Vis à billes
Qu'est-ce que la vis à billes
Une vis à billes est un actionneur linéaire mécanique qui traduit le mouvement de rotation en mouvement linéaire avec peu de friction. Un arbre fileté fournit un chemin de roulement hélicoïdal pour les roulements à billes qui agissent comme une vis de précision.
Avantages de la vis à billes
Les vis à billes sont très efficaces
Les vis à billes sont plus efficaces que les autres types de vis, offrant une efficacité de 90 % par rapport aux 20-80 % d'une vis mère. Cela signifie que les vis à billes sont capables de convertir une plus grande partie de leur mouvement rotatif en mouvement linéaire plus rapidement que les autres types de vis.
Les vis à billes sont précises
Les vis à billes sont également connues pour leur précision. Si une machine nécessite une vis d’une grande précision, une vis à billes est la solution idéale. Selon que vous choisissez une vis à billes rectifiées ou roulées, le niveau de précision exact peut varier d'un appareil à l'autre.
Les vis à billes réduisent la friction
Les roulements à billes d'une vis à billes servent à réduire la friction lorsque l'écrou se déplace le long de l'arbre de la vis. Cela entraîne moins d’usure de l’appareil en plus d’une durée de vie plus longue.
Les vis à billes sont plus rentables
Les vis à billes sont souvent utilisées comme alternative aux systèmes hydrauliques ou pneumatiques car elles utilisent moins d'énergie externe. Ceci, combiné à leur longue durée de vie, fait des vis à billes une option rentable.
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Réputation
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Les 4 composants d'un ensemble vis à billes
Le corps principal de la vis à billes est son arbre, qui consiste en une longue barre d'acier avec des rainures continues (rainures à billes), formant un motif hélicoïdal (le filetage). L'arbre reçoit la force, permettant à la vis à billes de tourner.
À l’intérieur de l’écrou se trouvent des rainures à billes adaptées aux rainures de l’arbre. L'écrou fait partie du système de recirculation qui retient un roulement à billes. Sans l'écrou, les billes tomberaient continuellement au lieu de recirculer.
Les roulements à billes (billes) sont ce qui rend la vis à billes unique par rapport aux vis mères. Les billes sont en acier et sans elles, lorsque l'écrou et l'arbre bougent, la friction serait trop importante. Grâce aux roulements à billes, une vis à billes peut tourner efficacement avec peu ou pas de friction.
Sur une vis à billes, le rôle du joint est de protéger la vis des débris et de tout objet ou matière qui pourrait autrement pénétrer dans l'espace entre la vis à billes et l'écrou. Il existe deux types de joints : standards et hautes performances.
● Joint standard — le joint standard se présente sous deux formes : en plastique ou en brosse. La forme en plastique est un joint à usage général sans contact utilisé pour bloquer les débris par obstruction. Le joint à brosse élimine les débris du rail et est utilisé pour les vis à billes roulées.
● Hautes performances — les joints hautes performances sont fabriqués sur mesure pour une combinaison spécifique de vis, d'écrou et de fil. Ils sont fabriqués avec une lèvre qui bloque les débris et les contaminants tout en n’augmentant que légèrement le couple. Un joint haute performance est nécessaire pour les travaux salissants tels que le travail du bois ou le soudage.
Types de vis à billes
Vis à billes à filetage roulé
Les vis à billes à filetage roulé sont le type de vis à billes le plus couramment utilisé dans l'industrie. Le processus de fabrication de ces vis implique le formage à froid des filetages des vis et des écrous, ce qui permet d'obtenir une finition de surface plus lisse et une précision de pas plus élevée. Les vis à billes à filetage roulé conviennent aux applications à charge faible à modérée et offrent un rendement élevé et des vitesses rapides.
Vis à billes au sol
Les vis à billes rectifiées sont fabriquées à l'aide de méthodes de meulage de précision plutôt que de formage à froid. Le résultat est une vis plus précise et précise avec une précision de pas plus élevée que les vis à billes à filetage roulé. Les vis à billes rectifiées ont une capacité de charge plus élevée et sont disponibles avec précharge pour les applications à haute rigidité. Elles sont plus chères que les vis à billes à filetage roulé, mais constituent une excellente option pour les applications haut de gamme avec des exigences de précision strictes.
Vis à billes de précision
Les vis à billes de précision sont conçues pour offrir la plus grande précision et répétabilité dans les applications de positionnement. Ils sont fabriqués à l'aide de techniques avancées, notamment le meulage de précision de la vis, de l'écrou et des billes. Les vis à billes de précision offrent une rigidité axiale élevée, un faible frottement et une excellente résistance à l'usure. Ils sont utilisés dans des applications qui nécessitent une précision de positionnement inférieure au micron, telles que la fabrication de semi-conducteurs et les systèmes aérospatiaux.
Vis à billes miniatures
Les vis à billes miniatures sont conçues pour les applications dans des espaces restreints ou pour les applications qui exigent une grande précision dans un espace limité. Ils sont disponibles en différents diamètres allant de 3 mm à 16 mm avec de petits pas de plomb. Ils offrent un faible frottement et une haute précision avec une capacité de charge relativement faible. Les vis à billes miniatures sont utilisées dans les dispositifs médicaux, les équipements de laboratoire et la microélectronique.
Vis à billes en acier inoxydable
Les vis à billes en acier inoxydable sont fabriquées dans un matériau résistant à la corrosion et à haute résistance, ce qui les rend adaptées aux applications nécessitant une durabilité et une résistance élevées aux environnements difficiles. Ils peuvent résister à des températures et à une humidité élevées et offrent une fiabilité et une stabilité élevées. Les vis à billes en acier inoxydable sont utilisées dans les industries alimentaires, des boissons, chimiques et maritimes.
Comment choisir la meilleure vis à billes pour votre application
Charge axiale
La charge axiale dépend de l'orientation de l'application. La charge axiale dans les applications verticales correspond au poids réel de la charge. Dans les orientations horizontales, la charge axiale est le poids réel de la charge multiplié par le coefficient de frottement des roulements de support de charge.
Objectif de vie de conception
L'objectif de durée de vie de conception est la distance en pouces que l'écrou parcourra au cours de son cycle de vie. Une vis à billes nécessite une charge dynamique adéquate pour s'adapter aux pouces qu'elle parcourra.
Vitesse critique
La vitesse critique est la vitesse de fonctionnement prévue dans les limites de sécurité de la vis à billes. Déterminez la vitesse critique en utilisant la longueur de la vis, le diamètre de la vis et la rigidité du montage des extrémités.
Charge de compression sûre
La charge de compression empêche la vis de se déformer sous une charge importante. Déterminez la charge de compression sûre en utilisant la distance entre la charge et les extrémités des roulements, la rigidité des extrémités de montage et la charge elle-même.
Que rechercher lors du choix d'une vis à billes de précision
Le processus de fabrication
La fabrication d'une vis à billes de précision de haute qualité commence par la sélection du bon acier. Lors du traitement de l'acier, des inclusions microscopiques peuvent se former dans le matériau, ce qui entraînera éventuellement la propagation de fissures et autres fatigues de surface qui raccourciront la durée de vie utile de la vis à billes. La technologie de production d’acier a évolué au point où le nombre et la taille des inclusions peuvent être considérablement réduits. Cependant, ces aciers de qualité supérieure coûtent plus cher. En règle générale, le meilleur matériau est un acier allié purifié dégazé sous vide.
Examiner la conception
Les conceptions éprouvées de vis à billes utilisent des tubes ou des déflecteurs pour la recirculation des billes et, plus récemment, des systèmes de recirculation interne des billes. Cette dernière approche permet à l'écrou de la vis à billes d'être plus petit. Et comme il n'y a pas de tubes ni de déflecteurs, les billes fonctionneront plus silencieusement et plus rapidement, permettant des vitesses de fonctionnement plus élevées et des niveaux de bruit plus faibles que les méthodes de recirculation plus conventionnelles.
Degrés de précision
Pour les vis à billes de précision, il existe un certain nombre de normes qui définissent des spécifications de base sur tout, depuis les matériaux jusqu'aux tolérances mathématiques. Il s'agit notamment des normes ANSI-B5.48, DIN 69051, ISO 3408 et JIS B1191. La spécification la plus importante pour toute vis à billes est l'erreur de pas et la précision du pas. L'erreur de pas est la différence entre une distance spécifiée et la distance de déplacement réelle de l'écrou de la vis mère. Ce paramètre, exprimé sous forme d'erreur sur une distance de déplacement spécifiée, permet de déterminer la précision de la vis à billes.
Spécifications physiques de la vis à billes
La disposition de conception peut être anglaise ou métrique. Certains fournisseurs précisent les deux.
La longueur de la vis est la dimension la plus importante à prendre en compte.
Le diamètre extérieur de la vis est la plus grande valeur du diamètre de la vis.
Le pas de vis est la distance axiale parcourue par une vis pendant un tour, mesurée en pouce/tour. La précision du pas de vis est représentée en pourcentage.
La charge dynamique est la charge qui peut être supportée pendant que l'ensemble est en mouvement.
La capacité statique maximale est la charge qui peut être supportée, mesurée lorsque la charge est stationnaire.
Caractéristiques de conception des vis à billes
Le jeu est le mouvement libre axial entre l’écrou et la vis. C'est une mesure de la rigidité de l'assemblage.
Le filetage à droite spécifie que la direction des filetages sur l'arbre de la vis provoquant l'éloignement de l'écrou à bille de l'extrémité vue lors de la rotation est dans le sens des aiguilles d'une montre.
Le filetage à gauche spécifie que la direction des filetages sur l'arbre de la vis provoquant l'éloignement de l'écrou à bille de l'extrémité vue lors de la rotation est dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
L'avance est la distance axiale parcourue par une vis pendant un tour.
Les câbles doubles sont utiles pour s'opposer au double mouvement à l'aide d'un système d'entraînement unique. Cette conception comporte à la fois les filetages gauche et droit.
Les matériaux d'écrou courants pour les vis ACME comprennent le plastique et le bronze.
Tableau comparatif des vis à billes et des vis mères
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Vis à billes |
Vis mères |
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Mécanisme |
Roulements à recirculation de billes |
Vis filetée avec écrou en plastique ou en métal |
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Secteurs et applications |
Applications à grande échelle à l’échelle industrielle |
Applications OEM plus petites |
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Capacité |
Capacité de charge plus élevée |
Capacité de charge inférieure |
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Conception |
Conception complexe |
Conception simple – facile à personnaliser pour les applications |
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Opération |
Haute efficacité, exactitude, précision. |
L'efficacité, l'exactitude et la précision ne sont pas aussi élevées. |
4 conseils pour augmenter la durée de vie d'une vis à billes
Bon alignement de l'usinage
L'installation de la vis à billes doit être correcte. Un mauvais alignement d'usinage est le moyen le plus rapide de dégrader la vis à billes et d'augmenter son usure, réduisant ainsi sa durée de vie et augmentant les dépenses. Le résultat d'une vis à billes mal alignée pourrait également endommager la machine correspondante et entraîner des réparations ou des remplacements coûteux. Assurez-vous qu'un ingénieur formé et certifié installe la vis à billes et effectue toutes les réparations pour maintenir les exigences d'alignement. Pensez à demander au même ingénieur d’effectuer régulièrement toute la maintenance de l’alignement.
Propreté de l'environnement
Il est essentiel pour les vis à billes que leur environnement soit propre et bien entretenu. Cela inclut l'espace de travail, la zone d'usinage et les zones désignées par les membres de l'équipe. Un espace de travail sale présente un risque important pour toutes les personnes impliquées, y compris la vis à billes. La saleté, les débris et la poussière sont inévitables dans les processus d'usinage. La mise en œuvre d'une liste de contrôle de sécurité et de désinfection pour les zones de travail désignées est essentielle pour garantir que les membres de l'équipe font leur part pour lutter contre ce problème. Lorsque les vis à billes ramassent un excès de débris, elles deviennent inefficaces et peuvent provoquer la panne de machines entières.
Mesures de lubrification adéquates
La lubrification joue un rôle important dans la santé globale et la viabilité des vis à billes. Il est essentiel d'utiliser une lubrification adéquate lors de l'installation et d'effectuer des examens de routine pour garantir que la lubrification est intacte. Lorsque la vis à billes commence à montrer une lubrification inadéquate, il est préférable d'en réappliquer davantage pour éviter des dommages coûteux. Sans lubrification, les vis à billes risquent des dommages causés par la chaleur, des problèmes d'alignement, un meulage du filetage et une mauvaise précision. Associez-vous à un fabricant de vis à billes certifié pour vous assurer d'utiliser la lubrification appropriée pour votre vis à billes, votre usinage et votre environnement.
Entretien et manipulation avant l'installation
Avant l'installation, la plupart des vis à billes doivent arriver dans un établissement donné dans un emballage sécurisé et protecteur. S'assurer que cet emballage est intact et que l'emplacement de stockage est viable pour la vis à billes est essentiel à ses performances et à sa durée de vie. Lorsqu'une nouvelle vis à billes subit une pollution environnementale ou une abrasion accrue, vous risquez son intégrité et exposez ses composants vitaux, tels que le filetage ou les écrous, à des risques de défauts évitables.
Notre usine
Wenzhou Xionglian Hardware Machinery Co., Ltd. est membre de la China Machinery General Parts Industry Association. L'entreprise a été fondée en 1988 et est un fabricant moderne intégrant la production, la R&D, la fabrication et les ventes. L'entreprise se concentre sur la production de fixations, de pièces d'emboutissage et de types spéciaux de fixations. Nos produits sont largement utilisés dans les domaines des machines, de l'automobile, de l'armée, de l'aérospatiale, de la métallurgie, des mines, de l'automatisation industrielle et autres.
Notre certificat
Question posée
Q : Quelles sont les exigences relatives aux vis à billes ?
Q : Quelles sont les défaillances possibles des vis à billes ?
Q : Quelle est la durée de vie d’une vis à billes ?
Q : Quelle charge une vis à billes peut-elle supporter ?
Q : La vis à billes nécessite-t-elle un entretien ?
Q : Quelles sont les raisons d’utiliser une vis à billes ?
Q : Pourquoi les vis à billes sont-elles si chères ?
Q : Quelle est la vis à billes la plus précise ?
Q : Quelle est la vitesse critique d’une vis à billes ?
Q : Pouvez-vous rétroactionner une vis à billes ?
Q : Les vis à billes peuvent-elles être réenfoncées ?
Q : Quelle est une alternative aux vis à billes ?
Q : Les vis à billes ont-elles besoin d'être lubrifiées ?
Q : À quelle fréquence graissez-vous les vis à billes ?
Q : Qu'est-ce que le contre-écrou sur une vis à billes ?
Q : Les vis à billes sont-elles autobloquantes ?
Q : Quelle doit être la température des vis à billes ?
Q : Quelle est la différence entre une vis à billes roulée et rectifiée ?
Q : Quelle est la différence entre les vis à billes simples et doubles ?
Q : De quel acier sont faites les vis à billes ?