Norme JB/T 10221-2014 pour tambours de palans électriques
La norme JB/T 10221-2014 « Tambours pour palans électriques » est la norme produit dédiée aux tambours de palans électriques. Elle définit la classification, les exigences techniques, les méthodes d'essai et les règles d'inspection des tambours pour palans électriques à câble, et s'applique aux tambours utilisés dans les mécanismes de levage des palans électriques de type CD1 et MD1.
Structure du tambour et exigences techniques
Le tambour de palan électrique se distingue du tambour de grue classique : son diamètre est réduit, sa longueur limitée et sa conception compacte, avec un montage en ligne sur le même axe que le moteur et le réducteur. La norme spécifie un tambour en fonte grise HT250 pour les capacités moyennes et faibles (≤50t) ou une structure soudée en acier Q345B (≈S355J2) pour les fortes capacités (>50t). L'épaisseur de paroi est déterminée en fonction du diamètre du câble métallique et de la capacité de levage, avec une épaisseur minimale de 8 mm.
La norme impose des exigences strictes sur la précision d'usinage de la gorge du tambour. Le rayon de la gorge de câble est de R≈0,53 à 0,55d, le pas de p≈d+2 mm et la profondeur de h≈0,35 à 0,4d. La rugosité de surface doit être inférieure ou égale à Ra 12,5 μm, avec une transition douce de la rainure en spirale, sans angle vif. Le diamètre du tambour doit respecter D≥20d, paramètre essentiel pour garantir la durée de vie en fatigue par flexion du câble métallique. La surface extérieure du tambour et sa gorge doivent être usinées en un seul montage.
La conception de l'épaisseur de paroi du tambour ne repose pas uniquement sur des critères de résistance : elle doit également tenir compte de l'aptitude à la coulée. Pour un tambour en fonte grise HT250, l'épaisseur minimale est généralement de 8 mm, et de 10 mm pour un tambour en acier moulé. Une paroi trop mince nuit à la fluidité du métal en fusion lors de la coulée, entraînant des soufflures et des criques. À l'inverse, une paroi trop épaisse alourdit le tambour et augmente les coûts. L'adéquation entre le diamètre du tambour et celui du câble métallique est un facteur déterminant pour la durée de vie de ce dernier.
L'exigence D≥20d découle des données d'essai de fatigue par flexion du câble métallique : lorsque le rapport D/d est inférieur à 18, la contrainte de flexion du câble augmente fortement et sa durée de vie chute de manière exponentielle. Pour les applications exigeantes telles que les grues à portique, la norme recommande un rapport D/d≥25. La précision d'usinage de la gorge du tambour influence directement la qualité d'enroulement et l'uniformité de l'usure du câble métallique : un rayon de gorge trop grand ou trop petit accélère l'usure du câble.
Fixation du câble et exigences de sécurité
L'extrémité du câble métallique est fixée sur le tambour par des plaques de serrage, avec au moins 2 plaques par extrémité et un espacement de 50 mm minimum. Le câble doit être enroulé de manière ordonnée sur le tambour, en conservant au moins 2 spires de sécurité. En cas de bobinage multicouche, des flasques sont prévus aux deux extrémités du tambour, leur hauteur dépassant d'au moins 2 fois le diamètre du câble métallique le niveau de la couche externe. Le logement de roulement de tambour doit faire l'objet d'une lubrification régulière, avec une température de fonctionnement ne dépassant pas 80 °C.
Soudé Q345B
Selon la charge
Réduction de flexion
2 plaques par extrémité
h≈0,35~0,4d
Paroi réduite >20 %
| Paramètre | HT250Tambour | Q345B (≈S355J2)tambour soudé |
|---|---|---|
| tonnage applicable | ≤50t | >50t |
| épaisseur de paroi | 10~16mm | 8~14mm |
| rayon de la gorge de câble | R≈0.53d | R≈0.53d |
| Traitement de Surface | durée de validité+peinture antirouille | Galvanisation à Chaud+couche de finition |
Le nombre de spires de sécurité du câble métallique sur le tambour constitue l'exigence de sécurité la plus fondamentale. Même lorsque le crochet descend à sa position de travail la plus basse, au moins 2 spires de câble doivent rester sur le tambour. Ces 2 spires de sécurité empêchent la plaque de serrage en extrémité de câble de supporter directement la tension du câble métallique, évitant ainsi tout risque de desserrage de la plaque et de chute du câble. Le câble doit être enroulé de manière régulière et serrée sur le tambour, sans croisement ni écrasement en cas de bobinage multicouche.
Essais et inspections
Le contrôle de réception usine est effectué sur chaque tambour individuellement : inspection visuelle (absence de fissures, de soufflures et de bavures), contrôle dimensionnel (diamètre extérieur, longueur, paramètres de la gorge du câble) et essai d'équilibrage statique. L'essai de type comprend un essai de charge statique à 1,25 fois la charge nominale (maintien pendant 10 minutes) et un essai de charge dynamique à 1,1 fois la charge nominale. En service, la quantité d'usure de la gorge du câble est vérifiée toutes les 500 heures de travail ; toute apparition de fissure ou une usure supérieure à 2 mm entraîne la mise au rebut.
| éléments de contrôle | exigences techniques | période | évaluation |
|---|---|---|---|
| aspect | absent Coulée Défaut | sortie d'usine | conforme |
| dimensions | épaisseur de paroi/gorge du câble | sortie d'usine | Toléranceintérieur |
| Usure | gorge du câble≤2mm | 500h | hors limitesmise au rebut |
| charge statique | 1.25fois×10min | essai de type | absent Déformation |
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Questions fréquentes
Q : Quels sont les matériaux couramment utilisés pour le tambour d'un palan électrique ?
A : Le tambour est fabriqué en fonte grise HT250 (pour les petites et moyennes capacités ≤ 50 t) ou en acier Q345B (≈ S355J2) soudé (pour les grandes capacités > 50 t). La fonte grise est applicable aux conditions de service générales, tandis que la structure soudée en Q345B convient aux exigences élevées telles que la métallurgie et la coulée. L'épaisseur de paroi minimale est de 8 mm.
Q : Quels sont les paramètres d'usinage de la gorge du tambour ?
A : Le rayon de la gorge de câble est R ≈ 0,53 à 0,55 d, le pas p ≈ d + 2 mm, la profondeur h ≈ 0,35 à 0,4 d, et la rugosité Ra ≤ 12,5 μm. La rainure en spirale présente des transitions douces sans angles vifs et est usinée sur un tour à commande numérique. Des plaques de garde sont prévues aux deux extrémités pour le bobinage multicouche.
Q : Quelle est la relation entre le diamètre du tambour et le diamètre du câble métallique ?
A : La norme exige un diamètre de tambour D ≥ 20 d. Si le diamètre est trop petit, le rayon de courbure du câble métallique diminue, ce qui augmente la contrainte de flexion et accélère la rupture par fatigue. Pour les ponts roulants, D ≥ 20 d ; pour les grues à portique, D ≥ 25 d.
Q : Quels sont les critères de mise au rebut du tambour ?
A : Les critères incluent l'apparition de fissures, une usure de la gorge du câble dépassant 2 mm de profondeur, une réduction de l'épaisseur de la paroi du tambour de plus de 20 %, une déformation du tambour provoquant le déraillement du câble, ainsi que des dommages ou fissures sur les flasques. Les zones soumises à des contraintes ne doivent pas être réparées par soudage.
