Caractère de conception clé pour votre système de mouvement linéaire

L'une des différences historiques entre les roulements à billes radiaux et les guidages linéaires à recirculation de billes réside dans le fait que les roulements radiaux utilisent généralement une cage pour séparer les billes et contrôler leur mouvement, contrairement aux guidages à rails profilés. Mais au début des années 2000, les fabricants de roulements à 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 des roulements, leurs caractéristiques de fonctionnement et la réduction du bruit. L'intégration de séparateurs de billes dans les écrous de vis à billes est apparue quelques années plus tard, les fabricants devant résoudre les défis uniques de conception et de matériaux posés par le chemin de recirculation plus complexe que doit parcourir la chaîne à billes.

Aujourd'hui, certains fabricants proposent la totalité, voire la plupart, de leurs roulements à billes et écrous de vis à billes avec des chaînes à billes. Pour de nombreuses applications, notamment celles nécessitant un fonctionnement silencieux, plus fluide et une lubrification moins fréquente, les guidages linéaires et les vis à billes avec séparateurs à billes sont judicieux. Dans de nombreux cas, les fabricants proposant des systèmes pré-assemblés et intégrés, tels que des actionneurs linéaires ou des vis pré-assemblées, utilisent par défaut les versions à chaîne à billes des guidages linéaires et des vis à billes.

Dans tout roulement, lorsque les billes roulent (ou glissent) librement sans le guidage d'une cage ou d'une chaîne, elles entrent en contact les unes avec les autres en raison des différences de vitesse qui se produisent à leur entrée et sortie de la zone de charge. Ce contact génère des frottements et un bruit audible. Une chaîne à billes empêche les billes de se toucher, ce qui réduit les frottements et, par conséquent, la chaleur, prolongeant ainsi la durée de vie du roulement ou de l'écrou. Le bruit est réduit car les billes n'entrent plus en contact métal contre métal, mais en contact métal contre polymère (ou métal contre résine) avec la chaîne à billes.

La réduction de la chaleur présente en réalité un double avantage : moins de chaleur signifie également moins de dégradation de la lubrification. La lubrification est également retenue et distribuée plus efficacement grâce aux « poches » créées autour des billes par la chaîne à billes. Ces poches retiennent la lubrification et assurent une meilleure distribution de la graisse ou de l'huile à chaque bille.

Certains fabricants utilisent des chaînes à billes dans leurs roulements à billes profilés et leurs 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 constant et régulier entre les billes améliore également les caractéristiques de fonctionnement en réduisant les variations de force de frottement qui se produisent lorsque les billes sont espacées de manière irrégulière (c'est-à-dire sans chaîne ni cage à billes). Un espacement constant entre les billes, associé à un mouvement plus contrôlé, réduit les variations de résistance au roulement et améliore la fluidité de fonctionnement. Pour les applications exigeant une fluidité de fonctionnement exceptionnelle, l'utilisation d'un guidage linéaire profilé ou d'une vis à billes avec chaîne à billes peut être une solution efficace pour répondre aux exigences de l'application sans recourir à une technologie plus coûteuse, comme les paliers à air ou les moteurs linéaires.

Ne confondez pas les chaînes à billes (ou cages à billes) avec les billes d'espacement. Ces dernières sont légèrement plus petites que les billes porteuses et servent à réduire les frottements et le bruit lors du contact. Cependant, l'ajout de billes d'espacement à un roulement linéaire ou à une vis à billes nécessite le retrait de certaines billes porteuses, ce qui réduit la capacité de charge et la rigidité.