Élément de conception clé pour votre système de mouvement linéaire

Historiquement, l'une des différences entre les roulements à billes radiaux et les guidages linéaires à billes à recirculation résidait dans l'utilisation d'une cage pour séparer les billes et contrôler leur mouvement dans les roulements radiaux, contrairement aux guidages sur rails profilés. Cependant, au début des années 2000, les fabricants de roulements sur rails profilés ont commencé à proposer des versions avec cages à billes (également appelées « chaînes à billes » ou « séparateurs de billes ») afin d'améliorer la durée de vie, les caractéristiques de fonctionnement et de réduire le bruit. L'intégration de séparateurs de billes dans les écrous à billes est intervenue quelques années plus tard, les fabricants devant relever les défis spécifiques de conception et de matériaux posés par le parcours de recirculation plus complexe de la chaîne à billes.

Aujourd'hui, certains fabricants proposent la totalité, voire la majeure partie, de leurs paliers à profil et écrous à billes avec chaînes à billes. Pour de nombreuses applications, notamment celles qui bénéficient d'un fonctionnement plus silencieux, plus fluide et d'une lubrification moins fréquente, les guidages linéaires et les vis à billes avec séparateurs de billes sont une solution pertinente. Dans bien des cas, les fabricants de systèmes pré-assemblés et intégrés, tels que les actionneurs linéaires ou les vis sans fin pré-assemblées, utilisent par défaut les versions à chaînes à billes pour les guidages linéaires et les vis à billes.

Dans tout roulement, lorsque les billes peuvent rouler (ou glisser) librement sans être guidées par une cage ou une chaîne, elles entrent en contact les unes avec les autres en raison des différences de vitesse liées à leur entrée et sortie de la zone de charge. Ce contact génère du frottement et du bruit. Une chaîne à billes empêche ce contact direct, réduisant ainsi le frottement et, par conséquent, la chaleur, ce qui prolonge la durée de vie du roulement ou de l'écrou. Le bruit est réduit car les billes ne sont plus en contact métal sur métal ; elles sont désormais en contact métal sur polymère (ou métal sur résine) avec la chaîne à billes.

La réduction de la chaleur présente un double avantage : elle limite la dégradation du lubrifiant. De plus, grâce aux « poches » créées autour des billes par la chaîne, le lubrifiant est mieux retenu et distribué plus efficacement. Ces poches retiennent le lubrifiant et assurent une meilleure répartition de la graisse ou de l’huile sur chaque bille.

Certains fabricants utilisent des chaînes à billes dans leurs roulements à billes profilés et vis à billes de la série « haute vitesse », mais la chaîne à billes doit être suffisamment robuste pour résister aux forces causées par le glissement et la flexion à ces vitesses élevées.

Un espacement régulier et constant entre les billes améliore le fonctionnement en réduisant les variations de frottement dues à un espacement irrégulier (sans chaîne ni cage à billes). Cette distance constante, associée à un mouvement plus contrôlé, diminue la résistance au roulement et assure un fonctionnement plus fluide. Pour les applications exigeant un fonctionnement extrêmement régulier, l'utilisation d'un guidage linéaire profilé ou d'une vis à billes avec chaîne peut s'avérer une solution efficace, sans recourir à des technologies plus onéreuses comme les paliers à air ou les moteurs linéaires.

Il ne faut pas confondre les chaînes à billes (aussi appelées cages à billes) avec les billes d'espacement. Ces dernières sont légèrement plus petites que les billes porteuses et servent à réduire le frottement et le bruit lors du contact entre les billes. Cependant, l'ajout de billes d'espacement à un palier linéaire ou à une vis à billes implique la suppression de certaines billes porteuses, ce qui diminue la capacité de charge et la rigidité.