Les concasseurs à mâchoires Constmach (série CJC) sont des concasseurs primaires à simple genouillère qui brisent la roche par compression entre une plaque de mâchoire fixe et une mâchoire mobile entraînée par un arbre excentrique. La gamme va du compact CJC-60, avec une ouverture d'alimentation de 600x380 mm, jusqu'au CJC-140, avec une ouverture de 1,400x1,100 mm et un débit de 420-850 t/h, adaptée à une matière dure et abrasive en premier étage de concassage.
Qu'est-ce qu'un concasseur à mâchoires
Le concasseur à mâchoires est la première machine que rencontre la roche dans la plupart des installations de concassage. Il reçoit directement la pierre brute de carrière depuis le front de taille ou le camion de transport et la réduit à une taille que le reste de l'installation peut traiter. Son nom vient de son fonctionnement : deux plaques de mâchoire, l'une fixe et l'autre mobile, forment une chambre en V qui comprime la matière, à la manière d'un casse-noix.
Constmach répond à ce besoin avec la série CJC. Chaque machine est conçue à simple genouillère, ce qui signifie que la mâchoire mobile est entraînée directement par l'arbre excentrique plutôt que par un mécanisme de genouillère séparé situé en haut de la machine. Il en résulte un concasseur primaire compact et robuste qui supporte bien la roche la plus dure et la plus abrasive qu'une carrière puisse produire. Une conception à simple genouillère comporte aussi moins de pièces mobiles que l'ancien dispositif à double genouillère, donc moins d'usure et de graissage, et la machine se place plus bas pour une même ouverture d'alimentation.
Comment fonctionne un concasseur à mâchoires
La matière entre par le haut de la chambre à travers l'ouverture d'alimentation. La mâchoire mobile, suspendue à l'arbre excentrique, se rapproche et s'éloigne de la mâchoire fixe selon une trajectoire elliptique serrée. Lors de la course de fermeture, la roche est saisie et concassée par compression ; lors de la course d'ouverture, la gravité fait descendre les fragments brisés plus bas dans la chambre qui se rétrécit, où ils sont à nouveau saisis et concassés.
Ce cycle se répète sur toute la hauteur de la chambre jusqu'à ce que la matière soit assez petite pour tomber par l'ouverture de décharge en bas. L'action étant purement compressive, un concasseur à mâchoires ne repose ni sur l'impact ni sur une vitesse périphérique élevée pour accomplir son travail. C'est précisément pour cela qu'il traite si bien la roche à haute résistance : il applique une force énorme lentement plutôt que de frapper la pierre.
Le mouvement elliptique est essentiel. La mâchoire mobile ne se contente pas de s'ouvrir et de se fermer comme une charnière ; elle déplace aussi la roche vers le bas à chaque course, de sorte que la chambre s'auto-alimente. Cette prise vers le bas est ce qui maintient la matière en mouvement et l'empêche de rester immobile en un même point à broyer sur place. L'arbre excentrique, les volants d'inertie de part et d'autre de la machine, et la genouillère à l'arrière travaillent ensemble pour transformer la rotation régulière du moteur en cette compression contrôlée et répétée. Les volants d'inertie stockent l'énergie entre les courses et la libèrent lors de la course de concassage, ce qui permet à un moteur relativement modeste d'appliquer des forces mesurées en centaines de tonnes.
La granulométrie du produit est fixée par l'ouverture de décharge, souvent appelée réglage en position fermée, ou CSS. Élargissez l'ouverture pour un produit plus grossier et un débit plus élevé ; resserrez-la pour un produit plus fin. Sur les machines CJC, ce réglage est ajustable, de sorte que le même concasseur peut être adapté à différentes étapes en aval ou à différents produits finaux. La genouillère à l'arrière de la machine fait aussi office de fusible mécanique : si un objet non broyable pénètre dans la chambre, la genouillère est conçue pour céder avant le bâti ou l'arbre, ce qui protège les pièces coûteuses de la machine.
Pourquoi un concasseur à mâchoires pour le concassage primaire
Le concassage primaire est le travail le plus rude de l'installation. La matière est volumineuse, irrégulière et souvent sale, et la première machine doit tout accepter sans s'engorger ni se casser. Un concasseur à compression est naturellement adapté à ce rôle, car il génère la force nécessaire pour fracturer de gros blocs de roche dure tout en supportant les contraintes du chargement direct.
Les concasseurs à mâchoires sont aussi tolérants. Ils traitent la matière plate et irrégulière, avalent occasionnellement un bloc surdimensionné, et continuent de fonctionner là où d'autres types de concasseurs peineraient. Pour le granit, le basalte et le gravier de rivière, qui sont durs, à haute résistance et abrasifs, le concasseur à mâchoires est le choix primaire standard, et le reste de la ligne est dimensionné en fonction de ce qu'il produit. Un concasseur à percussion façonnerait bien ces matériaux mais s'userait rapidement sur une pierre abrasive ; un concasseur à mâchoires sacrifie la forme au profit de la résilience, ce qui est le bon compromis en tête de ligne.
La gamme CJC Constmach
Cinq modèles couvrent l'éventail complet, des petites carrières et du recyclage jusqu'à la production de granulats à haut tonnage. L'ouverture d'alimentation fixe la taille maximale de la matière et suit globalement la capacité ; la puissance d'entraînement augmente avec la taille de la machine. Le tableau ci-dessous présente les chiffres principaux.
| Modèle | Ouverture d'alimentation (mm) | Capacité (t/h) | Entraînement (kW) |
|---|
| CJC-60 | 600 x 380 | 60-110 | 30 |
| CJC-90 | 900 x 650 | 90-270 | 75 |
| CJC-110 | 1,100 x 850 | 150-420 | 132 |
| CJC-130 | 1,300 x 1,000 | 275-790 | 160 |
| CJC-140 | 1,400 x 1,100 | 420-850 | 200 |
Le CJC-60 est la machine d'entrée de gamme, assez compacte pour les petites carrières et le recyclage de démolition. Les CJC-90 et CJC-110 couvrent l'essentiel des travaux de granulats de gamme moyenne. Le CJC-130 et le plus grand CJC-140 sont conçus pour le concassage primaire à haut tonnage, où un seul concasseur alimente une grande ligne secondaire et tertiaire. Lisez d'abord l'ouverture d'alimentation, puis la capacité : l'ouverture indique la plus grosse roche que la machine avalera, et la plage de capacité indique ce qu'elle traitera une fois en fonctionnement.
Observez comment les chiffres progressent. L'ouverture d'alimentation passe de 600 mm de large sur le CJC-60 à 1,400 mm sur le CJC-140, tandis que la puissance installée passe de 30 kW à 200 kW. La capacité augmente plus vite que les deux, d'une plage de 60-110 t/h en bas à 420-850 t/h en haut, car une chambre plus grande accepte à la fois une roche plus grosse et en traite bien davantage à chaque course. Le chevauchement entre les plages est voulu : un CJC-90 réglé large peut égaler un CJC-110 réglé serré, si bien que deux modèles adjacents conviennent souvent au même site, et le choix final se résume à la taille de la matière et à la marge disponible.
Qualité de construction et pièces d'usure
Un concasseur primaire tient ou périt sur sa structure. Le bâti doit absorber les forces de concassage qui culminent à chaque course, ainsi que les chocs des blocs surdimensionnés et des corps étrangers, sans fléchir ni se fissurer. Constmach construit les machines CJC pour ce service, avec un ensemble tournant et des roulements dimensionnés pour supporter la charge d'un concassage primaire continu.
Les pièces qui touchent réellement la roche sont les deux plaques de mâchoire, la plaque fixe et la plaque mobile. Elles sont en acier au manganèse, qui s'écrouit sous les impacts répétés du concassage, de sorte que la surface d'usure durcit en service. Les deux plaques sont remplaçables et constituent le principal consommable de la machine. Tout le reste est conçu pour durer plus longtemps que de nombreux jeux de plaques de mâchoire. Les plaques sont également profilées avec des dents qui saisissent la roche et améliorent la prise ; à mesure qu'elles s'usent, le profil s'aplatit, ce qui est l'un des signes qu'un opérateur surveille pour décider de les retourner ou de les remplacer.
Sa place dans la ligne de concassage
Le concasseur à mâchoires est la porte d'entrée de l'installation. Un alimentateur vibrant, généralement équipé d'une grille grizzly intégrée, dose la matière brute vers le concasseur et élimine les fines qui n'ont pas besoin d'être concassées. Le concasseur décharge sur un convoyeur à bande, qui achemine le produit vers l'étape suivante.
À partir de là, le flux dépend de la roche et du produit visé. Une ligne type de roche dure achemine le produit du concasseur à mâchoires vers un concasseur secondaire, souvent un concasseur giratoire à cône, puis vers une étape tertiaire telle qu'un concasseur à percussion à arbre vertical pour la mise en forme, avec des cribles vibrants entre les étapes pour calibrer la matière. Le concasseur à mâchoires impose le rythme de tout ce qui suit, de sorte que sa capacité et son réglage déterminent l'équilibre de toute la ligne.
Chaque élément justifie sa place. L'alimentateur à grille grizzly élimine la terre et les fines avant qu'elles n'atteignent la chambre, de sorte que le concasseur ne travaille que sur la roche qui doit réellement être réduite ; cela seul peut augmenter la capacité effective et réduire l'usure des plaques. Le convoyeur de décharge doit être dimensionné pour le tonnage de pointe que le concasseur peut produire, pas pour la moyenne, sous peine de devenir le goulot d'étranglement. Un aimant placé au-dessus de ce convoyeur capte la ferraille avant qu'elle n'atteigne le concasseur à cône en aval. Si les équipements environnants sont bien conçus, le concasseur à mâchoires fonctionne de façon régulière ; s'il est sous-alimenté ou si sa décharge est étranglée, c'est toute la ligne qui s'emballe.
Lignes stationnaires et mobiles
Le même concasseur CJC dessert aussi bien les installations stationnaires que mobiles. Dans une installation stationnaire, il est monté sur une fondation en acier ou en béton et alimenté depuis une structure fixe. Dans une installation de concassage mobile, il repose sur un châssis à roues ou sur chenilles, de sorte que l'étage primaire peut se déplacer avec le front de taille ou d'un site à l'autre. Le principe de concassage et les pièces d'usure sont identiques ; seule la manière dont la machine est montée et alimentée change. Une unité mobile convient aux entreprises qui se déplacent d'un chantier à l'autre et aux recycleurs travaillant sur différents sites de démolition ; une installation stationnaire convient à une carrière fixe où le même front est exploité pendant des années et où le coût le plus bas par tonne compte avant tout.
Capacité et dimensionnement
Les chiffres de capacité d'un concasseur à mâchoires sont exprimés sous forme de plage, et non d'un nombre unique, pour de bonnes raisons. Le débit dépend du réglage en position fermée, de la taille de la matière, de la dureté et de l'humidité de la roche. Un réglage large et une matière propre et blocailleuse vous placent en haut de la plage ; un réglage serré et une matière difficile vous tirent vers le bas. La gamme CJC s'étend de 60 t/h à l'extrémité basse jusqu'à 850 t/h sur le CJC-140.
Deux chiffres comptent lors du dimensionnement. Premièrement, l'ouverture d'alimentation doit accepter confortablement le plus gros bloc attendu ; en règle générale, la plus grosse matière ne devrait pas dépasser environ 80 % de la plus petite dimension de l'ouverture. Deuxièmement, le débit au réglage prévu doit satisfaire le tonnage dont le reste de l'installation a besoin. Il est généralement préférable de choisir un concasseur avec un peu de marge plutôt que de faire fonctionner une petite machine à sa limite, ce qui accélère l'usure et risque de provoquer un voûtage.
Un exemple concret de dimensionnement
Supposons qu'une carrière fasse sauter du granit dur et que le chargeur ramasse régulièrement des blocs d'environ 650 mm. L'objectif est de 300 t/h de produit primaire moins 150 mm pour alimenter un étage à cône. Commencez par la matière : 650 mm au regard de la règle des 80 % nécessite une plus petite dimension d'ouverture d'au moins environ 810 mm, ce qui exclut le CJC-60 et le CJC-90 et oriente vers le CJC-110, dont la dimension de 850 mm convient. Vérifiez ensuite le tonnage. Le CJC-110 offre une plage de 150-420 t/h ; 300 t/h se situe confortablement en milieu de plage à un réglage modéré, de sorte que la machine n'est pas poussée à sa limite. Cette marge signifie que l'exploitation peut augmenter la production plus tard, ou supporter une journée difficile avec une matière délicate, sans changer de concasseur. Si l'objectif avait été de 500 t/h, le CJC-110 aurait été proche de son plafond et le CJC-130 aurait été le choix le plus sûr. C'est la logique de toute décision de dimensionnement : d'abord dégager le plus gros bloc, puis placer le tonnage requis à l'intérieur de la plage de capacité, et non à sa limite.
Matériaux et applications
La série CJC donne le meilleur d'elle-même sur la roche dure, à haute résistance et abrasive. Le granit et le basalte sont les matières classiques, tout comme le gravier de rivière, dont la pierre arrondie et riche en silice mettrait à mal un concasseur plus tendre. Ce sont les matériaux pour lesquels le concassage par compression est payant et où les plaques de mâchoire au manganèse font leurs preuves.
Les usages finaux typiques du produit comprennent les granulats pour béton et enrobés, les couches de fondation et de base routière, le ballast ferroviaire et la pierre de construction courante. Le concasseur à mâchoires produit rarement le produit fini à lui seul ; il produit la matière primaire bien calibrée qui permet aux étages secondaire et tertiaire de produire efficacement les granulométries finales.
- Carrières de roche dure, y compris le granit, le basalte et les pierres à haute résistance similaires.
- Gravier de rivière et dépôts alluviaux à matière abrasive et arrondie.
- Production de granulats pour le béton et les enrobés.
- Couches de base, de fondation routière et ballast.
- Recyclage de démolition et de construction sur les modèles plus petits.
L'économie de l'usure
Sur un concasseur primaire, le principal coût d'exploitation dans la durée n'est pas la puissance, c'est l'usure, et cette usure concerne presque exclusivement les plaques de mâchoire. Deux facteurs déterminent leur rapidité d'usure : le caractère abrasif de la roche et l'intensité de sollicitation de la machine. Le granit à haute teneur en silice et le gravier de rivière sont les plus durs pour les plaques ; le calcaire plus tendre est plus doux. Un réglage serré, une matière surdimensionnée constante et une alimentation irrégulière et par à-coups accélèrent tous l'usure, tandis qu'un réglage raisonnable et une alimentation noyée régulière prolongent la durée de vie des plaques.
La mesure d'économie la plus efficace consiste à tirer toute la valeur de chaque jeu de plaques. Les plaques au manganèse s'usent du haut de la chambre vers le bas, car c'est là que les plus gros blocs tombent avec le plus de force. Comme les plaques sont symétriques, elles peuvent généralement être retournées une fois bout pour bout, plaçant l'extrémité neuve en haut et doublant approximativement la durée de vie du jeu avant sa mise au rebut. Suivre les tonnes concassées par jeu, plutôt que les semaines de service, donne le coût réel par tonne et facilite la comparaison d'une période à l'autre. Budgétez les plaques comme un consommable planifié, tenez les métaux non broyables à l'écart de la matière, et évitez de forcer un produit fin en sortie de l'étage primaire, et le coût d'usure reste prévisible.
Entretien et pièces d'usure
L'entretien courant d'un concasseur à mâchoires est simple, ce qui explique en partie la popularité de ce type de machine. Les machines CJC sont équipées d'une lubrification automatique de série, de sorte que les roulements reçoivent un apport de graisse dosé en service sans dépendre de quelqu'un qui s'en souvient pour le faire manuellement. Cette seule caractéristique élimine l'une des causes les plus courantes de défaillance prématurée des roulements.
La principale tâche planifiée est la gestion des plaques de mâchoire. Elles s'usent du haut vers le bas et peuvent généralement être retournées une fois bout pour bout pour égaliser l'usure avant remplacement, tirant ainsi davantage de vie de chaque jeu. Les opérateurs doivent surveiller le réglage de décharge, vérifier la genouillère et les composants de tension, et maintenir le système de lubrification rempli et propre. Les métaux non broyables doivent être tenus à l'écart de la matière autant que possible, car un acier non broyable est dur à la fois pour les plaques et pour la genouillère.
Conseils d'exploitation pour un rendement régulier
Quelques habitudes distinguent un concasseur qui fonctionne bien d'un autre qui résiste à son opérateur. Alimentez la chambre en régime noyé : maintenez-la remplie aux deux tiers ou trois quarts environ afin que la roche se concasse contre la roche, ce qui améliore la forme du produit et répartit l'usure uniformément sur les plaques. Régulez l'alimentateur pour que le concasseur soit alimenté à un rythme régulier plutôt que par à-coups, car les surcharges gaspillent la capacité et chahutent la machine. Surveillez la décharge à la recherche d'un produit plat ou surdimensionné, ce qui signifie généralement que le réglage s'est ouvert à mesure que les plaques s'usent et doit être resserré. Écoutez la machine ; un changement de son signale souvent un problème avant tout instrument de mesure. Gardez la zone sous la décharge dégagée pour que le produit s'évacue librement, car un convoyeur engorgé remplira la chambre et la bloquera. Rien de tout cela n'est difficile, mais le faire de façon constante est ce qui maintient le tonnage élevé et le coût par tonne bas.
Erreurs courantes à éviter
Plusieurs erreurs récurrentes raccourcissent la durée de vie d'un concasseur à mâchoires et réduisent son rendement. Les connaître à l'avance est la protection la moins coûteuse.
- Matière surdimensionnée. Charger des blocs trop gros pour l'ouverture provoque un voûtage en haut de la chambre et bloque le débit. Adaptez la taille de la matière à la machine.
- Réglage trop serré. Forcer un produit fin en sortie d'un concasseur primaire le surcharge et consume rapidement les plaques de mâchoire. Laissez l'étage secondaire faire le travail fin.
- Alimentation irrégulière ou par à-coups. Un concasseur à mâchoires fonctionne le mieux en alimentation noyée à un rythme régulier. Déverser la roche par lots gaspille la capacité et sollicite la machine.
- Négliger la lubrification. Même avec une lubrification automatique, le système a besoin de la bonne graisse et de contrôles périodiques.
- Laisser passer des métaux non broyables. Une matière non broyable endommage les plaques et peut fissurer la genouillère.
Comment choisir le bon modèle
Commencez par la roche et la plus grande taille de matière, car cela détermine l'ouverture d'alimentation minimale que vous pouvez utiliser. Fixez ensuite le tonnage que l'installation doit produire et la granulométrie souhaitée en sortie de l'étage primaire, ce qui, ensemble, indique une plage de capacité. Croisez ces éléments avec le tableau et vous obtiendrez généralement un ou deux modèles candidats.
À partir de là, comparez la puissance installée à l'alimentation électrique de votre site, et réfléchissez à savoir si le concasseur restera dans une installation stationnaire ou se déplacera avec une ligne mobile. Si vous prévoyez une croissance de l'exploitation, choisir la taille supérieure offre une marge qui coûte peu aujourd'hui et évite un remplacement de machine plus tard. Les ingénieurs d'application de Constmach dimensionnent le concasseur en fonction de votre matériau et de votre objectif de production, de sorte que le choix repose sur des chiffres réels plutôt que sur une estimation. Le bon concasseur à mâchoires est celui qui satisfait confortablement le tonnage d'aujourd'hui tout en gardant de la réserve pour demain.
