérieure ou passez au palan à boîtier carré HC.
Multiplication de palan et tension du câble
La multiplication de palan m influence directement l'équilibre entre la tension du câble métallique et la vitesse de levage. Avec m=2 (deux brins), la tension du câble F≈(Q+q)/(2×η) et la vitesse de levage v=2v₀ (v₀ étant la vitesse linéaire du tambour). Avec m=4 (quatre brins), F≈(Q+q)/(4×η) et v=v₀/2. Pour les petites charges de 1 à 10 t, on utilise couramment m=2 : structure simple, coût réduit, vitesse élevée. Pour les charges de 10 à 20 t, m=4 est privilégié : la tension du câble étant réduite de moitié, le diamètre du câble peut être diminué d'environ 1 à 2 calibres ; les poulies et le tambour augmentent de taille, mais la durée de vie en fatigue du câble en flexion s'allonge de 30 à 50 %.
Impact de la multiplication de palan sur le prix : m=4 nécessite 2 à 4 poulies supplémentaires par rapport à m=2, ce qui augmente le coût de fabrication du palan de 10 à 15 %, mais la réduction de diamètre du câble diminue les coûts de remplacement ultérieurs. Le diamètre du câble métallique est choisi selon la condition force de rupture ≥ F×n (n=5 pour la classe M5). La procédure de calcul détaillée est présentée dans le calcul d'ingénierie du mécanisme de levage du palan électrique.
Tableau comparatif des paramètres CD1/MD1/HC
| Modèle | Capacité de levage (t) | Vitesse (m/min) | Moteur (k W) | facteur de marche (JC) | Classe de fonctionnement |
|---|---|---|---|---|---|
| CD1 1t | 1 | 8 | 1.5 | 25% | M3~M4 |
| CD1 2t | 2 | 8 | 3.0 | 25% | M3~M4 |
| CD1 3t | 3 | 8 | 4.5 | 25% | M3~M4 |
| CD1/MD1 5t | 5 | 8/0.8 | 7.5 | 25%/40% | M4~M5 |
| MD1 10t | 10 | 7/0.7 | 13 | 40% | M4~M5 |
| MD1/HC 16t | 16 | 3.5/0.35 | 13 | 40% | M5~M6 |
| MD1/HC 20t | 20 | 3.5/0.35 | 18.5 | 40% | M5~M6 |
Lors du choix, notez que les vitesses indiquées dans le tableau ci-dessus correspondent à la configuration standard. Des vitesses non standard peuvent être obtenues en ajustant le rapport de vitesse du réducteur selon les besoins du client. Kelude propose un service de personnalisation des vitesses non standard ; dans tous les cas, le coefficient de sécurité du câble métallique et la capacité thermique du moteur sont recalculés. (Par exemple, réduire la vitesse d'un palan de 5 t de 8 m/min à 5 m/min pour améliorer la capacité de levage.) Le palan à boîtier carré de type HC peut également être équipé en option d'une variation de vitesse par fréquence (nécessite l'ajout d'un variateur de fréquence et d'un codeur, avec un supplément d'environ 20 % à 40 %). Toute sélection de vitesse non standard doit faire l'objet d'un recalcul du coefficient de sécurité du câble métallique et de la capacité thermique du moteur.
Normes recommandées
• JB/T 10220-2014 — Freins pour palans électriques
• JB/T 10218-2014 — Moteurs à rotor conique pour palans électriques
• JB/T 10219-2014 — Réducteurs pour palans électriques
Questions fréquentes
Q : Comment choisir entre les modèles CD1 et MD1 ?
A : Pour le levage courant, choisissez le CD1 (vitesse unique, coût réduit). Pour un positionnement précis, optez pour le MD1 (deux vitesses, avec une vitesse lente de 0,8 m/min pour l'alignement fin). Le palan à boîtier carré de type HC convient aux applications intensives et à fréquence élevée (M5~M6) ; il est plus coûteux mais offre la durée de vie la plus longue.
Q : Une vitesse de levage élevée est-elle préférable à une vitesse lente ?
A : Tout dépend des conditions d'utilisation. Pour les manutentions à fréquence élevée (plus de cent cycles par jour), choisissez la vitesse rapide de 8 m/min pour gagner en productivité. Pour l'assemblage de précision de charges lourdes, préférez la vitesse lente de 3,5 m/min pour la sécurité. Le modèle MD1 à deux vitesses combine les deux avec 8/0,8 m/min : la vitesse rapide pour les montées et descentes fréquentes, la vitesse lente pour les ajustements fins de positionnement.
Q : Qu'est-ce que le facteur de marche et quelles sont les conséquences d'une erreur de sélection ?
A : Le facteur de marche = temps sous tension / (temps sous tension + temps hors tension) × 100 %. Le CD1 est livré en standard avec un facteur de marche de 25 %, ce qui signifie que le moteur ne doit pas être sous tension plus de 25 % du temps d'un cycle ; il ne convient donc pas aux applications dépassant M5. Si le CD1 est utilisé dans des conditions exigeant un facteur de marche supérieur (JC requis de 40 %), le moteur risque de surchauffer et de griller en 30 à 60 minutes en raison d'un refroidissement insuffisant.
Q : Quel est l'impact de la multiplication de palan sur le prix et la durée de vie ?
A : Avec m=4, on compte 2 à 4 poulies supplémentaires par rapport à m=2, ce qui augmente le coût de fabrication du palan de 10 % à 15 %. En revanche, la tension du câble métallique étant réduite de moitié, le diamètre du câble peut être diminué d'un à deux calibres, ce qui prolonge la durée de vie en fatigue du câble en flexion de 30 % à 50 %. Le coût d'exploitation global s'en trouve donc réduit. Pour les fortes capacités (≥ 10 t), m=4 est recommandé.
