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 automatisé qui nécessitent un mouvement linéaire.

Les vis à billes pilotent les platines de positionnement pour l'assemblage de petites pièces. Elles contrôlent l'axe Z des robots et le coulisseau des presses d'assemblage électromécaniques. Grâce à leur grande rigidité, leur faible tassement et leurs vitesses de déplacement élevées, les vis à billes équipent de nombreuses machines d'assemblage électronique, notamment les chargeurs de magasins, les imprimantes à pâte, les distributeurs et les équipements de placement et d'insertion.

Comme les vis Acmé, les vis à billes convertissent le mouvement rotatif en mouvement linéaire. Mais contrairement aux vis Acmé, elles possèdent un filetage hélicoïdal concave et des roulements à billes se déplacent entre la vis et l'écrou dans un chemin de roulement à 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 rectifiés ou roulés. Les vis à billes à filetage rectifié sont plus précises que celles à filetage roulé, mais elles sont aussi plus coûteuses. Comme les vis Acmé, les vis à billes présentent un jeu infime, c'est-à-dire un mouvement axial relatif entre la vis et l'écrou lorsque le moteur ne tourne pas. Pour les vis à billes comme pour les vis Acmé, le jeu commence généralement à 0,006 pouce. Cependant, avec l'usure d'une vis Acmé, le jeu augmente. Ce phénomène n'est pas observé avec une vis à billes, car celle-ci est peu sujette à l'usure.

Le jeu peut-il être un problème ? Cela dépend de l'application. Par exemple, dans une application à mouvement vertical, la charge exerce une pression constante sur l'écrou, ce qui élimine le jeu. Une solution pour éliminer ce problème est d'utiliser un écrou précontraint. Précontraint, l'interface entre les billes et les rainures est précontrainte, ce qui élimine tout jeu dans le chemin de roulement. La position de l'écrou dépend entièrement de la position de rotation de l'arbre. La précontrainte augmente également la rigidité du système.

Les paliers de support situés à chaque extrémité de la vis à billes ne doivent pas être négligés. Ils sont décrits comme simples, fixes ou libres. Les paliers simples, tels que les roulements à billes, offrent une bonne rigidité radiale, mais aucune rigidité axiale. Les paliers fixes, tels que les paires de roulements à contact oblique, offrent une rigidité bidirectionnelle. Un palier libre est tout simplement inexistant.

La qualité du support de la vis à billes détermine la vitesse de rotation et la charge que vous pouvez lui appliquer. Lors de la spécification des vis à billes, les ingénieurs doivent fournir un maximum d'informations sur l'application. Ces informations doivent inclure les charges prévues, les directions, le cycle Arial, les courses et la durée de vie. Les conditions environnementales sont également 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 une précision supérieure à leurs besoins réels. Améliorer la précision d'une vis est extrêmement coûteux. Améliorer la répétabilité fait la différence entre un écrou standard et un écrou préchargé. Cela coûtera plus cher, mais pas autant qu'une plus grande précision. Améliorer la résolution est simple et économique.