Châssis structurels à haute résistance destinés aux équipements miniers, notamment les châssis de pelles mécaniques, les châssis de camions à benne basculante, les carters de concasseurs et les structures de convoyeurs. Nous fabriquons ces châssis à partir d'acier à haute résistance, avec des soudures à pénétration totale et un contrôle non destructif.
Capacité de 30 000 tonnes par an
Épaisseur maximale : 200 mm
AWS D1.1 / EN 1090
Contrôles non destructifs complets
Les châssis d'équipements miniers fabriqués par Leading Top Union sont conçus pour résister aux charges cycliques extrêmes, aux forces d'impact et aux environnements abrasifs rencontrés dans les exploitations minières à ciel ouvert et souterraines. Des nuances d'acier à haute résistance, notamment S355J2+N, S460ML, S690QL et Hardox 400/500, sont utilisées, sélectionnées en fonction d'exigences de limite d'élasticité allant de 355 MPa à 690 MPa. Les tôles d'une épaisseur comprise entre 10 mm et 200 mm sont soudées à l'aide des procédés de soudage à l'arc avec fil fourré (FCAW), de soudage à l'arc submergé (SAW) et de soudage à l'arc sous gaz avec fil métallique (GMAW), tous conformes à la norme de soudage structurel AWS D1.1:2020. Chaque soudure critique est soumise à un contrôle par ultrasons (UT) à 100 % conformément à la norme ASTM E164, complété par un contrôle par particules magnétiques (MT) et un contrôle par ressuage (PT) pour les discontinuités en surface. Pour les assemblages nécessitant une stabilité dimensionnelle sous des charges dynamiques, un traitement thermique de détente est appliqué conformément à la section VIII du code ASME BPV, en maintenant la température à 595 °C ± 15 °C pendant une heure par 25 mm d'épaisseur, suivi d'un refroidissement contrôlé afin de minimiser les contraintes résiduelles.
Le processus de fabrication intègre un usinage de précision des surfaces de montage et des logements de roulements afin d'atteindre des tolérances de ±0,05 mm sur les alésages critiques et de ±0,1 mm sur la planéité sur des portées de 1 mètre. Ceci est réalisé à l'aide d'aléseuses CNC à 5 axes et de fraiseuses à portique offrant une précision de positionnement de ±0,02 mm par mètre. Pour les châssis d'équipements miniers supportant des draglines, des pelles hydrauliques et des camions de transport, les surfaces d'interface sont usinées pour répondre aux spécifications des équipementiers en matière de gabarits de trous de boulons, d'emplacement des goupilles de centrage et d'exigences de finition de surface de Ra 3,2 μm ou mieux. La capacité de charge par pièce atteint 60 tonnes, ce qui permet la fabrication de châssis de train de roulement complets, de sections de flèche et d'ensembles de châssis sans raccords intermédiaires. Chaque châssis est vérifié par rapport à des rapports dimensionnels à l'aide de traceurs laser d'une précision volumétrique de ±0,03 mm, garantissant ainsi l'interchangeabilité avec les équipements existants sur site.
La traçabilité des matériaux est assurée depuis le certificat d'usine jusqu'à l'assemblage final, chaque tôle d'acier étant identifiée par son numéro de coulée et sa nuance, conformément à la certification EN 10204 de type 3.1. Pour les nuances Hardox 400 et 500, les paramètres de soudage recommandés par SSAB sont respectés, notamment des températures de préchauffage comprises entre 100 °C et 200 °C en fonction de l'épaisseur, et des limites de température entre les passes de 250 °C afin d'éviter les fissures induites par l'hydrogène. Les consommables de soudage sont sélectionnés en fonction de la résistance du métal de base : ER70S-6 pour le S355, ER100S-G pour le S460 et ER120S-G pour le S690, tous avec une teneur en hydrogène diffusible inférieure à 5 ml/100 g conformément à la norme AWS A4.3. Un traitement thermique post-soudage est obligatoire pour les châssis en S690QL d'une épaisseur supérieure à 50 mm afin d'obtenir des valeurs de dureté inférieures à 350 HV10 et de garantir la ténacité à la rupture à des températures pouvant descendre jusqu'à -40 °C, ce qui est essentiel pour les opérations minières dans les régions arctiques. Le système de gestion de la qualité est certifié ISO 3834-2 pour la qualité globale du soudage, EN 1090-2 EXC3 pour la classe d'exécution et AWS D1.1 pour l'acier de construction.
Les châssis d'équipements miniers fabriqués chez Leading Top Union constituent la colonne vertébrale structurelle des engins lourds utilisés dans les mines à ciel ouvert et souterraines du monde entier. Dans l'exploitation minière à ciel ouvert, ces châssis sont utilisés sur des pelles à câbles électriques dont la capacité de godet peut atteindre 120 mètres cubes ; le châssis du pont principal doit alors supporter des charges dynamiques dépassant les 2 000 tonnes métriques pendant les cycles d'excavation. Ces châssis sont généralement fabriqués en acier S690QL avec des tôles d'une épaisseur de 100 mm à 200 mm au niveau des pieds de flèche, soudés avec des joints à pénétration totale et inspectés par contrôle par ultrasons à balayage phasé (PAUT) conformément à la norme ASTM E2491. Pour les opérations de dragline, des châssis de mécanismes de translation et des structures de cuve sont produits pour répartir des charges statiques de 5 000 tonnes sur les surfaces en contact avec le sol, ce qui nécessite des tolérances de planéité de ±1 mm sur des diamètres de 10 mètres afin d'éviter tout grippage lors de la rotation. Un traitement thermique de détente est appliqué à tous les châssis de cuve de dragline afin d'éliminer la déformation induite par la soudure et de garantir une durée de vie supérieure à 20 ans en fonctionnement continu.
Les applications minières souterraines exigent des châssis compacts et très résistants pour les véhicules de chargement, de transport et de déchargement (LHD), les boulonneuses de toit et les abatteuses-racleuses. Les châssis destinés aux unités LHD d'une capacité de charge utile de 10 à 25 tonnes sont fabriqués en Hardox 400, avec des épaisseurs comprises entre 20 mm et 60 mm, ce qui leur confère une résistance à l'abrasion face aux chocs contre la roche tout en conservant une soudabilité adaptée aux géométries complexes. Les articulations et les points de pivot sont usinés avec des tolérances de ±0,05 mm et équipés de bagues en bronze ou de roulements sphériques conçus pour 500 000 cycles à pleine charge. Pour les châssis de boulonneuses de toit, les supports de réservoir hydraulique intégrés et les rails de guidage de forage sont usinés avec un alignement de ±0,1 mm, garantissant une précision du gabarit de boulonnage inférieure à 2 mm sur des longueurs de 6 mètres. Ces châssis sont soumis à une inspection MT à 100 % sur toutes les soudures d'angle conformément à la norme ASTM E709 et font l'objet d'essais de pression sur les circuits hydrauliques à 1,5 fois la pression de service, soit 350 bars. Notre expérience inclut des châssis pour les équipements souterrains de Sandvik, Atlas Copco et Caterpillar, dont les conceptions ont été validées par analyse par éléments finis (FEA) conformément aux limites de contrainte élastique de la norme ASME VIII Div. 2.
Au-delà de l'exploitation minière classique, les châssis supportent des équipements spécialisés dans le traitement des minéraux et la manutention. Pour les installations de concassage semi-mobiles d'une capacité de traitement comprise entre 5 000 et 12 000 tonnes par heure, les châssis de support sont fabriqués en acier S460ML d'une épaisseur pouvant atteindre 150 mm, et sont conçus pour absorber les charges d'impact générées par les concasseurs giratoires et les alimentateurs vibrants. Ces châssis intègrent des patins de montage usinés pour les bases de concasseurs, avec une planéité de ±0,2 mm sur des portées de 3 mètres, garantissant un alignement correct des arbres excentriques et des roulements. Pour les systèmes de convoyeurs aériens couvrant des distances allant jusqu'à 20 kilomètres, les châssis des poulies de tête et de queue sont fabriqués avec des alésages d'arbre usinés selon des tolérances H7 et des ajustements de paliers conformes à la norme ISO 286. Chaque châssis est conçu pour un assemblage sur site par boulonnage à l'aide de boulons à friction haute résistance conformes à la norme EN 1090-2, précontraints à 70 % de la charge d'épreuve à l'aide de clés dynamométriques calibrées. Les châssis sont également utilisés dans les stations de pompage pour le drainage des mines, où des structures en acier S355J2 supportent des pompes à turbine verticales avec des moteurs d'une puissance nominale allant jusqu'à 3 000 kW, ce qui nécessite des limites de vibration inférieures à 4,5 mm/s RMS conformément à la norme ISO 10816-3.
La certification ISO 3834-2 garantit que chaque châssis d'équipement minier est fabriqué dans le cadre d'un système complet de qualité de la soudure couvrant la qualification des procédures, la certification des soudeurs et les protocoles d'inspection. Les procédures de soudage sont qualifiées selon la norme AWS D1.1 pour l'acier de construction et la section IX de l'ASME pour les composants sous pression, avec des PQR (procédures de qualification de soudage) pour toutes les nuances d'acier, de S355 à Hardox 500. Pour les châssis critiques utilisés sur les pelles Komatsu PC8000 et Liebherr R 9800, des conceptions de joints préqualifiées sont respectées, avec des angles de rainure de 30° à 45°, des ouvertures de racine de 3 mm à 6 mm et des barres d'appui si nécessaire pour obtenir une pénétration complète. Chaque soudeur est certifié selon la norme AWS D1.1 Tableau 4.2 pour toutes les épaisseurs et toutes les positions, avec une recertification annuelle comprenant des essais de flexion et un examen radiographique. Les techniciens en essais non destructifs (END) détiennent des certifications ASNT de niveau II et III en UT, MT et PT, avec un contrôle UT à 100 % effectué sur toutes les soudures à pénétration complète du joint (CJP) à l'aide de transducteurs de 2,25 MHz étalonnés sur des blocs de référence ASTM E164.
L'usine de Suzhou fonctionne en trois équipes et dispose d'une capacité de production de plus de 200 tonnes de châssis assemblés par semaine, grâce à 15 ponts roulants d'une capacité allant de 10 à 100 tonnes. Pour les châssis de plus de 60 tonnes, les opérations de levage multi-ponts sont coordonnées à l'aide de palans synchronisés équipés de capteurs de force d'une précision de ±2 % de la capacité nominale. Les capacités d'usinage comprennent une aléseuse CNC de 6 mètres sur 3 mètres avec une broche de 160 mm de diamètre, offrant une précision de positionnement de ±0,01 mm et une répétabilité de ±0,005 mm. Le meulage de surface des faces de montage est effectué sur une meuleuse à mandrin magnétique de 2 mètres sur 1 mètre, garantissant une planéité de 0,02 mm par mètre. Toutes les surfaces usinées sont protégées par une huile antirouille conforme à la norme MIL-PRF-16173 Grade 2, et les alésages critiques sont équipés de capuchons en plastique pour l'expédition. Des rapports d'inspection dimensionnelle complets sont fournis avec les données de la machine à mesurer tridimensionnelle (CMM) pour un maximum de 200 points de mesure par châssis, traçables selon les normes NIST.
Une collaboration directe a été mise en place avec Caterpillar, Komatsu et Liebherr concernant les spécifications des châssis destinés aux équipements miniers utilisés au Chili, en Australie et en Indonésie. Plus de 500 châssis ont été fabriqués pour des carrosseries de pelles à câble électriques, pesant chacune entre 45 et 55 tonnes, avec des rendements de soudure supérieurs à 95 % selon la norme AWS D1.1. Pour ces projets, le soudage robotisé a été mis en œuvre pour les joints longitudinaux en utilisant le procédé FCAW avec un fil de 1,6 mm de diamètre, permettant d'atteindre des taux de dépôt de 8 kg par heure et des vitesses de déplacement de 400 mm par minute. Le traitement thermique de détente est effectué dans un four à gaz de 8 mètres sur 4 mètres sur 3 mètres, avec une uniformité de température de ±10 °C dans toute la chambre et des vitesses de montée en température programmables de 50 °C par heure. Les registres de qualité indiquent un taux de rendement au premier passage de 98,5 % pour les châssis miniers, les retouches se limitant à des défauts esthétiques mineurs. Une garantie de 24 mois contre les défaillances de soudure et les écarts dimensionnels est offerte, assortie d'une assurance responsabilité civile couvrant jusqu'à 10 millions de dollars US par sinistre. Contactez l'équipe d'ingénierie à l'adresse sales@leadingtopunion.com pour une étude de conception du châssis et un devis dans les 48 heures.
| Capability | Specification |
|---|---|
| Max Single Piece | 60 tons |
| Plate Thickness | 10 - 200mm |
| Steel Grades | S355 / S460 / S690 / Hardox 400/500 |
| Welding | FCAW, SAW, GMAW per AWS D1.1 |
| NDT | UT, MT, PT on all critical welds |
| Machining | CNC boring/milling of mounting faces |
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