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Vis à billes

La vis à billes est une vis d'entraînement qui convertit le mouvement de rotation d'un moteur en mouvement linéaire, au moyen de nombreuses billes d'acier qui roulent entre l'arbre de vis et l'écrou. Par rapport à une vis à glissement, elle présente un frottement plus faible et un rendement de transmission plus élevé, ce qui permet un positionnement précis avec un faible couple d'entraînement. Les billes d'acier circulent de façon répétée dans les composants de recirculation intégrés à l'écrou. Il existe des vis à billes de précision, dont le profil de filet est rectifié, et des vis à billes roulées, dont le filet est formé par roulage ; elles se distinguent par leur classe de précision (C0 à C10, etc.). Certains modèles ont un écrou précontraint, qui supprime le jeu axial. Elles sont utilisées dans les axes d'avance des machines-outils, les équipements de fabrication de semi-conducteurs et de composants électroniques, les dispositifs de convoyage et les mécanismes de positionnement des tables XY.

Guide de choix : Vis à billes

  1. 1. Déterminer le pas en fonction de la vitesse et de la résolution requises

    Le pas correspond à l'avance par tour de l'arbre. Les produits du catalogue vont de 1 à 40 mm. Plus il est grand, plus le déplacement est rapide à même vitesse de rotation, mais le couple requis augmente et le déplacement par impulsion devient plus grossier. Le calcul se fait à partir de la vitesse maximale, de la vitesse de rotation maximale du moteur et de la résolution de positionnement.

  2. 2. Choisir le diamètre extérieur de l'arbre en fonction de la charge et de la rigidité

    Le diamètre extérieur de l'arbre influe sur la capacité de charge, la rigidité, la charge de flambage et la vitesse critique. Les produits du catalogue vont de 8 à 32 mm. Pour une longueur totale importante ou une rotation à grande vitesse, un arbre plus épais est nécessaire afin d'éviter la flexion et la résonance. Vérifier la vitesse de rotation admissible en tenant compte du mode de support.

  3. 3. Vérifier la durée de vie avec la charge dynamique nominale

    La charge dynamique nominale de base Ca est la charge axiale servant de référence au calcul de la durée de vie. Les produits du catalogue vont de 1950 à 16100 N. Calculer la durée de vie nominale à partir de la charge moyenne en fonctionnement et de la distance parcourue, puis vérifier si elle répond à la durée requise. La durée de vie est approximativement inversement proportionnelle au cube du rapport de charge.

  4. 4. Utiliser la charge statique nominale pour les chocs

    La charge statique nominale de base C0a est la charge axiale admissible à l'arrêt ou lors d'un choc. Les produits du catalogue vont de 2600 à 33400 N. Vérifier qu'un coefficient de sécurité statique est assuré par rapport à la charge maximale, comme les forces d'inertie lors d'un arrêt brusque ou les réactions d'usinage.

  5. 5. Choisir la classe de précision adaptée au positionnement

    La classe de précision indique la tolérance sur l'erreur de pas ; plus le chiffre est petit, plus la précision est élevée. Les exemples du catalogue concernent principalement la classe C5 à filet rectifié. Une classe trop élevée par rapport à la précision de positionnement requise augmente le coût ; le choix doit donc se faire en fonction de la précision nécessaire.

  6. 6. Équilibrer jeu et couple de précharge

    Le jeu axial des produits du catalogue est compris entre 0 et 0,03 mm. Pour les applications en va-et-vient où le retour (jeu de rattrapage) est gênant, choisir une version précontrainte. Toutefois, plus le couple de précharge (2 à 25 N·cm selon les produits) est élevé, plus le couple d'entraînement et réchauffement augmentent ; le vérifier avec la puissance du moteur.

  7. 7. Adapter la longueur totale et l'usinage des extrémités à l'équipement

    La longueur totale des produits du catalogue va de 85 à 2500 mm. Elle se détermine à partir de la course, à laquelle s'ajoutent la longueur de l'écrou et une marge, en tenant compte des logements des paliers de support. Pour les longs modèles, les contraintes de vitesse critique et de flambage sont plus strictes ; les examiner conjointement avec le diamètre extérieur de l'arbre.

Ce guide a été rédigé par une AI à partir des documents et des caractéristiques des produits référencés. Vérifiez la documentation de chaque fabricant avant de faire votre choix.