Circlip ou goupille transversale ? Le duel ultime des forets fond de trou.
Les systèmes de connexion des trépans DTH à anneau fendu et à goupille transversale diffèrent considérablement par leur conception structurelle, leur adéquation aux conditions de travail et leurs caractéristiques d'entretien. Ces différences déterminent directement le type le plus approprié pour chaque scénario de forage. Vous trouverez ci-dessous une comparaison technique ainsi qu'un résumé de leurs principaux avantages et inconvénients, basé sur l'expérience pratique :
Principales différences techniques (1) Principes de conception structurelle
Type à anneau fendu (circlip) : Utilise une conception en deux parties, divisée en deux demi-anneaux à symétrie axiale. La double localisation est obtenue grâce à des interfaces étagées : le diamètre extérieur de la petite extrémité s’insère précisément dans la cavité annulaire interne de la connexion avant du marteau, tandis que la face de la grande extrémité s’emboîte dans le manchon de guidage, formant une base de connexion rigide.
Type à goupille transversale (goujon) : Ce système utilise des trous pré-percés dans le foret et le marteau, dans lesquels une goupille transversale est insérée pour assurer le maintien mécanique. Certains modèles ajoutent un système de retenue composé d’un bouchon, d’un ressort et d’une tige en caoutchouc ; la fixation rigide par goupille empêche l’arrachement.
(2) Caractéristiques d'installation et de maintenance
Type à bague fendue : le montage nécessite l’insertion séquentielle des demi-bagues et l’engagement des cannelures ; le démontage s’effectue en sens inverse. Des marteaux de conception optimisée peuvent accélérer le montage/démontage, mais la procédure reste plus complexe qu’avec le type à goupille transversale.
Type à goupille transversale : Fonctionnement très simple — il suffit d’insérer ou de retirer la goupille. Cependant, si la goupille rouille, se déforme ou si le système de retenue cède, la connexion peut se bloquer, rendant le démontage difficile et la maintenance beaucoup plus complexe.
(3) Comparaison des performances mécaniques
Type à anneau fendu : une surface de contact plus importante assure une répartition plus uniforme de la charge. Les nouvelles conceptions d’anneaux étagés raccourcissent la longueur totale du trépan et réduisent sa masse, ce qui peut améliorer le rendement du marteau et diminuer le risque de concentration des contraintes.
Type à goupille transversale : supporte principalement les efforts de cisaillement ; l’énergie du marteau est transmise directement au foret par la goupille. Ceci engendre une forte concentration de contraintes au niveau de la goupille, qui est sujette à l’usure, à la déformation, voire à la rupture.
Adaptation aux scénarios d'application Dans les opérations de forage en roche dure, le type à broche transversale présente trois principaux avantages :
Stabilité de la connexion : La connexion à goupille rigide résiste aux chocs et aux couples élevés et empêche l’arrachement du foret. Le type à bague fendue présente un risque plus élevé de desserrage dans des conditions extrêmes.
Efficacité du transfert d'énergie : un trajet de transmission de la charge de cisaillement plus court signifie que l'énergie d'impact atteint le trépan plus directement ; l'efficacité de concassage de la roche peut être environ 15 à 20 % supérieure à celle du type à anneau fendu.
Précision maintenue : grâce à un contrôle strict des tolérances des trous d'épingle, l'écart de verticalité du trou peut être maintenu à environ 0,5°, surpassant ainsi le type à anneau fendu qui peut engendrer des défauts de déplacement dus aux forces de réaction.
Recommandations techniques pour le choix des trépans : Le choix des trépans doit prendre en compte plusieurs facteurs :
Conditions géologiques : Privilégier les goupilles croisées pour les roches dures ; les anneaux fendus sont acceptables pour les formations de dureté moyenne à tendre.
Compatibilité de l'équipement : que la conception du marteau corresponde aux étapes de l'anneau fendu ou à l'alignement des trous de goupille.
Maîtrise des coûts : Les systèmes à broches transversales ont tendance à engendrer des coûts de maintenance et de remplacement plus élevés, mais leurs avantages en matière d’efficacité peuvent raccourcir la durée du projet.
Il est recommandé d'effectuer des forages d'essai sur site afin de collecter des données et d'optimiser dynamiquement la sélection en fonction de la précision du perçage, des indicateurs de consommation d'énergie et de la durée de vie des composants.
