Un glossaire de la terminologie des guides linéaires

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Le terme guide linéaire couvre plusieurs catégories de produits, des paliers lisses aux douilles à billes et aux roulements à rouleaux.

Pour aggraver le risque de confusion, de nombreux termes sont utilisés de manière interchangeable, ou sont si génériques (prenez l’exemple de guide linéaire) qu’ils peuvent se référer à n’importe lequel de plusieurs produits différents.

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Et cela ne s’applique pas seulement aux descriptions de produits ; les types de conception et les caractéristiques techniques sont, dans de nombreux cas, désignés par des noms différents selon le fabricant.

Pour éviter toute confusion, vous trouverez ci-dessous une liste de termes utilisés pour identifier, décrire et spécifier les guides linéaires.

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Notez que ce glossaire se concentre sur les guides linéaires à recirculation (à billes et à rouleaux) car les guides à paliers lisses présentent moins de variabilité dans leur terminologie et leurs spécifications.

Types de produits à mouvement linéaire

Il existe deux principaux types de guides à recirculation de billes : un qui se déplace sur des arbres ronds et un qui se déplace sur des rails profilés.

Comme les deux types sont basés sur les billes de recirculation, la terminologie utilisée pour les désigner est très similaire et se recoupe souvent. Voici un aperçu des termes les plus courants utilisés pour chacun d’eux :

Guides à recirculation de billes à arbre rond : également appelés bagues linéaires, bagues à billes, douilles, ou le générique « roulement à billes ».

Bien que « roulement à billes » soit le moins descriptif, c’est l’un des termes les plus couramment utilisés, et lorsqu’il est utilisé dans le contexte des guides linéaires, il fait probablement référence à un roulement à arbre rond.

Les versions à arbre rond sont les guides linéaires à recirculation de billes d’origine et sont encore largement utilisées dans les applications avec des charges et des forces plus faibles ou lorsque l’environnement est extrêmement difficile.

Guides à recirculation de billes à rail profilé : également appelés rails de guidage, guides linéaires, guides LM ou rails profilés.

Dans ces systèmes, le rail de guidage a une forme généralement carrée et est spécialement usiné pour que les éléments porteurs (billes ou rouleaux) se déplacent dans des rails sur le rail.

Les guides à recirculation de rails profilés ont des capacités de charge plus élevées et une plus grande rigidité que les versions à axe rond et sont utilisés dans tous les types d’applications, du simple pick-and-place aux équipements pour semi-conducteurs et aux machines-outils.

Spécifications techniques des guides linéaires

La capacité de charge est la spécification la plus fondamentale de tout guide linéaire. Les guides linéaires à recirculation peuvent supporter à la fois des forces pures et des charges de moment (en porte-à-faux). Mais ils sont classés pour deux types de capacité de charge différents : statique et dynamique.

La capacité de charge statique, désignée par C0, est la charge ou le moment auquel la déformation permanente du chemin de roulement est égale à 0,0001 fois (0,01%) le diamètre de la bille ou du rouleau.

La capacité de charge dynamique, C, est la charge constante, orientée normalement à la surface portante, à laquelle 90% d’un échantillon fonctionnera pour une distance de déplacement définie. La capacité de charge dynamique est utilisée pour calculer la durée de vie théorique des roulements.

La précision est l’une des caractéristiques déterminantes d’un ensemble de guidage à rail profilé. La classe de précision d’un rail profilé et d’un roulement est attribuée sur la base de cinq spécifications différentes :

  • Tolérance de hauteur de l’ensemble rail-chariot
  • Différence de hauteur admissible entre plusieurs chariots sur le même rail.
  • Tolérance de largeur de l’ensemble rail-chariot
  • Différence de largeur autorisée entre plusieurs chariots sur le même rail.
  • Parallélisme entre les surfaces de référence du rail et du chariot.

La précharge est une autre caractéristique importante des ensembles de guidage sur rail profilé, car elle détermine le jeu (ou l’absence de jeu) entre le bloc de roulement et le rail de guidage.

La précharge est induite par l’utilisation de billes (ou de rouleaux) dont le diamètre est légèrement supérieur à la distance entre les chemins de roulement du bloc de roulement et du rail de guidage.

Cela élimine le jeu interne entre le rail et le bloc de roulement et réduit la déflexion lorsqu’une charge externe est appliquée.

Construction

Bien que la construction du roulement ne soit pas une spécification technique, elle est généralement mentionnée dans les catalogues des fabricants, et les différentes options de construction ont un effet significatif sur les performances.

La disposition des chemins de roulement fait référence à l’endroit et à la manière dont les billes porteuses de charge  » s’assoient  » sur le rail profilé. Il existe deux types de disposition des chemins de roulement : face à face et dos à dos.

La disposition face à face est souvent appelée disposition en « X » car les lignes de contact entre les billes et les chemins de roulement sont orientées vers l’intérieur, formant un « X » à l’intérieur du rail profilé.

Cette disposition confère à l’ensemble une capacité de charge égale dans toutes les directions, mais réduit sa capacité à gérer les charges de moment.

La disposition dos-à-dos est également connue sous le nom de disposition en « O » car les lignes de contact pointent vers l’extérieur, formant un « O » autour du rail.

Cette conception donne un bras de levier plus long et permet au roulement de supporter des charges de moment élevées.

La géométrie du chemin de roulement détermine le nombre de points de contact entre la bille et le chemin de roulement et affecte le frottement et la capacité de charge du bloc de roulement.

La géométrie en arc de cercle produit un contact à deux points entre la bille et le chemin de roulement. Cela confère à l’ensemble un coefficient de frottement plus faible et des caractéristiques de fonctionnement plus douces.

La géométrie en arc gothique assure un contact à quatre points entre la bille et le chemin de roulement, ce qui se traduit par des capacités de charge momentanée plus élevées, mais aussi par un frottement plus important.

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