Faites le bon choix pour votre système de positionnement linéaire

Un guidage linéaire (ou palier linéaire) est un élément mécanique permettant un mouvement relatif entre deux surfaces, l'une supportant l'autre, avec un frottement minimal. Il existe deux types principaux de guidages linéaires : les guidages lisses et les guidages à roulement. Bien que leur fonction générale soit identique, leur conception et leurs performances diffèrent sensiblement.

【Guides linéaires à mouvement simple (glissement)】

Les paliers lisses sont le type de guidage linéaire le plus simple, reposant sur le contact glissant entre deux surfaces. Leur construction peut être à rainures prismatiques, à queue d'aronde ou à arbre et douille. Les paliers à rainures prismatiques supportent les charges les plus élevées, tandis que les modèles à queue d'aronde nécessitent un usinage et un assemblage moins précis. Les douilles de paliers lisses sont simples à fabriquer et à installer, mais l'absence de support sur l'arbre limite leur capacité de charge et les rend sensibles à la déformation.

Bien que les surfaces métalliques offrent la plus grande rigidité et les meilleures capacités de charge, les paliers lisses peuvent également être fabriqués en plastique ou en composite pour une résistance élevée à la corrosion et des propriétés lubrifiantes intrinsèques. Il est important de noter que le contact glissant doit toujours s'effectuer entre des matériaux différents, l'un des éléments étant plus dur que l'autre. Cela permet de concentrer l'usure sur l'élément le plus tendre.

Les paliers lisses présentent un coefficient de frottement élevé, généralement de 0,05 à 0,1, comparé aux roulements. Cependant, contrairement à ces derniers, ils supportent les chocs et les vibrations sans dommage significatif de leurs surfaces. Les paliers lisses sont également moins sensibles à la contamination et subissent rarement de défaillance catastrophique.

【Guides linéaires à mouvement de roulement】

Les guidages linéaires à roulement utilisent des billes ou des rouleaux entre les deux surfaces d'appui. Les roulements peuvent être à recirculation (guidages sur rails profilés ou guidages linéaires à douilles/roulements linéaires) ou à non-recirculation (guidages à galets de came ou glissières à rouleaux croisés). Les systèmes à recirculation permettent un déplacement illimité sur toute la longueur du rail de guidage ou de l'arbre, tandis que les systèmes à non-recirculation sont limités en course par la longueur du roulement.

Un avantage majeur des guidages linéaires à roulements réside dans leur faible coefficient de frottement, généralement compris entre 0,005 et 0,01. Fabriqués en acier à roulements, ils présentent des capacités de charge bien supérieures et peuvent être précontraints pour une rigidité accrue. Toutefois, la précontrainte augmente le frottement et doit être prise en compte lors du dimensionnement des guidages linéaires à roulements.

Alors que les paliers linéaires lisses peuvent être fabriqués à partir d'une grande variété de matériaux, la diversité des roulements à billes sur rails profilés réside dans la géométrie de leurs pistes et l'agencement des chemins de roulement. La géométrie des pistes détermine le mode de contact entre les éléments roulants et les chemins de roulement. Les pistes des rails profilés peuvent être en arc de cercle, offrant un frottement réduit, ou en arc gothique, permettant une meilleure résistance au moment de torsion. De plus, l'agencement des chemins de roulement sur le rail profilé peut être face à face ou dos à dos. L'agencement face à face offre une résistance à la charge égale dans toutes les directions, tandis que l'agencement dos à dos permet une meilleure résistance au moment de torsion.