Quoi, pourquoi et comment

En raison de leur capacité à fournir une poussée élevée et un positionnement précis, les vis à billes peuvent être trouvées dans de nombreuses applications d'assemblage automatisées nécessitant un mouvement linéaire.

Des vis à billes entraînent des platines de positionnement pour l'assemblage de petites pièces. Les vis à billes contrôlent l'axe Z dans les robots et le vérin dans les presses d'assemblage électromécaniques. Avec leur grande rigidité, leur faible tassement Arial et leurs vitesses de déplacement rapides, les vis à billes peuvent être vues dans de nombreuses machines d'assemblage électronique, notamment les chargeurs de magazines, les imprimantes de pâte, les distributeurs et les équipements de placement et d'insertion.

Comme les vis Acme, les vis à billes convertissent le mouvement rotatif en mouvement linéaire. Mais contrairement aux vis Acme, les vis à billes ont des filetages hélicoïdaux concaves et des roulements à billes circulent entre la vis et l'écrou dans un chemin de recirculation. Cette disposition minimise considérablement l'usure mécanique et permet à une vis à billes de convertir plus de 90 % du couple du moteur en poussée.

Les filetages d'une vis à billes peuvent être meulés ou roulés. Les vis à billes avec filetage rectifié sont plus précises que celles à filetage roulé, mais elles sont également plus chères. Comme les vis Acme, les vis à billes ont un jeu infime, ou un mouvement axial relatif entre la vis et l'écrou lorsque le moteur ne tourne pas. Dans les vis à billes et les vis Acme, le jeu commence généralement à 0,006 pouce. Cependant, à mesure qu’une vis Acme s’use, le jeu augmente. Cela n'arrive pas avec une vis à billes, en raison de son fonctionnement à faible usure.

La question de savoir si le jeu est un problème dépend de l'application. Par exemple, dans une application à mouvement vertical, la charge appuie constamment sur l'écrou, le jeu n'est donc pas un problème. Une façon d'éliminer le jeu consiste à utiliser un écrou préchargé. Préchargé signifie que l'interface entre les billes et les rainures est précontrainte, il n'y a donc aucun jeu dans le chemin de roulement. La position de l'écrou dépend entièrement de la position de rotation de l'arbre. La précharge augmente également la rigidité du système.

Les roulements de support à chaque extrémité de la vis à billes ne doivent pas être négligés. Ceux-ci sont spécifiés comme simples, fixes ou gratuits. Les supports simples, comme les roulements à billes, offrent une bonne rigidité radiale, mais aucune rigidité axiale. Les supports fixes, tels que des paires de roulements à contact oblique, assurent la rigidité dans les deux sens. Un support gratuit n’est que cela : pas de support du tout.

La façon dont vous soutenez la vis à billes détermine la vitesse à laquelle vous pouvez faire tourner la vis et la charge que vous pouvez lui appliquer. Lors de la spécification des vis à billes, les ingénieurs doivent fournir autant d'informations sur l'application que possible. Ces informations doivent inclure les charges attendues, les directions, le cycle Arial, les courses et le cycle de vie. Même les conditions environnementales sont importantes car elles peuvent affecter les joints des roulements.

Corey conseille aux ingénieurs de connaître la différence entre précision, répétabilité et résolution, et d'éviter de spécifier plus de précision que ce dont ils ont réellement besoin. Augmenter la précision est extrêmement coûteux dans une vis. L'augmentation de la répétabilité constitue la différence entre un écrou standard et un écrou préchargé. Cela coûtera plus cher, mais pas autant qu’une plus grande précision. Augmenter la résolution est simple et peu coûteux.