Mesure, Pesage et Détermination du centre de gravité des engins d’exploitation minière avec les techniques de HBM Test and Measurement

La société Kolubara Metal Vreoci en Serbie a été créée en 1953 et fait partie du grand conglomérat industriel d'exploitation Kolubara-a. Kolubara Metal est en même temps un fabrication de matériels et une société d’ingénierie spécialisée dans l'équipement minier, l'entretien et la réparation des matériels ainsi que bien d'autres machines utilisées dans l'industrie minière.

Pour faciliter l'assemblage et l'entretien des machines d'exploitation, une méthode améliorée a dû être trouvée pour peser les superstructures de ces machines d'exploitation. 

Le pesage a été la solution choisie pour mesurer le poids et déterminer le centre de gravité sur des immenses machines d’extraction. Le pesage peut être exécuté sur différents types de machines d'exploitation (excavatrices, roues-pelles, épandeurs, convoyeurs mobiles, etc.) et peut également être employé sur diverses structures métalliques dans d'autres applications industrielles.

Depuis 1988, Kolubara Metal utilise les techniques de pesage. Le laboratoire de mesure et le service de recherche ont vu le jour en 2002. Ils ont été accrédité selon la norme SRPS ISO/IEC 17025:2006 en 2009.

Un pesage des machines d'exploitation doit être réalisé après l'installation du chantier ou après chaque réinstallation, à intervalles périodiques. L'évaluation globale de la stabilité des machines est basée sur les résultats du pesage. Dans le passé, en Serbie, plusieurs machines s'étaient brisées en raison de la non connaissance du centre de gravité.

Pesage en process

Le pesage est une solution complexe parce qu'il implique de soulever entièrement la superstructure (pouvant aller jusqu'à 50m de longueur et 40m de hauteur, avec une masse de 1500t) des châssis au moyen de vérins hydrauliques et de contrôler la charge sur chaque vérin.

La méthode employée est basée sur deux systèmes de mesure fonctionnant en parallèle :

  • Mesure hydraulique, avec une mesure de la pression d'huile hydraulique
  • Mesure de la résistance électrique des jauges de contraintes qui équipent les capteurs de force.

Sur la machine, la position où le capteur de force doit être installé est connue, il s’agit de l'appui de levage qui est fait sur commande. Les machines d'exploitation ont habituellement trois ou quatre appuis de levage, toutefois, il est possible de mesurer sur six points simultanément.

Localisations des points d'appui des vérins sur une excavatrice roues-pelles

Mesure de résistance électrique

La chaine de mesure est constituée des capteurs de force C6A de HBM (avec des capacités de 5000 KN), associés au système d’acquisition de données MGCplus et le logiciel de mesure catman® permet la configuration du système de mesure, la visualisation des mesures et l’analyse des données.

Points d'appui des vérins
Schéma montrant les capteurs de force, le système d'acquisition de données et la visualisation des mesures

Pesage et détermination du centre de gravité

Les charges aux appuis de levage sont mesurées en online et les données acquises sont affichées sous formats numériques et graphiques. Pendant le pesage, on peut observer les charges aux différents points. La figure nous montre le moment où la superstructure se soulève du châssis (ligne plate). On peut également observer l'oscillation de la superstructure pendant la séquence de mesure.

Le centre de gravité est déterminé en employant le théorème de Varignon.

Représentation graphique des charges aux divers points
Représentation graphique du théorème de Varignon

References & Authors

Evaluation des résultats de mesure

Laboratoire de mesure et service de recherche a réalisé 120 campagnes de pesage depuis 2002

Auteurs

Branko Nikolić, MSc Mechanical Engineering
Rajko Spasojević, BSc Electrical Engineering

Pour plus d'information visitez le site:
http://www.kolubarametal.com/

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