Qu’est-ce qu’un arbre cannelé à billes ?
Un arbre cannelé à billes est un roulement linéaire, un élément de machine utilisé principalement lorsqu’un mouvement linéaire régulier est souhaité.
Un arbre cannelé à billes possède une cannelure, une série de rainures creusées dans la direction longitudinale de l’arbre qui sert d’axe de mouvement linéaire. En serrant l’arbre par le haut à l’aide d’un composant cylindrique extérieur appelé écrou cannelé, il est possible d’obtenir un mouvement axial et rotatif régulier sur un seul axe.
Il existe plusieurs éléments de machine similaires à l’arbre cannelé à billes, mais il est l’élément de machine le plus approprié lorsqu’il s’agit de transmettre un mouvement linéaire régulier et un mouvement de rotation autour de l’axe, tout en supportant une charge relativement importante.
Utilisations des arbres cannelés à billes
Les arbres cannelés à billes sont utilisées dans une variété de machines industrielles où des mouvements rotatifs et verticaux sont requis simultanément. Par exemple, ils sont également utilisées dans les mouvements des bras de robots et dans les rectifieuses rotatives, où la rotation et la pression contre la pièce doivent être effectuées simultanément.
Ils sont également utilisés dans les situations où des mouvements mono-axes souples et de longue course sont nécessaires, comme dans les équipements de transport.
Principe des arbres cannelés à billes
Dans un arbre cannelé à billes, le couple de rotation est transmis par le mouvement de roulement des billes et leur ajustement à la cannelure. Le mouvement de roulement est assuré par un certain nombre de rainures de guidage à l’extérieur de l’arbre, qui sert de guide, et par un certain nombre de billes d’acier roulant entre des orbites elliptiques de courbure arbitraire à l’intérieur d’un composant cylindrique extérieur appelé écrou cannelé.
Les billes d’acier sont lubrifiées et roulent entre l’écrou cannelé et l’arbre cannelé avec très peu de frottement. D’autre part, lorsque l’arbre tourne, les billes d’acier s’insèrent dans la rainure cannelée, de sorte que l’arbre et l’écrou cannelé ne se déplacent pas dans le sens de la rotation. Ces deux mécanismes permettent d’obtenir un mouvement linéaire le long de l’arbre cannelé et un mouvement de rotation avec un seul arbre.
Comment choisir un arbre cannelé à billes
La construction interne de tous les arbres cannelés à billes est presque identique. Cependant, les charges et les couples qui peuvent être supportés dépendent de la taille de l’arbre cannelé et d’autres facteurs. Il est donc important de sélectionner la taille appropriée de l’arbre cannelé en fonction de la conception de l’équipement à utiliser.
Il est également essentiel d’envisager des options adaptées à l’environnement de fonctionnement, comme l’utilisation de matériaux en acier inoxydable si l’équipement doit être utilisé dans des espaces contenant des gaz corrosifs ou de l’humidité, ou le remplacement du lubrifiant pour billes par un lubrifiant spécial dans les situations où une grande propreté est requise.
Autres informations sur les arbres cannelés à billes
1. Arbres cannelés à billes rotatives
Un arbres cannelés à billes rotatives est un élément de machine dont le mécanisme permet un mouvement linéaire et rotatif dans un seul assemblage. Il se caractérise par l’ajout d’un mécanisme appelé rouleau croisé pour un mouvement de rotation en douceur, qui est indépendant de l’ arbre cannelé à billes standard.
La nature intégrale de l’arbre cannelé à billes et de la partie rotative permet de réduire considérablement le nombre de pièces par rapport aux mécanismes conventionnels et de réduire les erreurs accumulées lors de l’installation. De plus, le rouleau croisé est positionné directement sur le manchon extérieur de l’arbre, ce qui le rend léger et compact. Il est plus léger et plus facile à installer que les mécanismes conventionnels.
Les arbres cannelés à billes rotatives sont utilisées dans les machines d’assemblage, les chargeurs et les opérations de fraisage au laser, y compris les robots industriels à articulation horizontale appelés robots SCARA.
2. Différence entre les arbres cannelés à billes et les douilles linéaires
Les douilles linéaires sont des mécanismes de mouvement linéaire guidés par roulement et sont utilisées en combinaison avec des arbres linéaires, qui utilisent le mouvement de roulement des billes d’acier pour fournir un mouvement linéaire infini. La principale différence extérieure est qu’un arbre cannelé à billes possède une rainure sur l’arbre, alors qu’une douille linéaire n’a pas de rainure sur l’arbre.
Dans une douille linéaire, les billes sont disposées en ligne droite par rapport à la douille et glissent en contact ponctuel avec l’arbre. En revanche, dans un arbre cannelé à billes, les billes roulent sur les rainures de l’arbre cannelé, de sorte que la surface de contact des billes et de l’arbre est importante et qu’elles ne se déplacent pas dans le sens de la rotation, ce qui permet de transmettre le couple en même temps.