Types de caoutchouc couramment utilisés dans les bandes transporteuses : comment choisir le bon

Un responsable de la maintenance dans une usine de concassage de pierres nous a appelé le printemps dernier avec une frustration familière. Le tapis roulant qu'elle avait acheté auprès d'un distributeur local avait à peine six mois et le capot supérieur présentait déjà de profondes rainures au centre du tapis. Le fournisseur l’avait vendu comme une « courroie robuste ». Le prix était correct, la largeur était correcte, la carcasse avait suffisamment de plis – et pourtant la courroie tombait en panne au tiers environ de sa durée de vie prévue.

Lorsque nous lui avons demandé un détail – quel type de composé de caoutchouc était utilisé – elle ne le savait pas. Il s’est avéré que le distributeur non plus.

Le composé de caoutchouc n’est pas une spécification mineure sur une fiche technique de bande transporteuse. C’est le facteur le plus important qui décide si une ceinture survit cinq ans ou cinq mois. Les types de caoutchouc les plus couramment utilisés dans les bandes transporteuses sont le caoutchouc naturel (NR), le caoutchouc styrène-butadiène (SBR), le caoutchouc nitrile (NBR), le néoprène (CR), l'EPDM, le caoutchouc butyle et le caoutchouc silicone. Chacun existe pour une raison, et adapter le composé à votre matériau transporté et à votre environnement d'exploitation est l'essence même du choix d'une bonne bande transporteuse.

Depuis 1992, notre équipe de Ningbo GUL TZ Rubber Belt Co., Ltd. fabrique des courroies en caoutchouc, des courroies plates et courroies dentées aux courroies multi-striées et trapézoïdales. Le mélange de caoutchouc est au cœur de tout ce que nous fabriquons, et la même logique matérielle qui régit nos courroies de transmission s'applique aux revêtements de courroies transporteuses. Dans cet article, je vais vous présenter les types de caoutchouc les plus couramment utilisés dans les bandes transporteuses, comment ils se comparent et comment les adapter à votre application.

Pourquoi le composé de caoutchouc détermine la durée de vie de la bande transporteuse

Avant de comparer les types de caoutchouc, nous devons comprendre de quoi est faite une bande transporteuse et quelle pièce fait réellement le travail.

Une bande transporteuse en caoutchouc typique comporte trois couches structurelles :

• Caoutchouc du couvercle supérieur — la surface qui entre en contact avec le matériau transporté. Il absorbe l'abrasion, les chocs, la chaleur, l'huile et les produits chimiques.
• Carcasse — le renfort interne, généralement des plis de tissu en polyester ou en nylon ou des câbles en acier. La carcasse offre une résistance à la traction et une stabilité dimensionnelle, mais elle n'a pratiquement aucune résistance à l'abrasion ou aux chocs à elle seule.
• Caoutchouc du couvercle inférieur — protège la carcasse des poulies, des rouleaux et de tout déversement lors du retour.

Chaque ceinture plissée contient également une couche de finition – une fine couche de caoutchouc entre les plis de tissu qui lie la carcasse ensemble. Dans les courroies à câble d'acier, un noyau en caoutchouc entoure chaque cordon.

Maintenant, le point clé : le caoutchouc de couverture détermine la façon dont la bande interagit avec le matériau que vous transportez. Si le matériau est tranchant, le couvercle doit résister aux coupures et aux déchirures. S'il fait chaud, la couverture doit résister au vieillissement thermique. S'il est gras, le revêtement ne doit pas gonfler ni ramollir. Si la ceinture fonctionne à l'extérieur sous le soleil, la couverture doit résister à la fissuration par l'ozone. Et si l'opération comporte un risque d'incendie, la couverture doit être ignifuge.

La carcasse ne voit pas la matière. La couverture oui. Lorsqu’une courroie tombe en panne prématurément, c’est presque toujours le caoutchouc du revêtement qui tombe en panne en premier.

Voici la conclusion pratique : vous ne pouvez pas juger une bande transporteuse uniquement par la résistance de sa carcasse. Deux courroies présentant des caractéristiques de traction identiques peuvent avoir des durées de vie complètement différentes si leurs mélanges de caoutchouc sont différents. Une courroie 500/3 avec un revêtement en caoutchouc naturel résistant à l'abrasion se comportera très différemment d'une courroie 500/3 avec un revêtement SBR à usage général dans un environnement granuleux.

D'après notre expérience dans la fabrication de produits en caoutchouc depuis plus de trois décennies, l'écart de performance peut être de deux pour un, voire plus, entre une courroie correctement composée et une courroie générique vendue au même prix. C'est pourquoi comprendre les types de caoutchouc n'est pas un exercice académique ; c'est une décision d'achat qui affecte vos coûts d'exploitation.

Types de caoutchouc courants utilisés dans les bandes transporteuses

Sept familles d'élastomères dominent les composés de revêtement de bandes transporteuses. Ils sont répertoriés ici par ordre approximatif de fréquence d'apparition dans les installations réelles.

Comparaison des types de caoutchouc en un coup d'œil

Pour vous aider à évaluer côte à côte les principales options, voici un tableau récapitulatif couvrant les propriétés les plus importantes dans le choix d’une bande transporteuse.

Le tableau ci-dessous donne une idée visuelle rapide du classement des sept élastomères dans les trois propriétés qui causent la plupart des défaillances des bandes transporteuses : l'abrasion, l'attaque de l'huile et le vieillissement thermique. L'indice est relatif, 100 représentant le matériau le plus performant de cette catégorie.

Classifications de qualité des courroies DIN et ISO

En plus du type de polymère, les bandes transporteuses sont souvent étiquetées avec une lettre décrivant le niveau de performance du composé de couverture. Ces qualités proviennent de normes telles que DIN 22102 en Europe, ISO 10247 au niveau international, AS 1332 en Australie et de systèmes similaires en Amérique du Nord. Les lettres n'indiquent pas le type de caoutchouc ; ils indiquent ce pour quoi le composé a été testé et certifié.

• Grades M et N — Usage général. Il s'agit des qualités par défaut pour les courroies de service ordinaire transportant des matériaux en vrac non abrasifs ou modérément abrasifs.
• Catégorie A — Résistant à l'abrasion. La perte par abrasion maximale autorisée est plus faible, ce qui signifie que le revêtement résiste plus longtemps aux matériaux granuleux. C’est souvent là que vous verrez des composés SBR ou NR à forte usure.
• Catégorie E — Conductivité électrostatique. Le revêtement de la courroie doit être suffisamment conducteur pour dissiper la charge statique, importante dans les atmosphères explosives. Du noir de carbone conducteur est ajouté au composé.
• Catégorie F — Résistant aux flammes. Le revêtement de la courroie doit s'auto-éteindre lors du test de flamme standardisé, ce qui est essentiel dans les mines souterraines et les environnements similaires à haut risque.
• Catégorie S — Conductivité statique et résistance aux flammes combinées.
• Catégorie Z — Propriétés spéciales, généralement réservées aux composés présentant une résistance très spécifique à la chaleur, à l'huile ou aux produits chimiques.

Lorsque vous achetez une bande transporteuse, le degré de résistance à l'usure et les certifications ignifuges ou statiques sont imprimés sur le couvercle de la bande. Demandez au fournisseur le rapport de test. Un véritable numéro d'abrasion DIN 53516 ou ISO 4649 vous en dit bien plus que le mot marketing « usage intensif ».

Comment sélectionner le bon caoutchouc pour votre bande transporteuse

Le processus de sélection peut être décomposé en cinq questions. Répondez-y honnêtement et le bon type de caoutchouc devient assez évident.

Étape 1 — Que transmettez-vous ?

Tenez compte des caractéristiques physiques du matériau : taille des particules, forme, poids, abrasivité, humidité, température et teneur en huile.

Les matériaux tranchants, lourds et abrasifs comme la pierre concassée ou la ferraille nécessitent des revêtements épais NR ou NR/SBR avec une résistance élevée à la déchirure et aux coupures. Les matériaux glissants et huileux comme les graines trempées ou les pièces usinées nécessitent du NBR. Les matériaux chauds comme le sable de fonderie nécessitent de l'EPDM. Voici comment nous mappons généralement les matériaux aux composés :

• Grosses roches pointues, impact élevé – couverture riche en NR
• Sable sec, gravier, ciment — Mélange SBR ou NR/SBR, abrasion de grade A
• Pièces huileuses, grains huileux — revêtement NBR
• Cendres chaudes, clinker, frittés — couvercle en EPDM
• Charbon souterrain – CR ou SBR ignifuge, qualité F ou S
• Produits alimentaires — NR, NBR ou silicone conformes à la FDA, en fonction de l'huile et de la température

Étape 2 — Quel est l'environnement d'exploitation ?

La bande ne voit pas seulement le matériau transporté ; il voit les environs. À l’extérieur, l’ozone, les rayons ultraviolets, la pluie et les variations de température attaquent le caoutchouc. Dans ce cas, l’EPDM ou le CR surpassent le NR et le SBR malgré une résistance mécanique inférieure. Une bande installée dans une installation sèche et à température contrôlée a beaucoup moins d'exigences environnementales qu'une bande fonctionnant dans une atmosphère chaude, humide ou corrosive.

Étape 3 — Qu'exige la réglementation ?

Vérifiez si votre exploitation est soumise à des normes obligatoires. Les mines souterraines nécessitent généralement des ceintures ignifuges et antistatiques conformes à la norme ISO 340 ou équivalente nationale. Les usines alimentaires nécessitent des courroies conformes à la norme FDA 21 CFR 177.2600 ou au règlement-cadre de l'UE 1935/2004. Les applications pharmaceutiques peuvent nécessiter une conformité encore plus stricte. Ces réglementations prévalent sur les préférences en matière de matériaux, alors vérifiez-les avant de commencer à comparer les chiffres d'abrasion.

Étape 4 — Quelles sont les conditions mécaniques ?

La vitesse de la courroie, le diamètre de la poulie et l’énergie d’impact influencent la dureté, l’élasticité et l’épaisseur requises du composé. Les courroies à grande vitesse dotées de petites poulies exigent des composés offrant une bonne résistance à la fatigue et à la flexion. Les angles de passage profonds exigent une bonne flexibilité et une faible accumulation de chaleur. NR et SBR sont généralement les meilleurs ici ; L'EPDM a une durée de vie en flexion plus courte. Si votre ligne de convoyeur nécessite un positionnement précis ou un mouvement multi-stations synchronisé, une construction à courroie crantée devient le chemin correct car elle élimine le glissement et maintient le pas avec précision sur toute la longueur de la ligne.

Étape 5 — Quel est le coût réel à vie ?

Une courroie SBR moins chère peut s'avérer le choix le plus coûteux si elle tombe en panne au bout de huit mois, tandis qu'une courroie EPDM coûtant 30 % de plus peut fonctionner pendant quatre ans. Comparez le coût par tonne de matériau transporté, et non le prix facturé. Incluez les coûts de temps d’arrêt, de main d’œuvre et de remplacement des courroies dans cette comparaison. Un composé premium n’est pas une dépense inutile ; c'est une police d'assurance contre les arrêts imprévus.

Si votre application est une ligne de transport plate simple avec des charges modérées et un environnement propre, notre bande plate en caoutchouc est un exemple pratique de bande conçue pour un service fiable dans la manutention générale des matériaux et le transport industriel léger. La même discipline de composition s'applique à chaque ceinture que nous produisons.

Bande transporteuse plate en caoutchouc à usage général Une bande plate pratique pour les lignes de transport simples avec des charges modérées, construite avec la même discipline de composition que celle utilisée dans toute la gamme de produits du fabricant. Voir le produit →

À quoi ressemble un bon mélange de caoutchouc en production

Choisir le bon polymère n’est qu’une partie de l’histoire. Le composé de caoutchouc proprement dit dans une bande transporteuse est un mélange soigneusement mesuré. Un composé typique de couverture de bande transporteuse contient :

• Polymère — un ou plusieurs des caoutchoucs évoqués ci-dessus, souvent mélangés. Par exemple, les mélanges NR/SBR sont courants pour équilibrer la résistance à la déchirure et à l’abrasion.
• Charges de renforcement — le noir de carbone est le pilier. Le type et la charge de noir de carbone contrôlent directement la résistance à l’abrasion, la résistance à la traction et la dureté.
• Plastifiants et adoucissants — ajuster la dureté, la flexibilité à basse température et la transformabilité.
• Agents vulcanisants et accélérateurs — les systèmes soufre et donneurs de soufre créent des liaisons croisées entre les chaînes polymères. La densité de réticulation détermine si la couverture est souple et élastique ou dure et résistante à la coupe.
• Additifs protecteurs — les antioxydants et les antiozonants ralentissent le vieillissement, notamment en service extérieur.
• Additifs à fonction spéciale — des retardateurs de flamme, des agents antistatiques ou des agents de démoulage selon le grade requis.

L'expression « composé de caoutchouc » est parfois abrégée en « caoutchouc » sur une fiche technique, mais la différence entre un bon et un mauvais composé avec le même polymère de base peut être énorme. Deux couvercles SBR peuvent avoir des pertes par abrasion selon DIN 53516 de 120 millimètres cubes et 350 millimètres cubes. Le premier durera des années ; le second aura disparu dans quelques mois. C’est pourquoi la recette de mélange est une partie étroitement surveillée du processus de tout fabricant de caoutchouc sérieux.

La vulcanisation compte autant que la formule

La vulcanisation – la réticulation des chaînes polymères sous chaleur et pression – détermine si le caoutchouc se comporte comme un matériau d'ingénierie durable ou comme une gomme envahie. Dans la fabrication de bandes transporteuses, le couvercle est vulcanisé avec la carcasse dans une longue presse chauffée. La température, le temps et la pression doivent être contrôlés avec précision. La sous-vulcanisation produit une couverture souple à haute friction qui s'use rapidement. La survulcanisation rend la couverture dure et cassante, sujette aux fissures sur les bords.

En tant que fabricant qui durcit le caoutchouc quotidiennement, notre équipe considère la courbe de vulcanisation comme aussi importante que la formule du composé. La même philosophie de durcissement s'applique à nos courroies dentées industrielles épaissies, qui nécessitent une résistance élevée au cisaillement dans les systèmes de transport et de positionnement à charges lourdes. Si vous comparez les fournisseurs de bandes transporteuses, demandez-leur comment ils contrôlent le profil de vulcanisation et quelle est leur variation d'un lot à l'autre.

Courroie de distribution industrielle épaissie pour charges lourdes Cette courroie dentée épaissie est conçue pour offrir une résistance élevée au cisaillement dans les systèmes de transport et de positionnement à charges lourdes, reflétant un contrôle minutieux du profil de vulcanisation. Voir le produit →

Demandez également la dureté du composé, la résistance à la traction, l'allongement à la rupture et la perte par abrasion pour la courroie spécifique que vous envisagez d'acheter. Un fournisseur fiable fournira ces données, soit depuis son propre laboratoire, soit depuis un institut de test indépendant. Si un fournisseur ne peut pas répondre à ces questions par des chiffres, considérez cela comme un signe d’avertissement.

Stockage, entretien et durée de vie des bandes transporteuses en caoutchouc

Même le meilleur composé échouera prématurément si la courroie est stockée ou utilisée de manière incorrecte. Voici les points pratiques que nous partageons avec nos clients.

Stockage

• Conservez la ceinture dans son emballage d'origine dans une pièce fraîche et sèche à une température de 15 à 25 degrés Celsius.
• Gardez-le à l'écart de la lumière directe du soleil, des lampes ultraviolettes, des moteurs électriques produisant de l'ozone et des solvants.
• N'empilez pas d'objets lourds sur le rouleau. Supporter le rouleau horizontalement sur un arbre ou sur ses côtés plats.
• Utilisez la ceinture dans les deux ans suivant son expédition. Le caoutchouc vieillit même pendant le stockage ; la surface s'oxyde et durcit lentement avec le temps.

Installation et fonctionnement

• Assurez-vous que l’épissure est correctement durcie. Une mauvaise épissure crée une concentration de contraintes et le revêtement se déchirera près du joint bien avant que le reste de la courroie ne s'use.
• Surveillez le suivi et la tension de la courroie. Une tension excessive ne cassera peut-être pas la carcasse, mais elle accélérera l'usure du revêtement et créera des fissures sur les bords.
• Gardez le côté retour propre. Les matériaux coincés entre la courroie et la poulie de queue sont l'une des principales causes de dommages au capot.
• Contrôler les zones d'impact. Si de gros morceaux tombent d'une grande hauteur, utilisez un lit d'impact ou une couverture plus épaisse. Même le caoutchouc naturel ne peut pas absorber une énergie d’impact illimitée.

Pour les lignes de transport qui nécessitent une indexation fixe ou un verrouillage de position précis, une courroie dentée en caoutchouc renforcé peut être un meilleur choix qu'une courroie à revêtement lisse. Les courroies de distribution s'engrènent avec les poulies, éliminant le glissement et maintenant le pas exact sur toute la ligne. Cette construction est courante dans les convoyeurs d’assemblage, les lignes d’emballage et les systèmes automatisés de manutention.

Courroie de distribution synchrone en caoutchouc de type T Une courroie de distribution renforcée qui s'engrène avec les poulies pour éliminer le glissement et maintenir un pas exact, idéale pour les convoyeurs d'assemblage, les lignes d'emballage et la manutention automatisée des matériaux. Voir le produit →

Signes indiquant que le composé de caoutchouc est défaillant

• Le durcissement et la fissuration de la surface indiquent généralement un vieillissement thermique ou une attaque par l'ozone. Si les fissures apparaissent régulièrement le long de la courroie, l'ozone en est probablement la cause et l'EPDM serait une couverture plus appropriée.
• Un gonflement, un ramollissement ou une texture semblable à une éponge signifie que l'huile ou le solvant attaque le caoutchouc. Passer au NBR ou au CR est la bonne décision.
• Une usure rapide avec une surface rugueuse et déchirée signifie que le composé est trop mou pour l'abrasivité du matériau. Un composé SBR ou NR plus dur et de haute qualité d'abrasion devra être spécifié la prochaine fois.

Foire aux questions

Quel est le caoutchouc le plus couramment utilisé dans les bandes transporteuses ?

Le SBR est le plus courant. Il offre le meilleur équilibre entre résistance à l’abrasion et coût, ce qui en fait la valeur par défaut pour les bandes transporteuses à usage général. Le caoutchouc naturel est le choix le plus courant lorsque la résistance à la déchirure et aux chocs est essentielle, en particulier dans les applications minières et en carrières.

Comment puis-je savoir quel type de caoutchouc convient le mieux à ma bande transporteuse ?

Commencez par énumérer le matériau transporté et l'environnement : abrasivité, exposition à l'huile ou aux produits chimiques, température maximale, utilisation en extérieur ou en intérieur et toute exigence légale telle que la résistance aux flammes ou le contact alimentaire. Faites ensuite correspondre ces facteurs au tableau de comparaison de cet article. En cas de doute, consultez un fabricant qui compose son propre caoutchouc et peut effectuer des tests en laboratoire sur votre matériau spécifique.

Un type de caoutchouc peut-il supporter l’huile et la chaleur élevée en même temps ?

Pas parfaitement. L'EPDM gère la chaleur mais échoue avec l'huile. Le NBR gère l’huile mais a une résistance thermique limitée. CR offre un compromis mais n’est le meilleur dans aucune des deux catégories. Dans les cas exigeants, certains fabricants utilisent des mélanges spéciaux ou un revêtement supérieur en NBR plus épais sur une carcasse imprégnée d'EPDM. La vraie solution consiste à être honnête quant aux conditions d’exploitation les plus défavorables et à sélectionner d’abord le facteur de stress dominant.

Pour un aperçu plus large des types de bandes transporteuses en caoutchouc et industrielles, consultez notre guide connexe sur types de bandes transporteuses en caoutchouc et industrielles .

Que signifie « qualité alimentaire » pour une bande transporteuse en caoutchouc ?

Les composés de qualité alimentaire sont conformes aux réglementations telles que FDA 21 CFR 177.2600 ou au règlement-cadre de l'UE 1935/2004. Ils utilisent des polymères et des additifs sans danger pour un contact alimentaire répété, et ils ne contiennent pas de plastifiants ni d'accélérateurs qui pourraient migrer dans les aliments. Le caoutchouc de silicone et le NBR sont des choix courants pour les courroies de manipulation des aliments, en fonction de l'huile, de la température et des produits chimiques de nettoyage. La surface de la bande doit également être nettoyable et résistante aux agents de lavage utilisés dans l'installation.

Combien de temps doit durer une bande transporteuse en caoutchouc ?

Il n’y a pas de numéro unique. Une courroie bien sélectionnée fonctionnant dans des conditions modérées peut durer 5 à 10 ans. En cas de devoir minier sévère, 1 à 3 ans sont courants. La durée de vie dépend du choix du composé, de l'épaisseur du revêtement, de la qualité de l'épissure, de l'entretien et de la gravité du matériau transporté. La mesure la plus exploitable est la perte par abrasion dans le test DIN 53516 ou ISO 4649, combinée à un aperçu réaliste de vos conditions d'impact et d'usure des bords.

Quelle est la différence entre les ceintures de grade M et de grade A ?

Le grade M est un grade à usage général avec une limite de perte par abrasion modérée, généralement un maximum de 250 millimètres cubes selon DIN 22102. Le grade A est un grade résistant à l'abrasion avec une limite plus stricte, généralement un maximum de 120 millimètres cubes. Les courroies de catégorie A sont fabriquées avec des composés plus durs et résistants à l'usure et durent plus longtemps lors du transport de matériaux abrasifs. Si votre exploitation manipule du sable, du gravier, du minerai ou du ciment, le coût supplémentaire de la catégorie A est généralement remboursé plusieurs fois.

Associez-vous à un fabricant de caoutchouc qui comprend les composés

Choisir le bon caoutchouc pour une bande transporteuse n'est pas compliqué une fois que vous savez quoi demander : que transportez-vous, quelles sont les températures de fonctionnement, de l'huile est-elle présente, avez-vous besoin de propriétés ignifuges ou antistatiques et la bande doit-elle être conforme aux réglementations alimentaires ? Ces réponses vous dirigeront vers NR, SBR, NBR, CR, EPDM ou un composé mélangé. Les graphiques et tableaux de cet article vous donnent une référence pour la conversation que vous devriez avoir avec votre fournisseur.

Depuis 1992, Ningbo GUL TZ Rubber Belt Co., Ltd. fabrique des courroies en caoutchouc à Ningbo, en Chine. Nous sommes une entreprise nationale de haute technologie, accréditée ISO 9001, ISO 14001 et ISO 45001, et nous avons participé à l'élaboration de normes nationales et industrielles pour les courroies en caoutchouc. Notre gamme de produits couvre les courroies dentées industrielles et automobiles, les courroies multi-striées, les courroies trapézoïdales, les courroies plates en caoutchouc et les poulies. La même expertise en matière de composition qui entre dans chaque bande que nous fabriquons est prête à soutenir votre projet de convoyeur. En savoir plus sur notre entreprise et notre histoire de fabrication .

Si vous sélectionnez une bande transporteuse ou une bande en caoutchouc pour une application spécifique, envoyez-nous la description de votre matériau et vos conditions de fonctionnement. Nous pouvons recommander un composé, fournir des données de test et fournir une courroie qui répond aux exigences de votre travail.