Convoyage sûr de produits en vrac avec des chaînes porte-câbles et des capteurs dans une excavatrice à godets

Fiche signalétique

• Solution requise : chaîne porte-câbles à roulettes de type 5050RHD, câbles chainflex, module i.Sense pour la surveillance de l'état de la chaîne porte-câbles
• Exigences : l'enrouleur de câbles utilisé auparavant  demandait beaucoup d'entretien et le câble haute tension non protégé avait été endommagé. L'augmentation de la section des câbles se soldait par un poids accru, par des câbles affaissés et une forte usure, le tout entraînant parfois des immobilisations du guidage. L'exploitant s'est donc mis à la recherche d'une solution sûre et peu gourmande en entretien.
• Secteur : manutention de produits en vrac
• Avantage pour le client : l'association entre chaîne porte-câbles, câbles et capteurs s'est soldée par une plus grande disponibilité des équipements, une longue durée de vie et une grande sécurité en service. La chaîne porte-câbles en polymère réduit le poids, simplifie le guidage des câbles et permet à l'exploitant de réduire l'entretien et les coûts.

La chaîne porte-câbles à roulettes assurant le guidage des câbles de cette excavatrice à godets effectue une course de 670 m - et établit un record du monde.

Problème

La Talwandi Sabo Power Limited (TSPL) est une centrale au charbon se trouvant à Banawala, en Inde. La manutention des produits en vrac y est assurée par des machines de mise et de reprise au stock. Le charbon est extrait et chargé sur les convoyeurs qui alimentent directement la centrale en charbon pour la production d'énergie. Ces machines sont essentielles pour le fonctionnement continu de la centrale au charbon et ne peuvent donc se permettre de tomber en panne.
La machine appelée empileur-récupérateur est en fait la combinaison de deux machines, l'empileur transportant le charbon vers un stock et le récupérateur le reprenant pour en approvisionner la chaudière de la centrale en fonction des besoins.
Pour pouvoir attaquer de manière flexible différentes positions d'extraction, la machine entière se déplace constamment sur d'immenses rails de 700 m de long. Le guidage mobile des câbles de la machine, et donc son alimentation en énergie, était auparavant assuré par un enrouleur de câbles. Ce type d'alimentation en énergie renfermant différents composants (moteur, réducteur, commutateurs, collecteur tournant, paliers par exemple), des mesures d'entretien régulières étaient indispensables pour l'exploitant. Ce dernier devait aussi prêter une grande attention au câble haute tension (11kV) qui n'était pas protégé et dont la gaine extérieure risquait d'être endommagée par le charbon transporté dans la machine. Pendant les trois années de service, les diamètres des câbles ont donc été augmentés, ce qui a aussi augmenté le poids des câbles et provoqué un affaissement croissant. L'entraînement de l'enrouleur a été plus sollicité, sa fiabilité a beaucoup baissé et s'est soldée par des problèmes de tension des câbles. Les dommages parfois importants sur les câbles ont entraîné un fonctionnement peu fiable de la machine et des coûts d'entretien élevés.

Solution

Face à ces problèmes récurrents et à des immobilisations accrues de toute la machine, l'exploitant s'est lancé dans une recherche intensive de solutions plus adaptées. Un projet de refonte du système de guidage des câbles a finalement vu le jour et la coopération entre l'exploitant et une équipe projets igus a démarré au printemps 2019. Un contact étroit sur plusieurs mois a couvert l'ensemble du processus, de la conception du projet à l'installation du nouveau guidage des câbles. La pièce maîtresse de la nouvelle solution est une gigantesque chaîne porte-câbles d'une course de 670 m. Elle a ainsi établi un record du monde, étant la deuxième chaîne porte-câbles en polymère dans le monde ayant une course d'une telle longueur.
Il va de soi qu'une solution d'une telle taille a aussi sa part d'incertitude. C'est la raison pour laquelle un échantillon de la chaîne proposée, une chaîne porte-câbles à roulettes E4/4 de type 5050RHD a été passé au crible dans notre propre laboratoire de tests.
Les câbles sont guidés de manière sûre à l'intérieur de la chaîne et sont mieux protégés des influences extérieures. Nos câbles chainflex, conçus pour les applications en mouvement et en liaison avec nos chaînes porte-câbles, ont aussi été utilisés dans la nouvelle chaîne porte-câbles. Pour avoir une sécurité de planification supplémentaire face à de telles dimensions, la chaîne porte-câbles entière est équipée de nos plastiques intelligents, sous la forme de capteurs.
Des modules i.Sense y assurent une surveillance permanente de l'état, leurs capteurs mesurant les forces de traction et de poussée sur toute la longueur de la chaîne. Ces données sont évaluées par l'intermédiaire d'un module placé dans l'armoire électrique et elles peuvent déclencher des actions en cas de dépassement d'une valeur de seuil, dont un arrêt du système. Un endommagement de la chaîne porte-câbles peut ainsi être évité.
Cette interaction entre la chaîne porte-câbles, les câbles et les capteurs a donné naissance à une solution qui a permis d'améliorer considérablement la disponibilité des équipements, leur durée de vie et la sécurité en service. La chaîne porte-câbles en polymère réduit le poids, simplifie le guidage des câbles et permet à l'exploitant de réduire l'entretien et les coûts.