Terminologie

Pas

Le pas désigne la distance linéaire parcourue axialement par l'écrou lors d'une révolution complète de la vis.

Un pas plus grand augmente la distance de déplacement linéaire par révolution et permet généralement d'atteindre une vitesse de déplacement plus élevée. Le pas est calculé en multipliant le pas du profil par le nombre de filets.

Pas du Profil

Le pas du profil désigne la distance axiale entre deux filets adjacents.

Dans une vis à filet unique, le pas du profil est égal au pas hélicoïdal, tandis que dans une vis à filets multiples, le pas hélicoïdal est supérieur au pas du profil. Les vis à filets multiples offrent généralement une meilleure efficacité de déplacement et des caractéristiques de transmission de puissance plus fluides.

Précision de la vis

La précision de la vis désigne l'écart cumulé entre la distance de déplacement théorique et la distance de déplacement réelle sur une longueur de référence donnée.

Par exemple, une vis avec une précision de pas de 0,004 pouce/pied peut présenter un écart de position allant jusqu'à ±0,004 pouce sur un pied de déplacement.

La précision de la vis à pas est un facteur essentiel qui influe directement sur la précision de positionnement et la répétabilité de l'ensemble du système de mouvement.

Tolérance de position
La tolérance de position désigne l'écart entre la position cible théorique et la position réellement atteinte. Cet écart peut être influencé par la structure mécanique du système, la précision de la vis à pas et les conditions d'assemblage.
Répétabilité
La répétabilité désigne la capacité d'un système à revenir de manière répétée à la même position cible. Dans la plupart des systèmes de contrôle de mouvement, la répétabilité est souvent considérée comme plus importante que la précision de positionnement absolu.
Application horizontale ou verticale

Dans les applications verticales, un phénomène de réversibilité peut survenir lorsque l'alimentation du moteur est coupée ou en l'absence de mécanisme de freinage.

Les conditions de charge gravitationnelle supplémentaire doivent également être prises en compte lors de la conception du système.

Battement total
Le battement total désigne l'écart de rotation total mesuré autour de l'axe central de la vis. Le battement peut affecter les vibrations du système, le bruit et la précision de positionnement.
Vibrations et bruit

La résonance des moteurs pas à pas hybrides se produit généralement aux environs de 200 PPS. Le micropas est efficace pour réduire les vibrations et le bruit audible dans cette plage.

Charge statique
Charge de poussée maximale admissible pouvant être appliquée à une vis immobile, y compris les charges de choc.
Charge dynamique
Charge de poussée maximale recommandée pouvant être appliquée en continu lorsque la vis est en mouvement.
Drivers (Contrôleurs de mouvements)

Les moteurs pas à pas nécessitent des variateurs externes pour fonctionner. La plupart des variateurs disponibles dans le commerce intègrent un circuit d'alimentation, des circuits logiques, des composants de commutation et des fonctions de contrôle des impulsions.

Couple de maintien
Couple maximal que le moteur peut maintenir à l'arrêt lorsque le courant est appliqué.
Inertie du rotor
Inertie rotationnelle générée lors des accélérations et décélérations.
Déplacement par pas
Distance de déplacement linéaire générée lors d'un pas complet du moteur.
Élévation de température
Augmentation de la température du moteur lors du fonctionnement.
Réponse par pas
Temps nécessaire au moteur pour effectuer un mouvement d'un pas.
Pas
Unité de mouvement de base d'un moteur pas à pas dans laquelle le rotor tourne d'un angle fixe en fonction de la commutation de phase.
Angle de pas
Déplacement angulaire généré par un pas du moteur.
Couple de décrochage
Couple maximal auquel le moteur peut démarrer, s'arrêter et s'inverser de manière synchrone avec les impulsions d'entrée.
Couple de démarrage
Couple maximal auquel le moteur peut démarrer et s'arrêter de manière synchrone avec les impulsions d'entrée, sans utiliser d'accélération ni de décélération.
Rendement
Rapport entre l'énergie de sortie utile et l'énergie d'entrée totale d'un système.
Résolution
Déplacement linéaire minimal de l'arbre de sortie de l'actionneur par impulsion d'entrée.
Charge en traction ou en compression

Une charge tendant à étirer la vis est appelée charge de traction, tandis qu'une charge comprimant la vis est appelée charge de compression.

Dans les conditions de charge en compression, la vis doit être conçue en tenant compte de la résistance axiale au flambement.

image de compression image de tension
Charge radiale

Charge appliquée perpendiculairement à l'axe de la vis. L'utilisation de mécanismes de support supplémentaires tels que des guides linéaires est recommandée.

image de charge radiale
Charge axiale

Charge appliquée dans la direction de l'axe central de la vis à pas.

image de charge axiale
Réversibilité

La réversibilité (backdriving) est le phénomène par lequel une charge axiale entraîne la rotation de la vis ou de l'écrou dans le sens inverse. Les vis à pas avec un rendement supérieur à 50 % ont généralement une plus grande tendance à la réversibilité, tandis que celles avec un rendement inférieur à 35 % sont plus efficaces pour prévenir ce phénomène.

Des valeurs de pas plus petites peuvent réduire davantage la possibilité de réversibilité ou de rotation libre, et les systèmes verticaux sont généralement plus sensibles à la réversibilité en raison de la gravité.

Couple

Le couple moteur nécessaire pour entraîner la vis à pas est composé des éléments suivants :

  • 1. Couple inertiel
  • 2. Couple de frottement (friction de l'écrou et de la vis en mouvement)
  • 3. Couple nécessaire pour déplacer la charge
Lubrification
Le matériau de l'écrou (Delrin) intègre des propriétés autolubrifiantes qui minimisent le besoin de lubrification supplémentaire. Les options de vis revêtues de Téflon permettent en outre de réduire la friction et de prolonger la durée de vie globale du système.
Usinage des extrémités de la vis

Des options d'usinage des extrémités aux normes métriques et en pouces sont disponibles. Des spécifications d'usinage personnalisées sont également prises en charge selon les exigences du client. Veuillez contacter DINGS' pour toute information complémentaire.

Support de vis

La performance du système de vis à pas, notamment la vitesse et le rendement, peut être influencée par la manière dont les extrémités de la vis sont montées et supportées.

Type de fixité des extrémités Rigidité relative Facteur de vitesse critique Facteur critique de tige
image moins rigide Moins rigide 0,32 0,25
image rigide Rigide 1,0 1,0
image plus rigide Plus rigide 1,55 2,0
image très rigide Très rigide 2,24 4,0
Résistance à la compression
Lorsqu'une vis est soumise à une charge de compression, elle peut dépasser sa limite de stabilité élastique et se déformer par flexion ou flambage.
Vitesse critique

La vitesse critique est la vitesse de rotation à laquelle la vis atteint pour la première fois sa zone de résonance en raison de son déflexion ou d'une instabilité. Des vibrations et un comportement instable du système peuvent survenir dans cette plage de vitesse. La vitesse critique peut être affectée par les facteurs suivants :

  • 1. Le pas de la vis
  • 2. La vitesse de rotation
  • 3. Fixité des extrémités
  • 4. Charge de poussée
  • 5. Diamètre de la vis
  • 6. Charge en traction ou en compression

Par exemple, une vis d'un diamètre de 19,05 mm (0,75 pouce) et d'une longueur de 1778 mm (70 pouces) a une vitesse critique d'environ 187 tr/min dans les conditions d'un facteur de sécurité K = 1,25 et FS = 0,32.

Vitesse de rotation critique (tr/min) vs. Longueur de vis non supportée pour différents diamètres de vis (pouce)
Vitesse de rotation critique (tr/min) vs. Longueur de vis non supportée pour différents diamètres de vis (pouce)
Jeu

Le jeu désigne le jeu axial relatif entre la vis et l'écrou. Il est normal que le jeu augmente progressivement avec l'utilisation continue. La compensation du jeu peut être minimisée par l'utilisation d'écrous anti-jeu, et le jeu affecte principalement la précision de positionnement bidirectionnel.

image du jeu