Les vis à billes sont largement utilisées pour générer un mouvement linéaire à partir d'un moteur rotatif. Elles permettent de convertir un mouvement circulaire en mouvement linéaire, soit en tournant la vis avec l'écrou fixe, soit en tournant l'écrou tandis que la vis reste fixe. Aujourd'hui, nous allons examiner deux des types de vis les plus courants dans l'industrie de l'automatisation : les vis ACME et les vis à billes. Nous verrons également comment fonctionne une vis à billes et en quoi elle diffère d'une vis ACME.
Qu'est-ce qu'une vis ACME ?
Les vis ACME utilisent un filetage trapézoïdal pour s'enrouler sur la vis-mère. Lorsque l'arbre tourne avec le moteur rotatif, le filetage pousse l'écrou d'arbre vers l'avant ou vers l'arrière selon le sens de rotation. Ceci transforme le mouvement circulaire du moteur en un mouvement linéaire sur l'arbre. Actionneurs de Progressive Automation Utilisez les systèmes d'entraînement à vis ACME. Pour cet exemple d'actionneurs linéaires à vis ACME, nous utiliserons l'un de nos mini-actionneurs linéaires PA-14. Nous proposons une large gamme d'actionneurs linéaires électriques pour toutes les applications. Cliquez pour parcourir !
Les vis ACME offrent de nombreux avantages pour leurs applications. Avec un écrou adapté, elles peuvent s'autolubrifier. Nos actionneurs linéaires utilisent des écrous en polymère, qui génèrent une force de frottement très faible. Cela permet de réduire, voire d'éliminer, le besoin de lubrification.
En revanche, l'écrou métallique peut supporter une force de charge plus élevée, mais il engendre également une force de frottement plus importante et nécessite une lubrification. Les actionneurs linéaires à vis ACME sont généralement un bon choix pour les applications verticales.
Grâce à la force de frottement inhérente entre le filetage trapézoïdal et l'écrou, le retour en arrière est impossible. Avec un écrou précontraint, tout risque de jeu est éliminé, ce qui élargit considérablement le champ d'application des actionneurs linéaires à vis ACME.
Il est également plus sûr pour les utilisateurs d'utiliser leur système linéaire actionneur L'unité possède une capacité de charge statique suffisante pour supporter le poids en place. Parmi les autres avantages des vis ACME, on note un faible niveau sonore et un coût de fabrication réduit.
Les vis ACME présentent de nombreux avantages, mais leur utilisation souffre de deux limitations majeures : un faible rendement et une durée de vie plus courte. En raison du frottement important entre l'écrou et le filetage de la vis ACME, la plupart des systèmes n'atteignent qu'un rendement de 20 % à 40 %, selon le matériau de l'écrou et de la vis-mère. Si cela empêche le retour en arrière, cela nécessite également un couple moteur plus élevé pour obtenir la même force qu'avec une vis à billes. Par conséquent, un actionneur linéaire utilisant des vis ACME avec le même moteur offrira une force, une vitesse et un facteur de marche inférieurs à ceux d'une vis à billes.
Avantages
- coût inférieur
- bruit de fonctionnement réduit
- Empêcher la marche arrière
- Autolubrifiant
Inconvénients
- cycle de vie plus court
- efficacité réduite
Qu'est-ce qu'une vis à billes ?
Les vis à billes utilisent un filetage circulaire sur la vis et l'écrou, formant ainsi une gorge hélicoïdale dans laquelle glissent les billes. Lorsque l'écrou ou la vis se déplace, les billes roulent dans chaque gorge hélicoïdale, propulsant ainsi la vis ou l'écrou vers l'avant et créant un mouvement linéaire.
Le rendement d'une vis à billes est supérieur à celui d'une vis ACME, car les pertes par frottement sont minimales grâce aux roulements à billes. L'écrou et le filetage ne sont pas en contact direct ; leur mouvement est assuré par le roulement des billes entre eux. Un système d'entraînement par vis à billes peut atteindre un rendement de 70 % à 95 %. Ceci permet aux actionneurs à vis à billes d'offrir une force, une vitesse et un cycle de service plus élevés. La réduction des frottements limite l'usure de l'écrou et de la vis, prolongeant ainsi leur durée de vie.
Le principal inconvénient des actionneurs linéaires à vis à billes réside dans leur risque de retour en arrière, dû à leur faible frottement interne. Ceci représente un risque pour la sécurité des utilisateurs, car l'actionneur ne peut maintenir sa charge en place à l'arrêt sans système de freinage. En fonctionnement, les billes des roulements à billes roulent constamment à l'intérieur de l'écrou et de la vis, générant un niveau sonore supérieur à celui des actionneurs à vis ACME. Enfin, le coût de fabrication des vis à billes est également plus élevé.
Avantages
- efficacité accrue
- cycle de vie plus long
- cycle de service plus élevé
- vitesse plus élevée
Inconvénients
- Bruit de fonctionnement plus fort
- Disque dur arrière
- coût plus élevé
Le nouveau mini-actionneur PA-01 amélioré (mise à niveau PA-14) est le modèle que nous proposons actuellement, offrant de nombreux avantages supplémentaires. Pour une comparaison, consultez les tableaux ci-dessous et effectuez la mise à niveau en toute confiance !
PA-01 | PA-14 | |
Options de chargement dynamique | 16, 28, 56, 112, 169, 225 lb | 35, 50, 75, 110, 150 lb |
Charge maximale | 225 lb | 150 lb |
Vitesse maximale | 3,54 po/s | 2,00 po/s |
Protection contre les infiltrations | IP65 | IP54 |
Options d'AVC | 1 po à 40 po | 1 po à 40 po |
Rétroaction par effet Hall | Facultatif | Non |
Mot de la fin : vis ACME ou vis à billes ?
Les vis ACME et les vis à billes sont toutes deux largement utilisées dans l'industrie de l'automatisation. Chez Progressive Automations, nous privilégions les vis ACME, car elles offrent une conception plus fiable pour les applications courantes. L'absence de retour mécanique et leur faible coût en font une solution très flexible pour la plupart des applications de mouvement linéaire automatisées. Les vis à billes, quant à elles, constituent une solution plus onéreuse et plus compacte, mais offrant des performances supérieures.