pelle mécanique

Une pelle mécanique est une grande machine d'excavation avec une flèche articulée, un balancier et un godet montés sur une base rotative ou des chenilles. L'opérateur est assis dans une cabine et utilise des commandes hydrauliques pour creuser, ramasser et charger des matériaux meubles ou fragmentés, généralement de la terre, du gravier, du charbon ou de la roche concassée, dans des camions ou sur des convoyeurs. Contrairement à une dragline, qui tire le matériau vers elle, une pelle mécanique utilise un godet à fermeture pour saisir le matériau dans un mouvement de poussée, puis rétracte le godet et le soulève à la hauteur de déversement. La machine peut travailler dans un espace confiné et reste relativement stationnaire pendant le cycle de creusement.

Les pelles mécaniques existent en plusieurs configurations. Le modèle standard à câble utilise des câbles en acier pour ouvrir et fermer le godet; ces machines ont dominé l'exploitation minière et les carrières pendant des décennies, mais nécessitent un entretien important des systèmes de poulies et de tambours. Les pelles hydrauliques, qui sont devenues courantes à partir des années 1960, remplacent les câbles par des vérins hydrauliques connectés à la flèche, au balancier et à la timonerie du godet. Les pelles frontales chargent le matériau par l'avant de la machine, tandis que les rétrocaveuses font pivoter le godet pour creuser le matériau sous et derrière elles. Les capacités des godets varient de 0,5 verge cube pour les petites unités hydrauliques à 15 verges cubes ou plus pour les grandes machines à câble utilisées dans l'exploitation à ciel ouvert.

La source d'énergie détermine l'emplacement et le cycle de service de la machine. Les pelles électriques, alimentées par des lignes aériennes ou des câbles de traîne, offrent un fonctionnement continu sans frais de carburant et excellent dans les mines de charbon ou les carrières où une zone de travail fixe justifie l'infrastructure de câblage. Les pelles diesel et hydrauliques offrent une mobilité et sont standard sur les mines à ciel ouvert et les chantiers de construction. Le rayon de giration, la force d'arrachement et la force de coupe du bord du godet sont les métriques de performance critiques; les grandes pelles typiques développent des forces d'arrachement dépassant 150 000 livres, ce qui leur permet de creuser des matériaux compactés ou gelés qu'une chargeuse ne peut pas manipuler.

Modes d'usure et de défaillance

Les dents du godet et les arêtes de coupe subissent l'usure la plus élevée, en particulier dans les matériaux abrasifs comme le quartzite ou le minerai métallique. Les lèvres de godet nécessitent généralement un remplacement tous les quelques mois de service intensif. Les vérins hydrauliques des machines modernes sont vulnérables à la corrosion et à la défaillance des joints dans les environnements humides. Les pelles à câble souffrent de l'effilochage des câbles, de l'usure des poulies et du glissement sur les tambours si la tension n'est pas maintenue correctement. Le cyclage thermique dans les climats froids peut provoquer l'épaississement du fluide hydraulique et réduire la vitesse de réponse du godet.

Le terme «pelle mécanique» reflète l'ascendance électrique de la machine; les premières pelles à vapeur des années 1880 et 1890 ont évolué en versions électriques qui ont dominé le terrassement du XXe siècle. Malgré le passage à l'énergie hydraulique et diesel, le nom a persisté. Dans l'exploitation minière, une pelle hydraulique de 10 verges cubes chargée de minerai se déplaçant à un temps de cycle de 30 secondes peut déplacer environ 1 200 tonnes par heure dans des camions de transport, ce qui en fait le cheval de bataille de la manutention de matériaux en vrac où les cycles de chargement-transport-déchargement dominent l'économie de l'opération.