Les vis à billes et les vis-mères sont utilisées pour des applications différentes et ne sont souvent pas interchangeables. Elles présentent toutes deux des avantages et des inconvénients. Si vous comparez une vis à billes et une vis-mère, vous remarquerez peut-être qu'elles sont conçues pour supporter des charges différentes. Les vis à billes déplacent une charge grâce à des roulements à billes à recirculation qui optimisent l'efficacité et minimisent les frottements. Une vis-mère repose sur un frottement faible entre les surfaces par rapport à la pression appliquée. Cela signifie qu'une vis-mère n'a pas la même capacité à être aussi efficace qu'une vis à billes. Elles offrent également aux actionneurs linéaires de meilleures performances ou des vitesses plus élevées, selon le modèle choisi. Cet article se concentrera sur une comparaison approfondie des deux types.
Vis à billes
Les vis à billes sont des actionneurs linéaires mécaniques qui créent un mouvement linéaire sans frottement. Elles sont généralement choisies pour leurs vitesses plus élevées avec des cycles de service continus et leur capacité à supporter des charges plus élevées que les vis mères. Bien qu'elles soient plus coûteuses, elles sont fiables et faciles à intégrer à un projet.
Principes de base des vis à billes
Leurs arbres sont souvent fabriqués en les roulant, ce qui donne une précision de fonctionnement de plusieurs milliers de pouces par pied.
Les actionneurs à vis à billes sont fabriqués en caoutchouc ou en cuir et comportent un cylindre assez volumineux permettant la recirculation des billes, responsable du mouvement. Ils sont dotés de joints linéaires le long de la couture.
de longs chariots pour le mouvement et diverses ouvertures de lubrification à des points d'accès faciles le long du mécanisme.
Avantages des vis à billes
Les vis à billes sont efficaces car leur construction sacrifie un couple important. Leur flexibilité et leur faible frottement sont dus à leur conception. Elles ne chauffent donc pas comme le ferait un actionneur linéaire à vis mère dans une situation similaire. Leur construction les rend également moins sujettes aux pannes et à l'entretien.
Inconvénients des vis à billes
Le principal inconvénient des vis à billes réside dans leur conception complexe. Cela les rend plus difficiles à remplacer ou à dépanner. Elles nécessitent une surface d'appui de précision trempée et des mécanismes de recirculation des billes. De plus, les vis à billes ne sont pas autorégulatrices. Les actionneurs à vis linéaires dans lesquels elles sont intégrées nécessitent donc des freins séparés. Ces mécanismes de freinage sont spécifiquement nécessaires pour empêcher le retour en arrière, ce qui serait préjudiciable aux vis. Les applications et équipements verticaux peuvent également rendre les actionneurs à vis à billes difficiles à utiliser.
De plus, ces types de vis sont extrêmement bruyants, ce qui limite leurs applications et leur utilisation. Leur encombrement est cependant important, ce qui les limite aux applications disposant de beaucoup d'espace. Un actionneur linéaire à vis à billes nécessite une lubrification plus régulière que les autres types de vis et, comme indiqué précédemment, est plus coûteux que les vis mères.
Vis mères
Les actionneurs à vis mère sont principalement utilisés lorsqu'une industrie recherche une solution économique. Ils sont silencieux, flexibles, résistants à la corrosion et possèdent des capacités d'autoblocage. Leur inconvénient est qu'ils sont moins rapides et ne peuvent pas supporter les mêmes charges que les vis à billes. Les vis mères relient les différentes parties d'un mécanisme et permettent de créer un mouvement linéaire à partir d'un mouvement de rotation. Le filetage est divisé en deux parties : une partie mâle et une partie femelle. La séparation et la liaison de ces deux parties génèrent d'importantes frictions dans l'équipement.
Principes fondamentaux des vis mères
Un actionneur à vis-mère présente une forme compacte et un écrou rotatif à l'intérieur d'un cylindre. Dans un entraînement à vis linéaire, le moteur est contenu dans le cylindre ; c'est l'écrou qui se déplace. Ces actionneurs à vis électriques sont autobloquants et comportent un nombre minimal de pièces mobiles. Enfin, ils sont parfois équipés de demi-écrous permettant de les désengager si nécessaire.
Les vis Acmé sont un type de vis mère très répandu. Elles sont livrées avec un filetage de 29 mm.
Un filetage à angle de 1/2 degrés est plus facile à réaliser qu'un filetage carré. Bien que le frottement accru d'un filetage triangulaire le rende moins efficace qu'un filetage carré, ce type de filetage est également beaucoup plus résistant. Par conséquent, les actionneurs linéaires à vis Acmé offrent une meilleure capacité de charge.
Avantages des vis mères
Ces vis sont moins chères et les actionneurs à vis Acmé autobloquants ne nécessitent pas l'installation d'un système de freinage séparé. Ils sont également plus efficaces pour les applications et équipements verticaux.
Inconvénients des vis mères
Les vis mères doivent être remplacées beaucoup plus fréquemment que les autres vis. Leur faible rendement est également dû à leur conception, qui implique un moteur plus puissant et un couple dû à leur manque de flexibilité. De plus, leur conception génère davantage de frottements et donc de chaleur. Elles ne sont pas non plus capables de supporter des débits élevés, des vitesses élevées ou des cycles plus longs.
Conclusion
Cet article avait pour but d'analyser les différences et les similitudes entre les vis-mères et les vis à billes, et de déterminer si l'une ou l'autre était plus avantageuse. Nous utilisons des vis-mères dans les actionneurs à filetage Acmé, mais les vis à billes ont leur place dans de nombreuses applications et procédés. Les vis-mères sont moins chères que les vis à billes, mais le choix du type de vis est bien plus complexe qu'une simple question de coût. Chacune présente des avantages pour des utilisations spécifiques, ce qui signifie qu'il appartient parfois à l'utilisateur de considérer, au-delà du coût, la solution la plus appropriée.