Pourquoi des vis à billes ?
Ces dernières années, le besoin de mini vis à billes est devenu plus évident grâce aux conversations avec nos clients et aux retours du marché. Plus précisément, la demande croissante concerne des vis à billes de haute qualité fabriquées aux États-Unis et disponibles en stock. En réponse, FUYU Linear a répondu à cet appel avec une ligne de vis à billes de six, huit et dix millimètres de diamètre.
FUYU Linear cible les applications dans les secteurs médical, de l'automatisation de laboratoire et des semi-conducteurs. Ce sont quelques-unes des industries qui, selon nous, vont être en vogue, avec de nombreux robots qui facilitent l'automatisation nécessitant des vis à billes miniatures.
Précision et exactitude des vis à billes
Au sein de l'industrie, il peut y avoir une certaine confusion sur la terminologie lorsqu'on parle d'exactitude et de précision. Souvent, les clients les qualifient d’interchangeables, mais ce n’est pas le cas. Il s'agit en fait de deux termes distincts utilisés pour définir les vis à billes et la manière dont elles sont utilisées dans une application.
La précision est définie par la vis et peut refléter la façon dont elle a été fabriquée. Par exemple, a-t-il été roulé ou meulé ? La précision est comparable à celle de lancer une fléchette vers le centre et d’atteindre la cible. D'un autre côté, la précision définit l'écrou et correspond à la répétabilité ou à la fréquence à laquelle le système atteint la cible prévue.
Orientation de la vis à billes
Un autre facteur que les ingénieurs ont tendance à oublier est l’orientation des vis à billes. Les vis à billes sont conçues pour fonctionner de manière optimale lorsque leurs charges sont en position axiale. La raison en est qu'il existe généralement un rail profilé, un roulement linéaire ou un rail qui supporte la charge tandis que la vis à billes elle-même effectue le mouvement.
Une fois que ce système est tourné verticalement, la direction de la charge devient unitairement directionnelle avec les forces complètement vers le bas. Cela a de multiples effets sur la conception du système, notamment sur la manière dont la vis à billes s'use lors du mouvement, à la fois en vitesse et en accélération. À mesure que l'appareil monte et descend, la vitesse et la décélération ajoutent une charge supplémentaire au système. Le résultat peut être une charge d'impact implicite au bas, donc inverser la charge devient critique pour la conception du système.
Vitesse et accélération de la vis à billes
La vitesse est un autre facteur critique, mais il est préférable de la diviser en deux parties : la vitesse de l'écrou à bille et la vitesse de la vis. La première partie s'applique à la vis elle-même et fait référence à la vitesse à laquelle la vis tournera. La longueur de la vis définira souvent les limites de la vitesse de la vis. Par exemple, plus une vis est longue, plus les vibrations sont possibles. Les vibrations dans le système entraîneront de la corrosion et réduiront la durée de vie. De nombreux concepteurs souhaitent que les charges se déplacent le plus rapidement possible afin d'atteindre la position souhaitée le plus rapidement possible. Malheureusement, la vis présente des limites qui doivent être prises en compte.
La deuxième partie de la vitesse critique s'applique à l'écrou. Ici, la vitesse critique fait référence à la vitesse à laquelle l'écrou peut tourner dans les limites du système de retour et reflète la vitesse de recirculation des roulements à billes internes. Les ensembles de vis métriques miniatures de FUYU Linear ont un retour interne très fluide, silencieux et capable de vitesses d'écrou plus élevées.
Cycles de service des vis à billes
Un cycle de service en lui-même n’est pas trop critique. Habituellement, cela se prête davantage à une discussion sur la durée de vie des vis, ce qui peut devenir extrêmement compliqué lorsqu'on considère un profil de déplacement. Un profil de mouvement est généralement un mouvement d'aspect trapézoïdal où il y a l'accélération initiale, puis le mouvement constant et enfin la décélération. Bien que ces éléments soient tous très critiques, l’accélération est l’un de ces éléments généralement négligés. En fait, essayer de trouver les limites d'accélération des vis à billes dans les matériaux de référence est extrêmement difficile, c'est pourquoi on se limite souvent à un G standard d'un et demi. Ce nombre est plutôt une ligne directrice, car les vitesses maximales, les accélérations et les décélérations réelles sont réellement basées sur l'application et doivent souvent être définies par l'expérimentation.
L’un des avantages des vis à billes est leur durée de vie définie. Les normes internationales clarifient la manière dont nous définissons la durée de vie d'une vis à billes. Pour les mesures, cela dépend généralement d'un million de tours, ce qui correspond à notre durée de vie L10 et où statistiquement 90 % des vis à billes atteindront cette durée de vie. En réalité, ils peuvent atteindre beaucoup plus, mais il existe désormais une valeur minimale établie.
Déplacement de la vis à billes
Avec les vis à billes miniatures, plusieurs facteurs sont liés au déplacement. Dans les scénarios de course courte d'un ou deux millimètres, des difficultés surviennent car les billes ne recirculent pas complètement dans l'écrou. La définition de la durée de vie des vis à billes dans ces circonstances ainsi que la conception et la fonction du système de retour joueront un rôle essentiel sur son fonctionnement. Par exemple, une pompe à fluide nécessite une plage de déplacement extrêmement courte, de 10 à 100 millimètres. Ce dernier millimètre de course subira le plus de force, créant d'éventuels problèmes lorsqu'il s'agira de définir la durée de vie des vis à billes.
Les applications pour de longs voyages peuvent également créer des problèmes. Par exemple, lorsqu'une vis à billes de six millimètres parcourt un mètre, la vitesse critique et la prévention de l'affaissement deviennent des facteurs importants. Ainsi, entre la course extrêmement courte et longue se trouve le milieu de course, ou le point idéal où une course de 100 à 200 millimètres est idéale pour que ces types de vis fonctionnent au mieux.
Capacités de charge des vis à billes
Les vis à billes sont conçues pour être chargées à 100 % axialement. Si cela est fait correctement, la vis à billes durera sa durée de vie L10. Souvent, lorsque les vis à billes tombent en panne, il se produit une déformation de la vis et de l'écrou résultant d'une charge mal alignée. Une charge radiale ou une charge de moment sur une vis à billes peut avoir un impact sur la durée de vie de L10 en réduisant la capacité de charge de plus de 90 %. La leçon à retenir ici est que s'il existe des calculs de conception dans un catalogue qui recommandent une structure de support parallèle dans le cadre d'un paramètre spécifique, il est essentiel de respecter cette ligne directrice.
Heure de publication : 23 octobre 2023