1. Construction des cordes et terminologie
Comprendre la construction des cordes est essentiel pour une spécification appropriée. Les câbles d'ascenseur sont décrits à l'aide d'un système de notation standardisé. Une désignation courante telle que « 8 x 19 Seale » se décompose comme suit :
8:Nombre de brins dans la corde
19:Nombre de fils dans chaque brin
Sceller :Modèle de construction de brins (alternance de grandes et petites couches de fils)
Le modèle de construction des torons a un impact significatif sur les propriétés de la corde :
| Modèle | Disposition des fils | Caractéristiques | Utilisation typique |
|---|---|---|---|
| Phoque | 9 grand noyau externe + 9 petit noyau interne + 1 | Bonne résistance à l'usure, flexibilité modérée | Ascenseurs standards |
| Warrington | Alternance de fils extérieurs grands/petits | Haute flexibilité, bonne tenue en fatigue | Ascenseurs à grande-vitesse et-cycles élevés |
| Remplisseur | Petits fils d'apport entre les couches | Excellente résistance à la fatigue | Fret lourd-, treuils miniers |
Les âmes de corde fournissent un soutien structurel et aident à retenir le lubrifiant. Les deux principaux types de noyaux sont :
Noyau de fibre (FC) :Généralement en polypropylène ou en fibre naturelle. Offre une excellente flexibilité et absorption des chocs mais une résistance à l'écrasement inférieure. Convient aux ascenseurs à vitesse faible à modérée.
Noyau de câble métallique indépendant (IWRC) :Un câble métallique plus petit servant de noyau. Offre une résistance à la rupture 7-10 % plus élevée, une meilleure résistance à l'écrasement et une tolérance à la température plus élevée. IWRC est la norme pour les applications-hautes vitesses et lourdes charges.
2. Sélection des matériaux et des qualités
Les câbles d'ascenseur sont fabriqués à partir de fil d'acier à haute teneur en carbone, avec des niveaux de résistance à la traction définis par les normes EN 12385-5 et ISO 4344. Les niveaux courants incluent 1 570 MPa, 1 770 MPa et 1 960 MPa. Les cordes de qualité supérieure offrent une plus grande résistance pour un diamètre donné mais sont moins flexibles et plus sensibles à la fatigue.
Guide de sélection : For speeds below 2.5 m/s with moderate traffic, 1570 MPa Seale rope with IWRC is the standard choice. For high-speed (>3.0 m/s) or high-cycle (>500 voyages/jour), la corde Warrington de 1 770 MPa offre une durée de vie supérieure à la fatigue. Le grade 1960 doit être réservé aux applications spéciales où les contraintes de diamètre limitent la taille du câble.
Des cordes galvanisées sont disponibles pour les environnements très humides ou exposés à des produits chimiques. Le revêtement en zinc ajoute environ 5 % au diamètre du câble et réduit la résistance à la rupture de 3 à 5 %, mais prolonge la durée de vie dans les environnements corrosifs de 50 % ou plus. Les câbles en acier inoxydable (généralement AISI 316) sont utilisés dans des environnements extrêmes tels que les applications marines ou les installations de transformation alimentaire, mais coûtent 4 à 6 fois plus cher que l'acier au carbone standard.
3. Dimensionnement des cordes et facteur de sécurité
La norme EN 81-20 précise que le facteur de sécurité minimum pour les câbles de suspension doit être d'au moins 12 pour les ascenseurs à traction équipés de trois câbles ou plus, ou de 16 pour les ascenseurs équipés de seulement deux câbles. Le facteur de sécurité est défini comme le rapport entre la résistance à la rupture globale de toutes les cordes et la tension statique maximale sous charge nominale.
Pour un ascenseur à traction à 4 câbles de diamètre 10 mm, construction 8×19 Seale, grade 1570 MPa :
Résistance à la rupture minimale par câble : environ 52 kN
Résistance à la rupture globale : 4 × 52 kN=208 kN
Tension statique maximale (cabine + 50% de charge + poids du câble) : environ 15 kN pour un ascenseur typique de 630 kg
Facteur de sécurité : 208 / 15=13.9 (conforme à l'exigence EN 81-20 supérieure ou égale à 12)
Les cordes de compensation (utilisées dans les ascenseurs de grande hauteur-pour compenser le poids des cordes de suspension) sont de taille similaire mais avec un facteur de sécurité réduit supérieur ou égal à 8, car elles ne transportent pas directement la charge des passagers.
4. Modèles d'usure et modes de défaillance
4.1 Usure externe
L'usure externe se manifeste par une réduction du diamètre du câble en raison de l'abrasion contre la poulie de traction, les poulies de déflexion et les poulies d'égalisation. L'usure normale réduit progressivement le diamètre à un rythme de 0,01-0,03 mm par an pour les cordes bien lubrifiées dans des environnements propres. Une usure accélérée se produit lorsque :
Les rainures des poulies de traction sont usées ou mal usinées
La tension des câbles est inégale entre les câbles (entraînant un partage inégal de la charge)
Le lubrifiant est épuisé ou contaminé
La poussière abrasive pénètre dans la salle des machines
La norme EN 81-20 exige le remplacement du câble lorsque la réduction du diamètre du câble le plus mauvais dépasse 6 % du diamètre nominal pour les câbles de traction, ou 10 % pour les câbles à régulateur.
4.2 Usure interne et dégradation du noyau
L’usure interne est plus dangereuse que l’usure externe car elle n’est pas visible lors d’une inspection de routine. Lorsque les câbles se plient sur les réas, les fils internes frottent les uns contre les autres et contre l'âme. Cela produit des débris d'usure (souvent appelés « poussière de corde ») qui s'accumulent à l'intérieur de la corde. Au fil du temps, l'âme se dégrade, réduisant la capacité de la corde à répartir uniformément la charge entre les torons.
L'usure interne est évaluée en mesurant le diamètre du câble en plusieurs points et en comparant les mesures. Un profil en forme de « bouteille - - dont le diamètre est réduit au milieu des zones de flexion de la corde - indique une dégradation interne de l'âme. Les équipements de test de corde magnétique (MRT) peuvent détecter les ruptures de fils internes de manière non-de manière non destructive et sont de plus en plus exigés par les organismes d'assurance et de réglementation pour les installations de grande hauteur-.
4.3 Pauses de fatigue
Une rupture par fatigue se produit lorsque des fils individuels se cassent en raison d'une contrainte de flexion cyclique. Les ruptures de fil commencent généralement aux points de contact entre les fils d'un toron ou aux points de croisement des torons. Le nombre de fils cassés visibles est un critère primordial de remplacement :
| Emplacement | Seuil de remplacement (fils cassés) |
|---|---|
| Sur une longueur de pas de câble (environ . 6-8 × diamètre du câble) | Supérieur ou égal à 6 fils cassés pour corde à 8 torons |
| À la terminaison du câble (douille ou cale) | Supérieur ou égal à 3 fils cassés |
| Usure externe du fil (réduction du diamètre) | Supérieur ou égal à 6% du diamètre nominal |
4.4 Corrosion
La corrosion réduit la résistance du câble et accélère la fatigue. La rouille superficielle est souvent superficielle, mais la corrosion par piqûres crée des concentrateurs de contraintes qui déclenchent des fissures de fatigue. Les câbles présentant des piqûres profondes, des taches de rouille importantes ou une flexibilité réduite en raison de la corrosion doivent être remplacés quel que soit le nombre de fils cassés.
5. Protocole d'inspection
La norme EN 81-20 impose des inspections visuelles des câbles à des intervalles ne dépassant pas 12 mois. L'inspection doit porter sur :
Examen complet :Faites rouler la voiture sur toute sa course tout en inspectant visuellement toutes les sections de corde visibles avec un éclairage adéquat.
Mesure du diamètre :Mesurez le diamètre de la corde en trois points par corde à l'aide d'un pied à coulisse ou d'un calibre de corde. Enregistrez les mesures et comparez-les aux lectures précédentes.
Nombre de fils cassés :Examinez chaque câble à la recherche de fils cassés, en accordant une attention particulière aux zones de courbure élevée (zone de contact des poulies de traction, poulies de déflexion).
État du lubrifiant :Évaluez si les cordes retiennent suffisamment de lubrifiant. Les cordes sèches nécessitent une re-lubrification ; les cordes contaminées (avec de la poussière, des gravillons ou de l'eau) nécessitent un nettoyage et une re-lubrification.
Contrôle de terminaison :Examinez les douilles, les cales et les cosses de câble pour déceler des fissures, des déformations ou des raccords desserrés.
Égalisation des tensions :Vérifiez que les tensions des câbles sont équilibrées à 5 % près à l'aide d'un tensiomètre.
6. Meilleures pratiques de remplacement
6.1 Remplacement de l'ensemble complet
Lorsqu'une corde d'un ensemble atteint les critères de remplacement,toutes les cordes de cet ensemble doivent être remplacées simultanément. Les cordes neuves et anciennes ont des caractéristiques d'allongement élastique et des diamètres différents, ce qui conduit à un partage de charge inégal en cas de mélange. Une charge inégale accélère l’usure des nouveaux câbles et peut surcharger les rainures de la poulie de traction.
6.2 Installation du câble
Les nouvelles cordes doivent être installées avec soin pour éviter de se tordre, de se tordre ou d’introduire des dommages internes. Les étapes clés comprennent :
Déroulez les cordes du dévidoir d'expédition sans introduire de torsion (utilisez un plateau tournant si possible)
Enfilez les cordes dans les poulies sans les faire glisser sur le sol
Appliquez le lubrifiant initial recommandé par le fabricant-avant l'installation.
Installer des dispositifs d'égalisation de câble (le cas échéant) avant de tendre
Tendez les cordes à la précharge spécifiée et vérifiez que la tension est égale sur tout l'ensemble.
Faites fonctionner l'ascenseur pendant 50 à 100 cycles sans charge pour placer les câbles dans les rainures de la poulie.
6.3 Vérification après-remplacement
Après le remplacement de la corde, effectuez :
Vérification de la traction (test de glissement) pour confirmer une friction adéquate entre les câbles et la poulie
Test de surcharge à 125 % de la charge nominale selon les exigences de la norme EN 81-20
Réinspection-après 30 jours d'utilisation pour vérifier les changements de tension et les premiers signes d'usure.
