Élimination des pertes de mouvement et de la dérive thermique dans les entraînements à vis à billes de précision

Un jeu inexpliqué lors de l'inversion d'axe, une dérive de positionnement sur de longs cycles d'usinage et des pics inattendus de couple moteur sont généralement imputés à un écrou à bille usé. En réalité, la plupart des imprécisions des entraînements linéaires sont dues à des contre-écrous de roulement à extrémité fixe desserrés, à l'allongement thermique de l'arbre de vis en service continu ou à une sélection de précharge inadaptée. Lorsqu'un ensemble de vis à billes fonctionne sans retenue axiale rigide ni lubrification appropriée, les petits espaces d'inversion se multiplient en erreurs de pas majeures sur la pièce finie.

Faire correspondre la configuration des écrous et la configuration du support d'extrémité à la vitesse de fonctionnement est essentiel pour la rigidité de l'entraînement. Les vis à billes à écrou unique SFU standard utilisent une rainure en arc gothique et des billes en acier surdimensionnées pour éliminer le jeu axial pour l'automatisation générale laminée C7. Pour les axes de fraiseuses CNC exigeant une grande précision d'inversion, les ensembles à double écrou DFU insèrent des cales de précision entre deux écrous, créant une précharge push-pull qui élimine le jeu sous de lourdes charges alternées. Pour les courses à grande vitesse où les tubes de retour traditionnels font trop de bruit, les écrous SFS passent aux capuchons d'extrémité internes pour faciliter la circulation des billes. Côté montage, verrouillez le mouvement axial avec des roulements à contact oblique à l'intérieur des blocs fixes BK ou FK, puis utilisez de simples blocs flottants BF ou FF à l'extrémité éloignée afin que la vis puisse se dilater librement pendant qu'elle se réchauffe.

Pour obtenir une précision de répétition élevée, il faut aligner le support de moteur, les blocs de roulement et les rails de guidage au point mort pendant l'assemblage. Montez d'abord le boîtier de support fixe BK, serrez son contre-écrou contre l'épaulement et alignez l'arbre de la vis à billes de manière concentrique avec les rails de guidage à l'aide d'un comparateur à cadran sur toute la course. Pour les axes à grande vitesse et course longue, appliquez un pré-étirement calculé lors du montage à extrémité fixe pour compenser l'allongement thermique provoqué par la chaleur de friction. Fournissez toujours de l'huile de coulisseau ISO VG 68 ou de la graisse au lithium EP2 par l'orifice de graissage de l'écrou ; Le fonctionnement à sec de billes d'acier en recirculation entraîne une usure rapide de la cage à billes, un micro-écaillage le long du chemin de roulement et une perte totale de précharge d'entraînement.

FAQ sur l'intégration sur le terrain

Quand devez-vous passer d’un écrou simple SFU à un ensemble vis à billes à double écrou DFU ?

Passez à un assemblage à double écrou DFU chaque fois qu'un axe est confronté à des forces de coupe alternées importantes ou ne nécessite aucun jeu axial en cas d'inversion de charge. Alors qu'un écrou SFU repose sur le dimensionnement des billes pour une précharge légère, un double écrou DFU force physiquement deux écrous contre une cale interne, maintenant une rigidité d'entraînement constante et un jeu nul même lorsque les composants subissent une légère usure opérationnelle.

Quelle est la méthode appropriée pour installer les boîtiers à support fixe BK et les boîtiers à support flottant BF ?

Verrouillez fermement l'arbre à vis dans l'unité de support fixe BK à l'aide de son contre-écrou de précision et de ses roulements à contact oblique duplex pour absorber toutes les forces de poussée axiales. A l'extrémité opposée, installez le boîtier flottant BF avec un roulement à billes à gorge profonde qui flotte à l'intérieur de son alésage sur un circlip. Cela permet à l'arbre de la vis de se dilater ou de se contracter longitudinalement à mesure que la chaleur de friction s'accumule, empêchant l'arbre de s'incliner ou de se coincer pendant de longues courses.

Qu'est-ce qui provoque une dérive de positionnement soudaine et un allongement thermique dans un axe de vis à billes CNC ?

La dérive thermique se produit lorsqu'une rotation continue génère de la chaleur de friction dans l'écrou à bille et les roulements d'extrémité, provoquant une expansion linéaire de l'arbre en acier. Le verrouillage de l'extrémité flottante (BF ou FF) au lieu de la laisser glisser axialement force l'arbre en acier en expansion à s'incliner latéralement. Ce désalignement ajoute une forte traînée radiale, fait cuire le moteur d'entraînement et ruine la précision du pas au fil du temps.

Matrice de performances techniques

Le maintien d'une vis à billes de précision sur des millions de cycles repose sur un verrouillage axial solide à l'extrémité fixe, laissant l'extrémité arrière respirer pendant qu'elle chauffe et gardant les chemins de billes en recirculation bien lubrifiés.