Les vis à billes, en tant que composants de base des systèmes de transmission de précision, ont une incidence directe sur la précision des systèmes mécaniques grâce à leur stabilité opérationnelle.Cet article traite de trois grandes catégories de problèmes typiques, le mouvement irrégulier et les défaillances des composants, fournissant des informations techniques sur leurs causes et leurs solutions.
I. Problèmes liés à une réaction excessive
1. Préchargement insuffisant
Cause: l'absence de préchargement ou un préchargement insuffisant entraîne un glissement des écrous en raison du poids propre dans les installations verticales, ce qui entraîne une réaction négative significative en l'absence de charge.
Analyse: les vis à billes non préchargées peuvent présenter des contre-réactions supérieures à 0,05 mm, compromettant la précision du positionnement et limitant leur utilisation à des applications à faible charge et à faible précision.
Les solutions:
▶ Appliquer une précharge équivalente à 1 ‰ 3% de la charge dynamique nominale à l'aide d'une précharge à double écrousse ou à ressort;
▶ Pour des scénarios de grande précision, choisissez des structures à noyau unique avec précharge intégrée (classe de précision C5 ou supérieure).
2. Déflexion de torsion excessive
Cause: traitement thermique inapproprié (dureté insuffisante, répartition de la dureté inégale ou matériau mou) ou rapport longueur/diamètre excessivement élevé (L/D > 70) réduisant la rigidité.
Analyse: un rapport L/D supérieur à 70 peut entraîner un affaissement de la vis en raison de son propre poids, entraînant un désalignement des écrous et une réaction accrue; la dureté du matériau inférieure à la norme accélère l'usure.
Les solutions:
▶ maintenir la L/D ≤ 60 et utiliser des supports fixes à deux extrémités (au lieu de supports à un seul côté) pour les charges lourdes;
▶ Sélectionnez l'acier allié de haute résistance (par exemple, SUJ2) et assurez-vous que le traitement thermique respecte les normes de dureté de l'industrie (boule: HRC 62?? 66, écrous: HRC 58?? 62, vis: HRC 56?? 62).
3. Sélection et installation incorrectes des roulements
Cause: Utilisation de roulements à billes à rainures profondes au lieu de roulements à contact angulaires, ou désalignement lors de l'installation du roulement (erreur de perpendicularité > 0,02 mm/m).
Analyse: les roulements à billes à rainures profondes ne peuvent pas résister aux charges axiales, ce qui provoque un jeu axiale; l'inclinaison du roulement entraîne des variations périodiques de réaction.
Les solutions:
▶ Les roulements angulaires de contact avec un angle de contact de 60° (par exemple, la série 7000), installés dos à dos, doivent être privilégiés;
▶ Assurez-vous que le siège du roulement est perpendiculaire à l'épaule de la vis dans une tolérance de 0,01 mm lors de l'usinage, en utilisant des doubles verrous pour l'anti-détachement.
4Rigidité de support insuffisante
Cause: matériaux à paroi mince ou de faible résistance (par exemple, fonte au lieu d'acier) pour les sièges à écrous ou roulements.
Analyse: la déformation élastique sous charge déplace l'axe de vis, augmentant ainsi efficacement la réaction.
Les solutions:
▶ Augmenter l'épaisseur de la paroi de support (recommandé ≥ 15 mm) ou renforcer avec des structures côtelées;
▶ Utilisez de l'acier 45# avec étanchéité et trempage (dureté HB220-250) pour les composants critiques.
II. Problèmes liés au mouvement irrégulier
1. Défectuosité de précision d'usinage
(1) Surfaces trop rugueuses
Cause: précision de meulage insuffisante pour les tracés de vis/noix (Ra > 0,4 μm) ou erreur de rondeur de bille > 0,001 mm.
Solution: adopter des procédés de super finition pour contrôler la rugosité de la piste de course à Ra ≤ 0,2 μm; boules de détection pour une erreur de rondeur ≤ 0,0005 mm.
(2) Déviation du plomb/du pitch
Cause: précision insuffisante des outils d'usinage des fils (par exemple, erreur cumulée de hauteur > ± 0,015 mm/300 mm).
Solution: utiliser des broyeurs de haute précision (d'une précision de positionnement de ± 0,005 mm) et inspecter complètement les vis finies avec des instruments de mesure au plomb laser.
3) Échec du système de recirculation
Cause: désalignement des tubes de recirculation (> 0,5 mm de décalage) ou écailles à l'intérieur des tubes provoquant des embouteillages de billes.
Solution: utiliser des dispositifs de positionnement pour aligner les tubes de recirculation sur les voies de circulation; effectuer des essais de fonctionnement sans charge à des vitesses ≥ 500 mm/s après montage.
2- Intrusion de matières étrangères et défaillance de la lubrification
(1) Contamination de la piste de course
Cause: Manque de protection contre la poussière (par exemple, les grattoirs), permettant aux copeaux d'usinage (> 50 μm) ou à la poussière de pénétrer dans les voies d'accès.
Solution: installer des joints de doubles lèvres (protection IP54); nettoyer les pistes avec du kérosène et reconstituer la graisse à base de lithium (NLGI Grade 2) toutes les 200 heures de fonctionnement.
(2) Lubrification insuffisante
Cause: dépassement des intervalles de lubrification (> 200 heures) ou utilisation de graisses incorrectes (par exemple, à base de calcium au lieu de lithium).
Solution: intégrer des systèmes de lubrification automatique (intervalle de graissage ≤ 8 heures) pour les équipements automatisés; utiliser de la graisse au disulfure de molybdène pour les environnements à haute température.
3. défaut d' alignement de l' installation
Cause: erreur de parallélisme entre le siège de l'écrou et le rail de guidage > 0,1 mm/m ou erreur de coaxialité entre le trou du siège du roulement et l'axe de la vis > 0,03 mm.
Analyse: la charge excentrique augmente le frottement de la piste de plus de 30% en raison de la contrainte unilatérale sur les balles.
Solution: étalonner à l'aide d'un indicateur de cadran pendant l'installation (parallélisme ≤ 0,05 mm/m, coaxialité ≤ 0,02 mm); utiliser des vis pour l'alignement si nécessaire.
III. Problèmes de défaillance des composants
1Fracture de la boule
La cause:
▶ Défectuosité du matériau (p. ex. inclusions) ou traitement à basse température (dureté) ▶ Concentration de contrainte thermique (différence de température > 50°C provoquant une contrainte > 800 MPa en raison d'un coefficient de décalage de dilatation).
Les solutions:
▶ Sélectionnez les boules d'acier de roulement SUJ2 et rejetez celles défectueuses par inspection magnétique des particules;
▶ Ajoutez du cooli
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