La précision du pas d’une vis à billes correspond à l’écart représentatif et aux variations de l’erreur de déplacement par rapport à la course utile de l’écrou ou à la longueur filetée utile de l’arbre. Elle inclut également les variations mesurées sur toute longueur de 300 mm du filetage utile ainsi que sur un tour complet (2π rad).
[Diagramme de l’erreur de déplacement]
Course nominale (l₀) Déplacement axial correspondant à un nombre quelconque de rotations, basé sur le pas nominal.
Pas standard (Phs) Pas corrigé afin de tenir compte des déformations prévues dues à l’élévation de température et à l’application de la charge.
Valeur cible de la course représentative (c) Valeur cible obtenue en appliquant un décalage positif ou négatif à la course standard.
Course standard (lₛ) Déplacement correspondant à un nombre quelconque de rotations, basé sur le pas standard.
Course réelle (lₐ) Déplacement axial réel de l’écrou par rapport à un angle de rotation donné de la vis.
Course représentative (lₘ) Droite représentant la tendance de la course réelle, déterminée à partir de la courbe de course réelle par la méthode des moindres carrés ou une approximation similaire.
Erreur de course représentative (eₚ) Différence entre la course représentative et la course standard correspondant à la course utile ou à la longueur filetée utile.
Variation (Vᵤ) Amplitude maximale de la course réelle comprise entre deux droites parallèles représentant la course représentative.
Variation sur 300 mm (V₃₀₀) Amplitude maximale de la course réelle sur toute longueur de 300 mm de la partie filetée utile.
Variation sur un tour (V₂π) Amplitude maximale de la course réelle sur un tour complet (2π rad) de la partie filetée utile.
| Longueur filetée utile (mm) |
Grade de précision | C3 | C5 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Supérieur à | Jusqu’à | ±ep | Vu | ±ep | Vu | |
| - | 100 | 8 | 8 | 18 | 18 | |
| 100 | 200 | 10 | 8 | 20 | 18 | |
| 200 | 315 | 12 | 8 | 23 | 18 | |
| 315 | 400 | 13 | 10 | 25 | 20 | |
| 400 | 500 | 15 | 10 | 27 | 20 | |
| 500 | 630 | 16 | 12 | 30 | 23 | |
| 630 | 800 | 18 | 13 | 35 | 25 | |
| 800 | 1000 | 21 | 13 | 40 | 27 | |
| Grade de précision | C3 | C5 | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Élément | V300 | V2π | V300 | V2π | |
| Valeur admissible | 8 | 6 | 18 | 8 | |
| Grade de précision | C7 | C10 |
|---|---|---|
| V300 | 52 | 210 |
L’erreur de course représentative (eₚ) pour les classes C7 et C10 est calculée à l’aide de la formule suivante :
ep = ± (lu / 300) × V300 lu : longueur filetée utile (mm)
Les matériaux standards, les traitements thermiques et la dureté des vis à billes DINGS’ sont présentés dans le tableau ci-dessous. Les valeurs peuvent légèrement varier selon la série et le modèle ; veuillez vous référer aux spécifications fournies par DINGS’.
| Composant | Matériau | Traitement thermique | Dureté de surface du filetage |
|---|---|---|---|
| Arbre de vis | SUJ2 (JIS G 4105) | Trempe par induction | HRC 58–62 |
| S55C (JIS G 4105) | Trempe par induction | HRC ≥58 | |
| SUS440C | Trempé et revenu | HRC ≥55 | |
| Écrou à billes | SCM420H (JIS G 4105) | Cémenté et trempé | HRC 58–62 |
| SUS440C | Trempé et revenu | HRC ≥55 |
Remarque : Le matériau S55C est utilisé pour les vis à billes roulées, tandis que le matériau SUJ2 est utilisé pour les vis à billes rectifiées.
En général, une vis à billes standard à écrou simple présente un faible jeu axial entre l’arbre de vis et l’écrou.
Lorsqu’une charge axiale est appliquée, la somme de ce jeu axial et du déplacement élastique dû à la charge augmente le jeu, ce qui entraîne un jeu de renversement (backlash).
Pour éliminer ce backlash, le jeu axial de la vis à billes doit être rendu négatif en appliquant au préalable une déformation élastique entre l’arbre de vis et l’écrou — cette méthode est appelée précharge.
Les combinaisons de jeu axial et de grades de précision des vis à billes DINGS’ sont présentées dans le tableau ci-dessous.
| Grade de précision | Jeu axial | |||
|---|---|---|---|---|
| Z (Preload) | T (≤0.005 mm) | S (≤0.02 mm) | N (≤0.05 mm) | |
| C3 | ● | ● | ● | ● |
| C5 | ● | ● | ● | |
| C7 | ● | ● | ||
| C10 | ● | ● | ||
L’application d’une précharge permet non seulement d’éliminer le jeu axial dans les vis à billes, mais aussi de réduire le déplacement axial dû aux charges axiales, ce qui augmente la rigidité.
La figure ci-dessous illustre la différence de déplacement élastique sous charge axiale entre une vis à billes avec jeu et une vis à billes préchargée (jeu nul) (valeurs théoriques). Comme indiqué, la précharge réduit le déplacement élastique et améliore ainsi la rigidité.
Courbes de déplacement élastique pour vis à billes avec jeu et préchargées
Le niveau de précharge doit être déterminé en fonction de la rigidité requise ou du backlash admissible. Toutefois, l’application d’une précharge peut entraîner les effets suivants :
Par conséquent, le niveau de précharge doit être réglé aussi faible que possible tout en satisfaisant aux exigences de performance.
Les vis à billes sont généralement préchargées selon la méthode à double écrou, dans laquelle des entretoises (shims) sont insérées entre deux écrous. En tirant parti des caractéristiques des vis à billes miniatures, les vis à billes DINGS’ adoptent une méthode de précharge par billes surdimensionnées, consistant à insérer des billes d’acier légèrement plus grandes que le jeu entre l’arbre de vis et l’écrou.
Cette méthode permet d’éliminer complètement le jeu avec un seul écrou, tout en conservant une structure compacte. De plus, des billes d’espacement légèrement plus petites que les billes de précharge sont utilisées en alternance afin d’éviter la dégradation des performances de mouvement.
La mesure directe et le contrôle de la précharge d’une vis à billes sont difficiles. Par conséquent, la précharge est généralement gérée en la convertissant en couple de rotation de précharge et en la contrôlant par mesure de couple. La valeur du couple de rotation de précharge est indiquée sur le plan de spécification.
Afin de garantir une précharge appropriée (jeu axial nul), le couple de rotation est toujours mesuré dans des conditions définies. Par conséquent, des différences de lubrification et de conditions de fonctionnement peuvent entraîner des variations du couple mesuré. Veuillez également noter que le couple de démarrage (le couple nécessaire pour initier le mouvement) est légèrement supérieur au couple de rotation.
Exemple de mesure du couple
Remarque : La variation du couple illustrée est volontairement exagérée à des fins explicatives.
Les vis à billes DINGS’ sont recouvertes d’une huile anticorrosion pour le stockage à long terme. Avant utilisation, cette huile doit être éliminée à l’aide de kérosène raffiné propre, puis une huile lubrifiante ou une graisse doit être appliquée. Une application de graisse peut être effectuée avant expédition sur demande ; toutefois, un stockage prolongé avec de la graisse peut entraîner de la corrosion.
Remarque : L’huile anticorrosion est destinée uniquement à la protection contre la corrosion et n’assure aucune fonction de lubrification. L’utilisation de la vis à billes sans élimination préalable de cette huile peut réduire la durée de vie et entraîner une augmentation du couple ou une génération anormale de chaleur.
La lubrification est essentielle lors de l’utilisation des vis à billes. Une lubrification insuffisante peut entraîner une augmentation du couple et une réduction de la durée de vie. Une lubrification appropriée permet de limiter l’élévation de température due au frottement, les pertes de rendement mécanique et la dégradation de la précision causée par l’usure. Les vis à billes peuvent être lubrifiées par graisse ou par huile.
Le choix du lubrifiant approprié en fonction de l’application est particulièrement important. Pour les vis à billes miniatures, la résistance au brassage de la graisse peut augmenter le couple. DINGS’ propose des graisses propriétaires optimisées pour les performances des vis à billes.
Lubrifiants recommandés
| Type de lubrifiant | Catégorie | Nom du produit |
|---|---|---|
| Graisse | Graisse à base de lithium | AFG Grease |
| Huile lubrifiante | Huile de glissière ou huile turbine | Super Multi 68 |
En cas de lubrification à la graisse, des inspections doivent être effectuées tous les 2 à 3 mois ; en cas de lubrification à l’huile, des inspections doivent être effectuées chaque semaine. Lors des inspections, vérifier la quantité et la contamination du lubrifiant, et réapprovisionner si nécessaire. Lors de l’ajout de nouvelle graisse, éliminer autant que possible l’ancienne graisse et la graisse dégradée.
| Méthode de lubrification | Intervalle d’inspection | Éléments d’inspection | Intervalle de réapprovisionnement / remplacement |
|---|---|---|---|
| Lubrification automatique intermittente | Hebdomadaire | Quantité d’huile, contamination | Réapprovisionner de manière appropriée à chaque inspection en fonction de la capacité du réservoir |
| Graisse | Fonctionnement initial : 2–3 mois | Contamination, copeaux, corps étrangers | Généralement réapprovisionnée une fois par an ; ajuster selon les résultats d’inspection et éliminer l’ancienne graisse dégradée |
| Bain d’huile | Avant chaque utilisation quotidienne | Niveau d’huile | Ajuster de manière appropriée en fonction de la consommation |
