Pont roulant GB/T 26473-2011 : paramètres de translation

La norme GB/T 26473-2011 constitue la spécification technique dédiée au mécanisme de translation du chariot de pont roulant, utilisée conjointement avec la norme GB/T 26472 relative au mécanisme de translation du pont. Le mécanisme de translation du chariot assure le déplacement transversal de la charge entre les poutres principales ; ses performances conditionnent directement la précision de positionnement et la productivité de l'ensemble du pont. La norme s'applique à la conception, à la fabrication et à la réception des mécanismes de translation du chariot des ponts roulants électriques. Chez Kelude Industries Lourdes, ce mécanisme associe une variation de vitesse par fréquence à un guidage par galets horizontaux, garantissant une translation stable et une excellente prévention du frottement du boudin de roue sur le rail.

Structure du mécanisme de translation du chariot

Le mécanisme de translation du chariot se compose du châssis du chariot, du bloc de roues, de l'unité d'entraînement et des butées amortisseuses. Le châssis du chariot est un élément de structure soudé en acier supportant le mécanisme de levage et le mécanisme de translation ; il est généralement fabriqué en tôles d'acier Q235B (≈S235JR) ou Q355B (≈S355JR) soudées, puis soumis à un recuit global pour éliminer les contraintes résiduelles de soudage avant l'usinage des surfaces de montage. La norme spécifie la série d'écartements du chariot (entraxe des rails) : 1000 mm, 1250 mm, 1500 mm, 1750 mm, 2000 mm, 2250 mm et 2500 mm, soit 7 valeurs standard. Le choix de l'écartement est déterminé par la capacité de levage : pour les chariots de 5 à 10 t, l'écartement est de 1000 à 1500 mm ; pour 16 à 32 t, de 1500 à 2000 mm ; pour 50 à 100 t, de 2000 à 2500 mm. Un écartement trop grand ou trop réduit compromet la stabilité du chariot et l'uniformité de la répartition des charges sur les roues.

Le mécanisme de translation du chariot adopte généralement un mode d'entraînement séparé : deux moteurs entraînent respectivement les roues de chaque côté, une synchronisation électrique garantissant la régularité du déplacement. Le réducteur du chariot est généralement de type vertical emmanché ou horizontal, monté sur un support dédié solidaire du châssis. Le moteur du chariot est soit un moteur-frein à rotor conique, soit un moteur asynchrone à variation de vitesse par fréquence. Le premier intègre la fonction de freinage et convient aux cycles de démarrage/arrêt fréquents ; le second, associé à un variateur de fréquence, permet une régulation progressive de la vitesse et réduit le balancement de la charge. L'arbre de transmission du chariot étant court, aucun support intermédiaire n'est nécessaire ; en revanche, la précision d'alignement des accouplements est exigeante, la coaxialité ne devant pas dépasser 0,1 mm.

Les roues du chariot se déclinent en deux configurations : à simple boudin et à double boudin. La roue à simple boudin convient aux chariots légers évoluant sur des rails présentant une bonne rectitude ; la roue à double boudin offre un meilleur guidage et une protection antidéraillement renforcée, adaptée aux ponts de moyenne et grande capacité. La dureté de la surface de roulement doit être au moins égale à HB280, et l'écart sur le diamètre des roues ne doit pas excéder ±0,5 % D (D étant le diamètre des roues). Après installation, les roues doivent être en contact uniforme sur toute la longueur du rail ; la longueur de contact localement interrompue ne doit pas dépasser 200 mm.

Vitesse de translation et configuration d'entraînement du chariot

La norme spécifie les vitesses de translation du chariot : 20 à 30 m/min pour les chariots de 5 à 10 t, 15 à 25 m/min pour ceux de 16 à 32 t, et 10 à 20 m/min au-delà de 50 t. La vitesse du chariot est généralement supérieure à celle du pont, car la course du chariot est plus courte (la largeur entre poutres étant limitée) ; une vitesse plus élevée améliore la productivité. Le temps d'accélération au démarrage est généralement compris entre 2 et 4 secondes, et la décélération de freinage doit être maîtrisée entre 0,3 et 0,5 m/s² afin d'éviter un balancement excessif de la charge lors des arrêts brusques.

Le choix de la puissance du moteur d'entraînement du chariot doit tenir compte de la charge de roue du chariot, de la résistance au déplacement et de la force d'accélération. La charge nominale par roue est calculée comme suit : (poids mort du chariot + capacité nominale) / nombre de roues. La résistance au déplacement comprend la résistance de frottement des roulements et la résistance au roulement entre la surface de roulement et le rail ; elle est généralement estimée entre 1,5 % et 2,0 % de la charge de roue en pleine charge. La force d'accélération est calculée à partir de la masse en pleine charge et de l'accélération. Lors de la sélection, il convient également d'appliquer des corrections liées à l'altitude et à la température ambiante : au-delà de 1000 m d'altitude ou de 40 °C de température ambiante, la puissance du moteur doit être augmentée en conséquence. En cas de variation de vitesse par fréquence, une marge de 15 % à 20 % sur la puissance du moteur est recommandée.

Appariement du rail et des roues du chariot

La norme spécifie que le rail du chariot doit être de type P (rail léger), généralement P24 ou P38. Le rail doit être solidement fixé sur la poutre de roulement du chariot ; une plaque élastique (en caoutchouc ou en résine) de 5 à 8 mm d'épaisseur est interposée entre la face inférieure du rail et la poutre, afin d'amortir les vibrations et d'ajuster l'horizontalité. Les joints de rail doivent être réalisés à l'aide d'éclisses ; la différence de hauteur au droit du joint ne doit pas dépasser 0,5 mm et le jeu ne doit pas excéder 2 mm. L'espacement des plaques de serrage est généralement de 500 à 600 mm ; les plaques doivent être serrées uniformément, le couple de serrage étant appliqué conformément aux plans d'exécution. La rectitude du rail ne doit pas dépasser ±2 mm sur toute sa longueur. Après installation du rail, un contrôle de rectitude est effectué par la méthode du fil d'acier : chaque tronçon est mesuré et ajusté progressivement afin de garantir un contact uniforme des roues sur toute la longueur.

Pour un chariot à 4 roues, la charge théorique par roue est calculée comme suit : (Q + poids du chariot) / 4. Pour un chariot à 8 roues, un palonnier (poutre d'égalisation) est nécessaire pour répartir uniformément la charge entre les roues. Le palonnier est relié au châssis du chariot par des axes articulés ; lorsque le rail présente de légères irrégularités, le palonnier oscille librement pour maintenir chaque roue en contact uniforme avec le rail. La rigidité du palonnier doit être suffisante pour que sa flèche sous charge maximale par roue ne dépasse pas 1/500 de sa portée. Les galets horizontaux (galets de guidage) sont montés sur les flancs du châssis du chariot et entrent en contact avec le flanc du rail ; ils préviennent efficacement le frottement du boudin de roue sur le rail et les déports latéraux. Le jeu entre le galet horizontal et le flanc du rail doit être réglé entre 2 et 4 mm : un jeu trop faible accélère l'usure du boudin, tandis qu'un jeu trop important réduit l'efficacité du guidage.

Tableau comparatif des paramètres du mécanisme de translation du chariot

Le tableau comparatif ci-dessous regroupe les paramètres d'écartement du chariot, de vitesse et de configuration des galets selon les différentes classes de capacité de levage, afin de faciliter la sélection et la conception.

Butées amortisseuses et dispositifs de sécurité

Les tampons du chariot doivent être installés aux deux extrémités de la poutre principale afin d'absorber l'énergie d'impact lorsque le chariot atteint ses positions extrêmes. On distingue trois types d'amortisseurs : les tampons en caoutchouc, les tampons à ressort et les tampons hydrauliques. Le tampon en caoutchouc, de structure simple et de coût réduit, est applicable aux chariots dont la vitesse de translation ne dépasse pas 30 m/min. Le tampon à ressort offre une course d'amortissement plus importante et absorbe davantage d'énergie ; il convient aux chariots à vitesse moyenne. Le tampon hydraulique, dont les caractéristiques d'amortissement sont réglables et qui ne provoque aucun rebond, est recommandé pour les vitesses élevées ou les applications exigeant une grande stabilité. La capacité d'absorption du tampon doit être au moins égale à l'énergie cinétique développée par le chariot lors d'un impact à la vitesse nominale. Le tampon doit être solidement fixé, son axe central se trouvant dans le même plan vertical que l'axe des roues du chariot, avec un écart ne dépassant pas 3 mm.

Des butées de fin de course doivent être installées aux deux extrémités du rail du chariot ; leur hauteur ne doit pas être inférieure au tiers du diamètre des roues. Lorsque le tampon du chariot entre en contact avec la butée, le fin de course de translation doit avoir déjà été actionné pour couper l'alimentation électrique. Le limiteur de course doit être monté aux deux extrémités de la poutre principale et doit se déclencher de manière fiable à une distance d'au moins 500 mm de la position extrême. Après le déclenchement du limiteur, le chariot doit pouvoir s'immobiliser à au moins 200 mm du tampon. Le limiteur doit faire l'objet d'une inspection mensuelle afin de vérifier la fiabilité de son fonctionnement. Pour les grues utilisées à l'extérieur, le chariot doit également être équipé d'une protection contre la pluie et d'un balayeur de rail afin d'éviter que l'accumulation d'eau ou de corps étrangers ne compromette la sécurité de la translation.

Questions fréquentes sur la translation du chariot