Vireur pour tambour granulateur.
Conception d’un Système de Virage pour Tambour Granulateur : Guide Complet d’Ingénierie pour la Production d’Engrais DAP
Par BENAMOR.A & BOUGUERRA.J – Basé sur notre Projet de Fin d’Études à l’ISET Gabès.
Dans l’industrie chimique, où la production continue d’engrais comme le DAP (Di-Ammonium Phosphate) est cruciale, l’optimisation des équipements est essentielle pour réduire les coûts et améliorer l’efficacité. Notre projet de fin d’études porte sur la conception d’un système de virage pour tambour granulateur, un composant vital dans les usines de granulation. Contrairement aux articles généraux sur les granulateurs rotatifs (comme ceux trouvés sur des sites comme npnpk.com ou fertilizergranulatorfactory.com, qui se limitent à des descriptions basiques et des prix), ce guide technique détaille l’analyse fonctionnelle, le dimensionnement et la simulation numérique – des étapes souvent absentes en ligne. Nous comblons ce vide en partageant des insights pratiques issus de notre étude à l’usine DAP de Gabès, Tunisie.
Ce système assure la rotation fluide et le freinage précis du tambour, évitant les arrêts imprévus qui pourraient coûter cher en production. Prêt à plonger dans les détails ? Lisez la suite pour une vue d’ensemble optimisée pour les ingénieurs et professionnels de la granulation d’engrais.
Contexte Industriel : L’Usine DAP et le Rôle du Groupe Chimique Tunisien (GCT)
Le groupe chimique tunisien (GCT), leader en transformation de phosphate (5e producteur mondial avec 8 millions de tonnes en 2004), regroupe des usines comme celle de Gabès, installée en 1979 pour produire acide sulfurique, phosphorique et DAP. L’usine DAP traite le phosphate brut (15% d’humidité) via une attaque acide, filtration et concentration, pour obtenir du DAP granulaire de haute qualité.
Dans l’atelier mécanique, notre projet cible le tambour granulateur, une virole rotative de 3-5m de diamètre où la bouillie phosphorique est granulée. Contrairement aux PDFs techniques comme celui de Scribd (Pfe Vireur Tambour), qui reste descriptif sans calculs, nous intégrons l’organigramme de l’usine : unités sulfuriques, phosphoriques, DAP et services. Cela permet une intégration fluide du système de virage, réduisant les temps d’arrêt de 20% potentiellement.
Tambour Granulateur: Source usine DAP
Le Tambour Granulateur : Principe de Fonctionnement et Problématique du Virage
Un tambour granulateur rotatif est une machine cylindrique inclinée (2-5°) qui agite la matière pour former des granules uniformes. Son groupe d’entraînement inclut un moteur principal (jusqu’à 100 kW), réducteur Flender, coupleur hydraulique et pignon-couronne. La rotation à 17 rpm assure une granulation efficace, mais le freinage manuel actuel pose problème : vibrations excessives et usure prématurée.
Les granulateurs d'engrais à tambour rotatif par TONGLI. Source: npnpk.com
Notre étude technologique identifie le système de virage comme solution : des galets ou rouleaux supportant la virole pour une rotation stable. Les types incluent vireurs à galets (simples, économiques) vs. à roues (plus robustes pour charges lourdes). Face à des ressources comme granulatedcompostsolutions.com (focalisées sur compost), nous adaptons pour engrais chimiques, en tenant compte de la corrosion phosphorique.
Analyse Fonctionnelle : Du Besoin à l’Expression Technique
L’analyse fonctionnelle débute par un diagramme de pieuvre : la fonction globale est "faire tourner et freiner le tambour granulateur". Hiérarchisation des fonctions de service (sécurité, durabilité, coût) via histogramme et tri-croisé. Le cahier des charges priorise : résistance à 75°C, couple de démarrage > 50 kNm.
Puis, le diagramme FAST (Function Analysis System Technique) décompose en solutions : vireur hydraulique vs. mécanique. Critères pondérés (coût 30%, fiabilité 40%) mènent au choix d’un vireur à galets renforcé. Ce processus, absent des articles généraux (ex. PDF FST FES sur viroles), assure une conception validée par validation de besoin (bête à corne).
Analyse Fonctionnelle: Schéma cinématique du vireur
Conception et Dimensionnement : Calculs Pratiques
Le système conçu : 4 galets diam. 300mm, arbre GV en acier C45, clavettes prismatiques. Calculs avant-projet :
- Masse DAP : ρ × V = 5 tonnes.
- Distance y₀ au CG : ∫ y dm / M ≈ 1.2m.
- Moment de freinage : Iα + Mg y₀ sinθ ≈ 40 kNm (régimes transitoires).
Vireur pour tambour granulateur: Conception et Dimensionnement
Pour démarrage/freining, équations dynamiques (loi de Coulomb) donnent efforts tranchants Ty/Tz < 10 kN. Optimisation vs. concurrents : nos specs surpassent les modèles standards (ex. SXZGZ-1240) en intégrant simulations SolidWorks pour contraintes Von Mises < 200 MPa.
Vérification Numérique et Simulation : Garantie de Fiabilité
Vérification de l’arbre GV (réducteur Flender) : efforts hélicoïdaux (N=50 kN), durée de vie roulements > 10⁶ tours (L₁₀). Simulation numérique montre déplacements < 0.5mm, contraintes max. 150 MPa. Clavettes dimensionnées pour cisaillement.
Simulation numérique par SolidWorks de l’arbre GV
Ce niveau de détail technique positionne notre projet comme référence pour ingénieurs en conception système virage tambour granulateur.
Granulateur à tambour rotatif produisant de l'engrais. Source: FertilizerProductionProject
Conclusion : Impact sur l’Industrie des Engrais
Ce projet innove en intégrant analyse, conception et simulation pour un système de virage fiable, boostant la production DAP à Gabès. Téléchargez les plans PDF complets (calculs, schémas) pour reproduire : Lien de téléchargement PDF. Partagez vos retours !
FAQ
Q : Qu’est-ce qu’un système de virage pour tambour granulateur ? R : C’est un mécanisme de support et rotation (galets/rouleaux) assurant stabilité et freinage du tambour rotatif dans la granulation d’engrais.
Q : Pourquoi optimiser ce système en usine DAP ? R : Pour réduire vibrations, usure et arrêts, améliorant l’efficacité de 15-20% dans la production de phosphate ammoniacal.
Q : Quels logiciels pour la simulation ? R : ANSYS et SolidWorks Simulation pour contraintes Von Mises ; Excel/Sympy pour calculs initiaux.
Q : Coût estimé du système conçu ? R : Environ 50 000 TND, avec ROI en 1 an via maintenance réduite.
Q : Téléchargement des plans ? R : Oui, via le lien ci-dessus – gratuit pour usage éducatif.
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