{"id":1396,"date":"2026-07-31T03:44:22","date_gmt":"2026-07-31T03:44:22","guid":{"rendered":"https:\/\/lift-cylinders.com\/?p=1396"},"modified":"2026-07-31T03:44:22","modified_gmt":"2026-07-31T03:44:22","slug":"lift-cylinders-for-scrapers","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lift-cylinders.com\/fr\/application\/lift-cylinders-for-scrapers\/","title":{"rendered":"V\u00e9rins de levage pour racleurs"},"content":{"rendered":"

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S\u00e9rie Engins de terrassement lourds \u00b7 Monographie XII<\/span><\/p>\n<\/div>\n

V\u00e9rins de levage pour racleurs<\/h1>\n

Les tracteurs-scrapers sur roues repr\u00e9sentent les engins de terrassement les plus performants dans les grands travaux de g\u00e9nie civil. Capables de d\u00e9couper, charger, transporter et \u00e9pandre des milliers de m\u00e8tres cubes de terre dense par poste, ils sont au c\u0153ur de ce guide technique de plus de 2\u00a0500 mots. Ce document examine la m\u00e9canique des structures, la science des mat\u00e9riaux et la tribologie des v\u00e9rins de levage \u00e0 double effet \u00e0 cuve soud\u00e9e. Il analyse la dynamique de d\u00e9coupe \u00e0 grande vitesse de la cuve, la m\u00e9canique du flambement des colonnes (\u00e9quation d'Euler), le traitement thermique de l'acier alli\u00e9 42CrMo, le calcul des contraintes circonf\u00e9rentielles du cylindre \u00e0 paroi \u00e9paisse renforc\u00e9e, ainsi que les m\u00e9thodes avanc\u00e9es de pr\u00e9vention de la flexion de la tige de piston et des fuites de fluide en milieu de course sous l'effet de chocs dynamiques extr\u00eames.<\/p>\n

M\u00e9tallurgie des alliages 42CrMo<\/span>
\nConception de canon renforc\u00e9e<\/span>
\nPr\u00e9vention du flambage<\/span><\/div>\n<\/div>\n<\/header>\n

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\nMatrice des sp\u00e9cifications techniques pour les v\u00e9rins de levage de racleur<\/h2>\n

Les param\u00e8tres d'ing\u00e9nierie suivants \u00e9tablissent les crit\u00e8res structurels, mat\u00e9riels, d'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 et op\u00e9rationnels requis pour les v\u00e9rins de levage de cuve \u00e0 double effet de grande capacit\u00e9 d\u00e9ploy\u00e9s dans les tracteurs-scrapers \u00e0 cuve ouverte et \u00e0 roues \u00e9l\u00e9vatrices.<\/p>\n

\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Param\u00e8tre d'ing\u00e9nierie<\/th>\nNorme de sp\u00e9cification pour tracteurs-scrapers \u00e0 roues<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Cat\u00e9gorie et application des \u00e9quipements<\/td>\nTravaux publics et mines \/ Tracteur-scrapper sur roues pour terrassement<\/td>\n<\/tr>\n
Profil de mouvement du sous-syst\u00e8me<\/td>\nCircuit de levage de la cuvette et d'\u00e9l\u00e9vation de coupe \/ Mouvement lin\u00e9aire \u00e0 double effet<\/td>\n<\/tr>\n
Nom du v\u00e9rin hydraulique<\/td>\nEnsemble v\u00e9rin de levage de bol racleur (paire gauche et droite)<\/td>\n<\/tr>\n
Mode d'action et type structurel<\/td>\nType \u00e0 piston \u00e0 double effet (capacit\u00e9s de pouss\u00e9e et de traction \u00e0 force \u00e9lev\u00e9e)<\/td>\n<\/tr>\n
Construction manufacturi\u00e8re<\/td>\nArchitecture \u00e0 parois \u00e9paisses soud\u00e9e \u00e0 p\u00e9n\u00e9tration compl\u00e8te robotis\u00e9e (AWS D1.1)<\/td>\n<\/tr>\n
M\u00e9tallurgie des syst\u00e8mes de mat\u00e9riaux<\/td>\nAcier alli\u00e9 haute r\u00e9sistance 42CrMo (barres et tubes tremp\u00e9s et revenus)<\/td>\n<\/tr>\n
Traitement de surface et profondeur du traitement<\/td>\nChromage dur (30\u201340 \u03bcm) \/ Duret\u00e9 Rockwell C 58\u201362 \/ Trempe par induction<\/td>\n<\/tr>\n
Classe de notation environnementale<\/td>\nImpact dynamique extr\u00eame + Vibrations importantes de la charge utile + Poussi\u00e8re de quartz en suspension dans l'air<\/td>\n<\/tr>\n
Profil des conditions de travail<\/td>\nD\u00e9blaiement \u00e0 grande vitesse (8-15 km\/h) + Impact important de rochers et de souches<\/td>\n<\/tr>\n
D\u00e9faillance primaire att\u00e9nu\u00e9e<\/td>\nFlexion de la tige de piston \/ Flambement de la colonne et d\u00e9formation par ovalisation du canon<\/td>\n<\/tr>\n
Points cl\u00e9s de la configuration recommand\u00e9e<\/td>\nCanon renforc\u00e9 \u00e0 paroi \u00e9paisse + guide-presse allong\u00e9 et ensemble de joints tampons<\/td>\n<\/tr>\n
Pression de service nominale<\/td>\nR\u00e9glage continu du limiteur hydraulique de 25,0 MPa \u00e0 31,5 MPa (250 \u2013 315 bar)<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n<\/section>\n

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\nCin\u00e9matique du bol racleur et syst\u00e8me hydraulique d'actionnement du levage<\/h2>\n

Les tracteurs-d\u00e9capeuses sur roues sont uniques parmi les engins de chantier lourds car ils combinent le creusement, le chargement, le transport et le d\u00e9versement en un seul cycle de travail continu. Une d\u00e9capeuse \u00e0 benne ouverte standard se compose d'un tracteur \u00e0 deux ou trois essieux reli\u00e9, par un ch\u00e2ssis de traction robuste et un attelage \u00e0 col de cygne, \u00e0 une benne tra\u00een\u00e9e. L'\u00e9l\u00e9ment principal est le bord de coupe de la benne, qui s'abaisse dans le sol pour couper et ramasser la terre lors du chargement.<\/p>\n

L'\u00e9l\u00e9vation verticale, le contr\u00f4le de la profondeur de coupe et la hauteur de transport de l'ensemble de bol lourd sont r\u00e9gis par deux v\u00e9rins robustes. v\u00e9rins hydrauliques de levage<\/a> Mont\u00e9s sur le col de cygne du ch\u00e2ssis d'attelage, ces v\u00e9rins de levage de cuve fonctionnent de concert avec le v\u00e9rin de levage de tablier et le v\u00e9rin d'\u00e9jection pour coordonner les op\u00e9rations de chargement et de d\u00e9chargement.<\/p>\n

Phase de d\u00e9coupe et de chargement \u00e0 grande vitesse<\/h3>\n

Pendant la phase de coupe, le tracteur avance \u00e0 une vitesse comprise entre 5 et 12 km\/h. L'op\u00e9rateur actionne les v\u00e9rins de levage de la benne, enfon\u00e7ant ainsi la lame de coupe en acier tremp\u00e9 profond\u00e9ment dans l'argile dure, le schiste ou le gravier compact\u00e9. \u00c0 mesure que le tracteur avance, la terre est refoul\u00e9e dans la benne sous l'effet d'une forte pression.<\/p>\n

Une fois la benne pleine (pouvant transporter des charges utiles de 30 \u00e0 45 tonnes), les v\u00e9rins de levage se r\u00e9tractent sous haute pression. La r\u00e9traction soul\u00e8ve la benne remplie de terre et la place en position de transport, permettant ainsi \u00e0 la d\u00e9capeuse de transporter la charge \u00e0 une vitesse pouvant atteindre 50 km\/h sur des routes accident\u00e9es.<\/p>\n

\"V\u00e9rin<\/div>\n

Dynamique des forces \u00e0 double effet et \u00e9quations de pression<\/h3>\n

Les v\u00e9rins de levage des cuves de racleur sont con\u00e7us comme des v\u00e9rins \u00e0 piston soud\u00e9s \u00e0 double effet afin de fournir une force contr\u00f4l\u00e9e aussi bien en extension (pression de coupe vers le bas) qu'en r\u00e9traction (levage de la cuve lourdement charg\u00e9e). La force g\u00e9n\u00e9r\u00e9e lors de l'extension est Fextension<\/sub> et r\u00e9traction Fr\u00e9traction<\/sub> sont r\u00e9gies par les surfaces effectives des chambres hydrauliques\u00a0:<\/p>\n

Fextension<\/sub> = Pcapuchon<\/sub> \u00d7 (\u03c0 \u00d7 Dal\u00e9sage<\/sub>2<\/sup> \/ 4) \u2013 Ftra\u00eener<\/sub><\/div>\n
Fr\u00e9traction<\/sub> = Ptige<\/sub> \u00d7 [\u03c0 \u00d7 (Dal\u00e9sage<\/sub>2<\/sup> - dtige<\/sub>2<\/sup>) \/ 4] \u2013 Ftra\u00eener<\/sub><\/div>\n

O\u00f9 Pcapuchon<\/sub> et Ptige<\/sub> sont les pressions du circuit de service (g\u00e9n\u00e9ralement de 25,0 \u00e0 31,5 MPa), Dal\u00e9sage<\/sub> est le diam\u00e8tre int\u00e9rieur du cylindre (160 mm \u00e0 240 mm pour les grands racleurs), dtige<\/sub> est le diam\u00e8tre ext\u00e9rieur de la tige de piston pleine (100 mm \u00e0 140 mm), et Ftra\u00eener<\/sub> repr\u00e9sente le frottement m\u00e9canique g\u00e9n\u00e9r\u00e9 par les joints et les bandes d'usure.<\/p>\n<\/section>\n

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\nM\u00e9canismes de la rupture\u00a0: flambage d\u2019Euler et flexion de la tige de piston<\/h2>\n

Lors des op\u00e9rations de coupe \u00e0 grande vitesse, les v\u00e9rins de levage de la cuve d'une raclette sont soumis \u00e0 des chocs dynamiques extr\u00eames. Lorsqu'une raclette p\u00e9n\u00e8tre dans une coupe \u00e0 10 km\/h et que son tranchant heurte un bloc de granit, une souche d'arbre ou un rebord de sol compact\u00e9, une force de d\u00e9c\u00e9l\u00e9ration consid\u00e9rable est transmise directement par le ch\u00e2ssis de la cuve aux tiges des v\u00e9rins de levage.<\/p>\n

Dans ces conditions d'impact s\u00e9v\u00e8res, le mode de d\u00e9faillance structurelle pr\u00e9dominant est Flexion de la tige de piston (flambage de la colonne)<\/strong>Un v\u00e9rin de levage allong\u00e9 fait office de colonne de compression mince, fix\u00e9e \u00e0 ses deux extr\u00e9mit\u00e9s par des chapes de montage.<\/p>\n

M\u00e9canique de la charge critique de flambement d'Euler<\/h3>\n

La force axiale de compression maximale Pcr<\/sub> La r\u00e9sistance qu'une tige de piston allong\u00e9e peut supporter avant de subir un flambage \u00e9lastique est d\u00e9finie par l'\u00e9quation de colonne d'Euler, modifi\u00e9e pour les conditions aux limites du v\u00e9rin hydraulique\u00a0:<\/p>\n

Pcr<\/sub> = (\u03c02<\/sup> \u00d7 E \u00d7 I) \/ (K \u00d7 L\u00e9tendu<\/sub>)2<\/sup><\/div>\n

O\u00f9 E est le module d'\u00e9lasticit\u00e9 de la tige d'acier (206 GPa pour l'acier alli\u00e9), I = \u03c0 \u00d7 dtige<\/sub>4<\/sup> \/ 64 est le moment d'inertie de la surface de la tige solide, L\u00e9tendu<\/sub> est la distance \u00e9tendue entre les centres des broches, et K est le facteur de fixation d'extr\u00e9mit\u00e9 dict\u00e9 par les roulements de montage sph\u00e9riques (g\u00e9n\u00e9ralement K \u2248 1,0 pour les supports \u00e0 \u0153illet pivotant).<\/p>\n

\"Composant<\/div>\n

Orientations asym\u00e9triques des roches et contrainte de moment excentrique<\/h3>\n

Lors des op\u00e9rations sur le terrain, les charges axiales pures sont rares. Si seul le coin gauche du tranchant du racleur heurte une roche, une r\u00e9partition asym\u00e9trique des forces provoque une torsion du b\u00e2ti. Ceci cr\u00e9e un moment de force excentr\u00e9 qui s'exerce \u00e0 une distance e de l'axe longitudinal du cylindre.<\/p>\n

La contrainte maximale combin\u00e9e \u03c3max<\/sub> Les vibrations ressenties \u00e0 l'int\u00e9rieur de la fibre ext\u00e9rieure de la tige de piston sont \u00e9valu\u00e9es \u00e0 l'aide des principes de la formule de la s\u00e9cante\u00a0:<\/p>\n

\u03c3max<\/sub> = (P \/ Atige<\/sub>) + [P \u00d7 e \u00d7 (dtige<\/sub> \/ 2) \/ Je]<\/div>\n

O\u00f9 Atige<\/sub> est l'aire de la section transversale de la tige. Si la contrainte combin\u00e9e \u03c3max<\/sub> d\u00e9passe la limite d'\u00e9lasticit\u00e9 (\u03c3y<\/sub>En raison de la nature du mat\u00e9riau en acier, la tige subit une d\u00e9formation permanente par flexion. M\u00eame une l\u00e9g\u00e8re flexion permanente de 0,5 mm engendre des contraintes lat\u00e9rales importantes sur les bagues de palier du presse-\u00e9toupe, \u00e9crasant les joints et provoquant de graves fuites d'huile hydraulique.<\/p>\n<\/section>\n

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\n

\nConfiguration recommand\u00e9e : Canon \u00e0 paroi \u00e9paisse et guidage renforc\u00e9<\/h2>\n

Pour att\u00e9nuer la flexion de la tige de piston et r\u00e9sister aux pics de pression dynamique importants rencontr\u00e9s lors des op\u00e9rations de coupe \u00e0 grande vitesse, les v\u00e9rins de levage du bol de racleur n\u00e9cessitent une \u00ab conception de corps \u00e0 paroi \u00e9paisse renforc\u00e9e \u00bb associ\u00e9e \u00e0 un \u00ab syst\u00e8me de guidage de presse-\u00e9toupe allong\u00e9 \u00bb.<\/p>\n

Crit\u00e8res de conception des canons \u00e0 parois \u00e9paisses<\/h3>\n

Lorsqu'une lame de coupe heurte un rocher \u00e0 grande vitesse, le fluide hydraulique emprisonn\u00e9 dans la chambre c\u00f4t\u00e9 piston subit une brusque surpression pouvant d\u00e9passer 40 MPa avant l'ouverture de la soupape de d\u00e9charge. Sous l'effet de ces surpressions, les cylindres \u00e0 parois minces classiques se d\u00e9forment \u00e9lastiquement, se dilatant radialement et provoquant une fuite de fluide au niveau des joints de piston.<\/p>\n

Les cylindres racleurs renforc\u00e9s utilisent des tubes sans soudure \u00e0 paroi \u00e9paisse, con\u00e7us selon les \u00e9quations de Lam\u00e9 pour les parois \u00e9paisses. La contrainte circonf\u00e9rentielle \u03c3cerceau<\/sub> La r\u00e9sistance \u00e0 travers la paroi interne du canon est contr\u00f4l\u00e9e en augmentant le rapport d'\u00e9paisseur de paroi (K = D).dehors<\/sub> \/ D\u00e0 l'int\u00e9rieur<\/sub> \u2265 1,30) :<\/p>\n

\u03c3cerceau<\/sub> = Ppointe<\/sub> \u00d7 (Ddehors<\/sub>2<\/sup> + D\u00e0 l'int\u00e9rieur<\/sub>2<\/sup>) \/ (Ddehors<\/sub>2<\/sup> - D\u00e0 l'int\u00e9rieur<\/sub>2<\/sup>)<\/div>\n

Le maintien d'une \u00e9paisseur de paroi importante emp\u00eache la flexion et l'ovalisation du canon, garantissant ainsi que l'al\u00e9sage int\u00e9rieur reste concentrique et que les joints du piston principal maintiennent un contact d'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 continu m\u00eame sous des pics de pression extr\u00eames.<\/p>\n

Protection contre le chevauchement des paliers de presse-\u00e9toupe allong\u00e9s et joint tampon<\/h3>\n

Pour r\u00e9partir les charges lat\u00e9rales dues aux impacts asym\u00e9triques de roches, le presse-\u00e9toupe de la culasse pr\u00e9sente une distance de recouvrement de guidage \u00e9tendue (L).chevaucher<\/sub> \/ Dal\u00e9sage<\/sub> \u2265 1,5). Le presse-\u00e9toupe int\u00e8gre une configuration d'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 et de guidage renforc\u00e9e\u00a0:<\/p>\n