Le concept et la conception des vis à billes remontent à la fin du 19e et au début du 20e siècle. Au cours de la révolution industrielle, avec le développement de l’industrie mécanique, la demande de mouvements linéaires est devenue de plus en plus urgente. Auparavant, une combinaison de vis et d'écrou était couramment utilisée pour obtenir un mouvement linéaire, mais la friction et les propriétés imprécises limitaient la précision et l'efficacité du système.Dans ce contexte, la vis à billes a été proposée et développée. Les vis à billes utilisent la relation de roulement entre les billes et la vis, ce qui entraîne un faible frottement et un mouvement linéaire précis. Dans la conception de la vis à billes, les billes sont disposées sur la piste filetée de la vis. Lorsque la vis tourne, les billes roulent sur la piste, convertissant le mouvement de rotation en mouvement linéaire.L'introduction de la vis à billes a considérablement amélioré les performances du système de transmission linéaire, augmentant ainsi l'efficacité, la rigidité et la précision de la transmission. Ils sont largement utilisés dans divers domaines, tels que les machines-outils, les robots, les équipements de production automatisés, les systèmes d'éclairage de scène, les machines d'impression, etc., offrant à ces systèmes un mouvement linéaire de haute précision, haute vitesse et fiable.Avec les progrès continus de la science, de la technologie et de la technologie de fabrication, la conception et la fabrication des vis à billes sont également continuellement améliorées et optimisées. Les vis à billes modernes ont atteint une capacité de charge plus élevée, une durée de vie plus longue, une rigidité plus élevée et une meilleure fiabilité. Ils sont devenus des éléments clés essentiels dans de nombreux systèmes mécaniques, apportant un soutien important à l'automatisation et à la production industrielles.

Vis trapézoïdale : Frottement de glissement pur - le laiton (bonne autolubrification) a un très faible rendement de 60 %, une structure simple, un faible coût et aucune précision, une charge de contact de surface importante, une grande résistance de démarrage, entraînant un fluage et un fluage lors d'un fonctionnement à ultra-basse vitesse . Les vis trapézoïdales peuvent être sélectionnées lorsqu'il n'y a aucune exigence de précision, qu'une charge axiale importante est requise, que le budget est faible et que le coût doit être réduit, que la vitesse est faible et que l'occasion n'est pas importante. Vis à billes : Il réalise une transmission à haut rendement et à faible frottement via des supports roulants, avec une efficacité de plus de 90 %. Par rapport au contact de surface, la bille est un contact ponctuel, avec une charge plus faible, une précision plus élevée et un coût plus élevé. La vitesse de la vis est limitée et il est préférable de la contrôler dans les 1 500 tr/min. Si la vis est trop longue, elle doit être enfoncée jusqu'à 1 000 tr/min. Mouvement unitaire de la vis : pas (pas, Pb) [Siège fixe] : Les roulements à contact oblique sont utilisés par paires pour contraindre la direction axiale de la vis et sont principalement utilisés pour supporter la force axiale de la vis [Siège d'appui] : Les roulements à billes à gorge profonde sont utilisés seuls, uniquement pour soutenir la queue de la vis, afin qu'elle ne tourne pas et puisse glisser axialement. [Corrigé + Prise en charge] : La structure la plus classique [Fixe + Gratuit] : Il n'y a aucun moyen de le mettre, il n'y a pas de place pour installer le siège de support (course courte, exigences structurelles), la vitesse ne peut pas être trop élevée et la charge ne doit pas être trop importante [Fixe + Fixe]: Ne convient pas au fonctionnement à grande vitesse, le chauffage entraînera la déformation et le blocage de la vis, très bonne rigidité, haute précision [Assistance + Assistance] : Aucune précision, mécanisme lâche, petite charge, presque aucune exigence en matière de performance de mouvement --- mécanisme de réglage à manivelle Structure d'écrou de vis à billes [Circulation externe] : Meilleures performances à grande vitesse, structure complexe, coût plus élevé [Circulation interne] : Coût légèrement inférieur, structure plus compacte, facile à installer Précision des vis à billes C0 C1 .......C7 C10 ... Plus le nombre est grand, plus la précision est mauvaise et plus le coût est faible Les tiges filetées de C7 et versions ultérieures sont traitées par moulage par extrusion --- tiges filetées laminées : efficacité de production élevée ---- bon marché, délai de livraison court Les tiges filetées de C5 et antérieures sont traitées par fraisage tourbillonnaire + meulage --- tiges filetées rectifiées : faible efficacité de production --- très coûteuse, haute précision Le plus utilisé : C7 Précharge de vis à billes Empêche efficacement le siège de l'écrou de se décaler en raison du jeu lorsque la charge est importante (améliore la précision dynamique des charges importantes) Augmente le stress interne, une plus grande résistance et une génération de chaleur accrue

L'inspection et le réglage réguliers de l'écartement entre la vis à billes et le siège de support sont essentiels pour garantir la précision, la stabilité et la durée de vie des équipements mécaniques. Voici les étapes et précautions détaillées :1. Étapes d'inspection Inspection manuelle Coupez l'alimentation de l'équipement, tournez la vis manuellement et vérifiez s'il y a une résistance anormale ou un jeu. Poussez et tirez la vis axialement pour vérifier s'il y a un espace évident (généralement, le jeu axial autorisé doit être inférieur à 0,01-0,05 mm, reportez-vous au manuel de l'équipement pour plus de détails). Mesure par comparateur à cadran Fixez l'indicateur à cadran près du siège de support et la sonde contre la face d'extrémité de la vis. Poussez et tirez la vis axialement et enregistrez le changement dans la lecture de l'indicateur à cadran, qui est l'écart axial. Si l'écart dépasse la norme (par exemple, la valeur recommandée par le fabricant), il doit être ajusté. Inspection de l'état de fonctionnement Faites fonctionner l’équipement à basse vitesse pour observer s’il y a des vibrations, des bruits anormaux ou un écart de positionnement. Utilisez un analyseur de vibrations ou un stéthoscope pour aider à diagnostiquer les anomalies. 2. Méthode de réglage Régler la précharge du siège de support Siège de support de roulement à contact oblique : régler la précharge à l'aide de l'écrou de blocage (se référer à la valeur de couple du fabricant). Desserrez l'écrou de blocage et serrez-le progressivement avec une clé dynamométrique, tout en tournant la vis pour assurer la douceur. Remesurer l'écart après le pré-serrage jusqu'à ce qu'il atteigne la norme. Siège de support de roulement à billes à gorge profonde : si l'espace est trop grand, vous devrez peut-être remplacer le roulement ou ajouter un joint. Remplacer les pièces usées Si l'écart est encore trop grand après le réglage, vérifiez si le roulement, l'écrou de vis ou le siège de support sont usés. Remplacez les roulements ou les écrous de vis usés (notez qu'il faut remplacer les roulements à contact oblique par paires). Calibrer le parallélisme et la coaxialité Utiliser un micromètre pour vérifier le parallélisme de la vis et du rail de guidage (généralement ≤0,02 mm/m). Si la surface de montage du siège de support est déformée, elle doit être retraitée ou corrigée avec un joint. 3. Cycle d'entretien et précautions Recommandation de cycle Équipement ordinaire : Vérifier une fois tous les 3 à 6 mois. Équipement de haute précision/haute fréquence : inspection mensuelle ou par heures de fonctionnement (par exemple 500 heures). Les nouveaux équipements doivent être resserrés après 1 mois de première utilisation. Points clés Utilisez la graisse d’origine spécifiée par l’usine pour éviter de mélanger différentes graisses. Après le réglage, il est nécessaire d'exécuter le test sans charge, puis de charger et de vérifier progressivement. Enregistrez les données de chaque inspection pour suivre la tendance de l’usure. Conseils de sécurité Assurez-vous de couper l’alimentation et de relâcher la pression du système avant le réglage. Évitez un pré-serrage excessif, sinon cela provoquera un échauffement du roulement et réduira sa durée de vie. 4. Outils et consommables Outils nécessaires: comparateur à cadran, clé dynamométrique, jauge d'épaisseur, micromètre. Consommables: graisse, joints, roulements de rechange (les modèles doivent correspondre). Grâce à une inspection et un réglage systématiques, les erreurs de transmission peuvent être efficacement réduites et la durée de vie du système de vis à billes prolongée. En cas de problème complexe (comme une déformation de la vis), il est recommandé de faire appel à un technicien de maintenance professionnel.Pour toute question, n'hésitez pas à nous contacter. Nous pouvons résoudre tout problème de vis à billes.

Dans les équipements haut de gamme tels que les systèmes servo de focalisation à l'échelle nanométrique pour les machines de lithographie des semi-conducteurs, les chaînes d'entraînement de précision pour les articulations de robots industriels et les plateformes d'assemblage à grande vitesse pour les modules de batteries des véhicules à énergies nouvelles, Les vis à billes constituent les principaux composants de transmission et d'exécution. Assurer des fonctions cruciales de conversion de mouvement et de contrôle de positionnement. machines-outils à commande numérique à cinq axes Des mécanismes de correction d'assiette aérospatiale aux équipements d'imagerie médicale de précision, en passant par les lignes de production intelligentes haut de gamme, tous les équipements de pointe exigeant une précision de transmission, une réactivité dynamique et une fiabilité optimales utilisent les vis à billes comme solution de transmission principale. Cet article analyse systématiquement les principaux avantages technologiques des vis à billes et leur adéquation aux équipements haut de gamme, en s'appuyant sur leurs principes techniques et leurs caractéristiques d'ingénierie.L'avantage technologique fondamental de vis à billes Cela provient de leur principe de transmission innovant. Contrairement à la transmission par frottement de glissement des vis à billes traditionnelles, les vis à billes utilisent un mécanisme de transmission par frottement de roulement : des billes de haute précision sont intégrées comme milieu de transmission dans la boucle fermée formée par la bague hélicoïdale de la vis et la bague de l’écrou, convertissant le glissement relatif entre la vis et l’écrou en un mouvement de roulement des billes. Grâce à cette innovation dans le principe du frottement de roulement, les vis à billes présentent des caractéristiques de transmission à haut rendement. En termes d'efficacité de transmission, le rendement mécanique η des vis à billes peut atteindre 90 % à 98 %, contre seulement 20 % à 40 % pour les vis sans fin classiques. Selon l'équation du bilan de puissance, à charge F et course de transmission s constantes, le couple moteur M est inversement proportionnel au rendement η. Par conséquent, l'utilisation de vis à billes permet de réduire le couple de sortie requis par le moteur d'entraînement à moins d'un tiers de celui des vis sans fin. Cette caractéristique améliore considérablement l'efficacité énergétique et, surtout, réduit la chaleur dégagée par le système de transmission. Pour les équipements haut de gamme, la déformation thermique du système de transmission est l'une des principales sources d'erreur affectant la précision de positionnement. Une faible dissipation de chaleur permet de contrôler efficacement l'allongement thermique de la vis, garantissant ainsi la stabilité thermique de l'équipement lors d'un fonctionnement continu de longue durée et assurant un contrôle de haute précision.La précision de positionnement est un indicateur technique essentiel pour l'adaptation des vis à billes aux équipements haut de gamme, et constitue un avantage majeur qui les distingue des composants de transmission classiques. Dans le domaine de la fabrication de pointe, la précision et la répétabilité du positionnement déterminent directement la qualité de traitement et de fonctionnement des équipements. Par exemple, la précision d'alignement des plaquettes requise pour les machines de lithographie des semi-conducteurs est de ≤ ±5 nm, et la précision de positionnement requise pour les systèmes à cinq axes est de ≤ ±5 nm. machines-outils à commande numérique est ≤±1μm. Les vis à billes assurent un positionnement précis grâce à trois technologies clés : premièrement, une technologie de rectification de haute précision des chemins de roulement hélicoïdaux, utilisant des rectifieuses ultra-précises pour obtenir une erreur de profil de chemin de roulement ≤0,001 mm ; deuxièmement, technologie de préchargement (comme la précharge à double rondelle et la précharge à pas variable à écrou unique), éliminant le jeu axial et générant une légère interférence pour obtenir un jeu nul en transmission inverse ; et troisièmement, une conception à faible dégagement de chaleur, combinée à un système de contrôle de la température pour supprimer la déformation thermique. La rigidité élevée et la longue durée de vie sont des caractéristiques techniques essentielles qui permettent aux vis à billes de s'adapter aux conditions de fonctionnement difficiles des équipements haut de gamme. Les systèmes de transmission de ces équipements sont souvent soumis à des contraintes importantes telles que des charges élevées (par exemple, les forces de serrage dans les presses à injecter électriques peuvent atteindre plusieurs milliers de kN), des arrêts et démarrages fréquents (par exemple, les fréquences de mouvement des articulations des robots industriels ≥ 10 Hz) et des chocs, ce qui impose des exigences extrêmement élevées en matière de rigidité des composants de transmission. vis à billesGrâce à une conception avec précharge, un jeu axial négatif (ajustement serré) est obtenu. L'utilisation de la déformation élastique des billes pour générer la force de précharge permet d'accroître la rigidité axiale de plus de trois fois. Comparée aux vis à glissement, la flèche sous une même charge est réduite de plus de 60 %, garantissant ainsi une précision de mouvement stable même sous fortes charges. Du point de vue de la durée de vie, la faible usure due au frottement de roulement confère aux vis à billes une durée de vie en fatigue nettement supérieure à celle des vis à glissement. L'utilisation de matériaux de haute qualité tels que acier à roulement GCr15, combiné à la cémentation et à la trempe (dureté de surface HRC≥60), rectification ultra-préciseGrâce à un joint labyrinthe et un système de lubrification à la graisse, l'usure et la pénétration d'impuretés sont efficacement limitées. Selon le modèle de calcul de durée de vie de la norme ISO 3408, sous charge dynamique nominale, la durée de vie nominale (L10) d'une vis à billes peut atteindre des millions de cycles, soit 5 à 10 fois celle d'une vis à glissement classique. Les données d'essais en ingénierie montrent que les vis à billes avec des paramètres de précharge optimisés peuvent prolonger leur durée de vie en service continu de 30 000 à 50 000 heures sous 80 % de la charge nominale, réduisant ainsi considérablement les temps d'arrêt pour maintenance et les coûts de remplacement des pièces détachées pour les équipements haut de gamme, et améliorant le rendement global (OEE).La réactivité et l'adaptabilité sont des caractéristiques essentielles des vis à billes pour répondre aux exigences de contrôle dynamique des équipements haut de gamme. En termes de performances à haute vitesse, le nombre de Dents (DN) (diamètre d × vitesse n) des vis à billes peut dépasser 140 000, surpassant largement la limite supérieure du DN des vis à glissement (≤ 50 000). Associées à une structure de circulation de billes à haute vitesse (par exemple, un inverseur de circulation interne), elles permettent une transmission à haute vitesse avec une vitesse maximale ≥ 3 000 tr/min. Dans les systèmes de servocommande, l'effet synergique d'un faible coefficient de frottement et d'une rigidité élevée permet de réduire le temps de réponse du système à la milliseconde, améliorant ainsi la précision du suivi dynamique. Dans les applications d'ingénierie, les équipements de soudage pour batteries de véhicules à énergies nouvelles utilisent des vis à billes légères (écrous en composite de fibres de carbone) et une technologie de compensation dynamique de la précharge, réduisant le temps d'accélération de 0,2 s à 0,08 s, augmentant le temps de cycle de la ligne de production de 50 % et la capacité journalière de 1 200 à 1 800 ensembles. Les articulations des robots humanoïdes utilisent des vis à billes à petit pas et de haute précision, atteignant une vitesse angulaire de 1,5 rad/s et une répétabilité de 0,01° sous une charge de 20 kg, répondant aux exigences du contrôle collaboratif à plusieurs degrés de liberté. La flexibilité de leur conception structurelle permet aux vis à billes de s'adapter aux conditions d'installation et de fonctionnement de divers équipements haut de gamme. Classées selon le mode de recirculation des billes, les vis à recirculation externe (à insertion ou à capuchon) conviennent aux grands pas et aux applications à haute vitesse, tandis que les vis à recirculation interne (à rotation inverse) offrent une structure compacte et un fonctionnement stable, et s'adaptent aux espaces d'installation restreints. Côté matériaux et traitements de surface, l'acier inoxydable (SUS440C) chromé dur est utilisé en milieu corrosif, l'alliage Inconel revêtu de nitrure d'aluminium aux hautes températures, et les écrous composites renforcés de fibres de carbone répondent aux exigences de légèreté, avec une réduction de poids de plus de 50 % par rapport aux écrous en acier. De plus, la personnalisation du pas (par exemple, micro-pas ≤ 1 mm, grand pas ≥ 20 mm), du sens du filetage (à gauche, à droite, bidirectionnel) et du mode de montage (fixe-fixe, fixe-flottant) permet une adaptation précise aux systèmes de transmission des équipements haut de gamme, optimisant ainsi l'efficacité de l'intégration système. Avec le développement des technologies de fabrication intelligente, les vis à billes évoluent vers une intégration et une intelligence accrues, devenant un composant essentiel des systèmes de transmission intelligents. L'intégration de capteurs de température, de vibrations et de déplacement permet de collecter en temps réel des données telles que la température, l'amplitude des vibrations et l'erreur de positionnement pendant la transmission. Associée à une plateforme d'Internet industriel, cette technologie assure la surveillance de l'état et la détection précoce des pannes. La compensation dynamique de la précharge, basée sur des algorithmes d'IA, corrige en temps réel les écarts de précision dus à la déformation thermique et à l'usure, améliorant ainsi la stabilité de la transmission. En Chine, les vis à billes ont atteint une production en série avec une précision de niveau C0. Grâce à l'adoption de procédés de rectification ultra-précis et de formulations de matériaux développés en interne, elles ont intégré avec succès les chaînes d'approvisionnement de fabricants internationaux de machines-outils haut de gamme tels qu'AgieCharmilles (Suisse) et DMG MORI (Allemagne), contribuant ainsi à la transformation de l'industrie manufacturière chinoise vers le haut de gamme. En résumé, les avantages technologiques des vis à billes proviennent de l'innovation fondamentale de leur principe de transmission par frottement de roulement. Grâce à la synergie de haute précision Grâce à une conception structurelle optimisée, des procédés de fabrication de matériaux optimisés et une technologie de contrôle intelligente, un équilibre multidimensionnel des performances est atteint, combinant transmission à haut rendement, positionnement précis, rigidité élevée, longue durée de vie et adaptabilité flexible, répondant ainsi précisément aux exigences rigoureuses des équipements haut de gamme pour les systèmes de transmission.