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Écrous pour vis trapézoïdales DryLin ® - Données techniques

Entraînements à vis trapézoïdale drylin® : mesure du rendement

 

Les changements de format et les déplacements classiques sont réalisés avec des vis trapézoïdales autobloquantes. Les déplacements ou les manutentions rapides tirent profit de la démultiplication élevée des vis hélicoïdales. Toutes les vis sont disponibles en inox en plus de l´acier, offrant ainsi, en combinaison avec les écrous drylin®en polymères iglidur®, une solution résistant à la corrosion.
 

Avantages des entraînements à vis drylin® :

Fonctionnement à sec

Fonctionnement silencieux

Insensible à la poussière et à la saleté

insensibles à la corrosion

Vis trapézoïdales et hélicoïdales

Grande efficacité

Fonction anti-retour disponible

Homologation FDA disponible


 

Propriétés particulières

Les entraînements à vis drylin® fonctionnent sans le moindre entretien et sans lubrifiant avec des vis en matériaux très divers, les écrous étant réalisés en polymères hautes performances iglidur®. Pour les domaines d´utilisation à forte présence de poussière et de saleté notamment (machines textiles, machines d´usinage de la pierre et du bois) et les applications où a lieu un nettoyage (machines d´emballage et machines du secteur alimentaire), les écrous pour vis filetées offrent de nets avantages par rapport aux écrous exigeant entretien et graissage.
 

Forces radiales

Les écrous pour vis drylin® sont conçus pour absorber des forces axiales. Les forces radiales pouvant éventuellement apparaître dans l´application devraient être absorbées par l´intermédiaire de guidages linéaires supplémentaires.

Température

Les écrous pour vis drylin® réalisés en matériaux iglidur® sans entretien conviennent par principe aux températures comprises entre -20 °C et +90 °C (150 °C, en fonction du matériau). Il convient toutefois de veiller au fait qu´une modification de la charge maximale admissible peut en découler en plus de la modification du jeu due à la dilatation thermique. En présence de températures particulièrement basses ou hautes ainsi que de charges élevées, il est donc recommandé de vérifier si les écrous conviennent en procédant à des essais proches de la pratique. Des écrous avec différents jeux sont disponibles pour permettre une utilisation sur toutes les plages de températures.

milieux humides

Pour les applications en milieu humide, notamment en présence de grandes quantités de liquides, il est nécessaire de faire appel à des écrous à vis trapézoïdales en iglidur® J ou en iglidur® A180. Ces matériaux se distinguent par une très faible absorption d´humidité.
iglidur® J
iglidur® A180

Saleté

L´utilisation de matériaux iglidur® sans entretien pour la fabrication des écrous permet aux entraînement à vis drylin® de fonctionner totalement à sec. L´absence de graisse permet d´éviter que les particules tendres telles que la poussière et les fibres n´adhèrent. Une augmentation nette de la durée de vie dans les milieux sales par rapport à celle des matériaux conventionnels graissés est tout à fait normale. En présence de grosse saleté et de particules dures comme les copeaux métalliques ou la poussière de granit, il est toutefois chaudement recommandé de couvrir la vis.

Bruit

En règle générale, les entraînements à vis peuvent être source de bruit. Les vis et les longues courses peuvent générer des vibrations dans les systèmes de guidage. Les écrous pour vis en matériaux iglidur® tribo-optimisés ont, en raison de leurs bonnes caractéristiques de glissement, moins tendance au bruit que les plastiques conventionnels ou les matériaux à base de métal tels que le bronze ou le laiton. Consultez nos experts si votre entraînement à vis venait à faire du bruit.

Vérification des entraînements à vis

Les entraînements à vis drylin® sont fabriqués conformément à la norme DIN 103. Le contrôle est effectué après la production à l'aide de mandrins calibrés filetés. Pour les cotes de filet ne se trouvant pas dans le tableau réglementaire, la norme DIN 103 est recalculée en fonction de la cote. Les propriétés hygroscopiques et thermiques du matériau doivent être prises en compte lors de la sélection. L’humidité et/ou la chaleur sur le lieu d’utilisation peuvent entraîner des modifications des cotes. Une conformité DIN générale ne peut de ce fait être garantie.

jeu

Les entraînements à vis ont besoin d´un jeu de base en raison de leur principe de fonctionnement. Des paramètres spécifiques à l´application doivent aussi être pris en compte en plus du jeu de l´entraînement à vis dû aux tolérances de fabrication. Le jeu minimum devant être pris en compte dans l´application doit tenir compte de la chaleur due au frottement généré dans l´application en plus des influences thermiques et hygroscopiques du milieu. L´utilisation d´entraînements à vis pour les entraînements de précision n´est donc pas recommandable sans tests de fonctionnement. La précontrainte a fait ses preuves dans la pratique comme mesure efficace pour éviter tout jeu non souhaité. Si les solutions de notre gamme standard devaient s´avérer inadéquates, nos experts vous conseillent volontiers pour d´autres mesures.

Rendement

Le rendement décrit le rapport entre la puissance mise en oeuvre et la puissance obtenue. Les écrous pour vis drylin® se distinguent par de faibles coefficients de frottement et donc par des rendements élevés. Les écrous pour vis trapézoïdale à un filet obtiennent des rendements situés entre 20 et 48 % à sec. Quant aux écrous pour vis hélicoïdales, leur rendement en fonctionnement à sec se situe entre 50 et 80 %. Même si les écrous pour vis drylin® ont été mis au point pour un fonctionnement totalement à sec, une lubrification peut contribuer à augmenter encore le rendement.

Auto-blocage

Les entraînements à vis trapézoïdale à un pas sont auto-bloquants. Cela signifie qu´un mouvement de l´écrou ou de la vis ne peut avoir lieu sans application d´une force extérieure en raison de l´angle des flancs et du frottement dû au glissement. Dès qu´il n´y a plus adhérence, les deux éléments ne sont plus auto-bloquants. Les entraînements à vis trapézoïdale à plusieurs pas présentent un "blocage résiduel". Les entraînements à vis hélicoïdale n´ont pas d´auto-blocage.

Ecrous pour vis "anti-backlash"

Par "backlash", on entend le jeu axial qui est produit dans un entraînement à vis. Une précontrainte radiale à l´aide d´un ressort en élastomère permet de réduire nettement vibrations et oscillations générées par le système (et souvent sources de bruit, notamment avec les vis longues et les régimes élevés).

Ecrous pour vis "zéro backlash"

Entraînements à vis hélicoïdale pour le déplacement rapide de petites charges. Le principe "zéro backlash" veille à ce que le jeu axial soit minime sur toute la durée de vie. Optimal pour les mouvements de positionnement et d´approvisionnement précis dans le domaine médical, la technique de laboratoire et d´impression ainsi que dans d´autres domaines des biosciences. En présence de fortes charges, de saleté ou d´influences extérieures extrêmes, il convient de faire appel à des écrous pour vis hélicoïdales sans fonction "zéro backlash" ou à des vis trapézoïdales.

Y = usure [% de poids]
 
A = POM
B = PA
C = J
D = W300
 
Fig. 01 : Test d´usure sur une vis trapézoïdale roulée

 

Y = usure [mg/km]
 
A = J
B = W300
C = J350
D = A180
E = POM
 
Fig. 02 : Test d´usure sur une vis en C15 [mg/km] Course de 140 mm, 50 N, vis en C15 roulée, 450 tr/min

 

Y = usure [mg/km]
 
A = J
B = W300
C = J350
D = A180
 
Fig. 03 : Test d´usure sur une vis en VA [mg/km] Course de 140 mm, 50 N, vis en VA roulé, 450 tr/min

 

Ecrous à vis "Anti-Backlash" dans le système d´application de colle d´une machine d´encollage des arêtes (secteur du bois). Ils assurent une précision maximale du dispositif de réglage sans jeu.

 

Changement de format dans le secteur du papier avec un écrou à vis trapézoïdale "Anti-Backlash"

 
Montage des écrous pour vis

Les écrous pour vis drylin® doivent être protégés des déformations et des déplacements dans l´axe.

Ecrous à collerette pour vis

Le couple de serrage maximal pour les vis de fixation des écrous à collerette pour vis trapézoïdales est de 2,5 Nm. Nous vous recommandons de bloquer ces vis d’une autre manière (avec un liquide de blocage par exemple). Pour les couples de serrage plus élevés, il est recommandé de faire appel à des douilles à emmancher métalliques.

Montage des écrous pour vis "zéro backlash"

1. Ecrou
2. Bague à ressort de torsion
3. Rondelle
4. Elément axial

 

Insérer la bague et le ressort de torsion 2. sur l´écrou 1. jusqu´à la moitié environ et bloquer la branche de ressort dans l´alésage.

 

Mettre en place la rondelle 3. et l´élément axial 4. de manière à ce qu´ils soient bien alignés avec la bague et la touchent. Ce faisant, veiller à ce que la bague ne tourne pas.

 

La bague peut maintenant être relâchée pour qu´une précontrainte de l´écrou sur la vis ait lieu.

Ecrous cylindriques

Le diamètre extérieur des écrous cylindriques est tolérancé h9. Pour le blocage, nous recommandons donc quelque chose de même forme, un méplat par exemple. Les vissages ont aussi fait leurs preuves dans la pratique sur les applications soumises à une force peu élevée. Coller les écrous n´est pas recommandé. Si toutefois une fixation des écrous par encollage était prévue, des essais préalables doivent impérativement être effectués.


 

 

 


 

Amener la bague jusqu´à l´extrémité de l´écrou afin de tendre le ressort.

 

Presser l´écrou 1. et l´élément axial 4. et visser la vis dans l´écrou. Veiller à ce que la bague reste précontrainte.

 
Sélection de la vis

Le bon fonctionnement du système dépend aussi en grande partie des vis utilisées avec les écrous. Par principe, nous vous recommandons de vous procurer un système complet composé de la vis et de l’écrou. Les vis sont contrôlées avec des bagues calibrées conformes à DIN 103. Par principe, les écrous pour vis trapézoïdales drylin® peuvent être combinés à des vis en acier, en inox ou en aluminium anodisé dur. En plus des variantes à filet à droite et à filet à gauche, des vis "séparables" (filet à droite et à gauche sur une même vis) sont également disponibles.

 
Vis spéciales

Faites aussi appel à notre service d´usinage, nous fabriquons des vis prêtes à être montées suivant vos spécifications. Veuillez nous envoyer un dessin. Nous vous soumettrons rapidement une offre.

Ecrous spéciaux

Faites aussi appel à notre service d´usinage, nous fabriquons des écrous prêts à être montés suivant vos spécifications. Veuillez nous envoyer un dessin. Nous vous soumettrons rapidement une offre.

Exemples d´écrous spéciaux

 


 

Choix du matériau

Les écrous pour vis drylin® sont disponibles en version standard en 4 matériaux :
 
iglidur® J
Ce matériau se distingue par les meilleurs coefficients de frottement avec la plupart des matériaux associés et une faible absorption d´humidité
 
iglidur® W300
Ce matériau se distingue par des résistances statiques élevées
 
iglidur® A180
Ce matériau répond aux exigences de la FOOD AND DRUG ADMINISTRATION (FDA) et peut donc être utilisé en contact direct avec produits alimentaires et pharmaceutiques.
 
iglidur® J350
Ce matériau se distingue par sa grande résistance aux températures élevées. L´utilisation d´écrous en iglidur J350 est possible jusqu´à 150 degrés.

durée de vie

Les écrous pour vis drylin® sont fabriqués à base de matériaux tribo-optimisés. Dès la phase de mise au point des entraînements à vis drylin®, l´accent est mis sur l´optimisation du frottement avec pour objectif d´avoir des taux d´usure aussi bas que possible et de bons coefficients de frottement. Des centaines de tests sont effectués tous les ans sur les bancs d´essais pour vis du laboratoire de test d´igus® afin de pouvoir donner des informations aussi précises que possible sur la durée de vie et la résistance à l´usure de ces vis. Nos experts essaient aussi votre application.

Banc d´essai pour une évaluation de la durée de vie dans le laboratoire igus®

 


Matériaux iglidur® - Pression superficielle
iglidur® J 4 MPa
iglidur® W300 5 MPa
iglidur® A180 3,5 MPa
iglidur® J350 2 MPa
Tableau 01 : Pression de surface admissible en continu dans les filets

Calcul du mouvement de la vis trapézoïdale

La capacité de charge des écrous pour vis trapézoïdales en polymères dépend de la pression de surface, de la vitesse de glissement et de la température en résultant. Cette température est influencée par la durée d'utilisation, par le matériau de la broche ainsi que par la conductivité thermique propre à cette dernière.
 

Matériaux iglidur® - en rotation
en continu
iglidur® J 1,5
iglidur® W300 1,0
iglidur® A180 0,8
iglidur® J350 1,3
Tableau 02 : Vitesses de glissement des matériaux iglidur® en m/s
 
Valeur pv maximale admissible
La valeur p x v et les fractions portantes de surface indiquées dans les tableaux de cotes permettent de déterminer la vitesse de glissement admissible et la vitesse d'avance en résultant pour chaque taille de taraudage.
 
Durée de fonctionnement Valeur p x v max.[MPaxm/s]
100 % 0,08
50 % 0,2
10 % 0,4
Tableau 03 : Valeurs indicatives pour l´utilisation d´écrous en polymères drylin® sans graisse (pour une course de 500 mm). Un facteur de correction devra être utilisé pour les courses très courtes ou très longues.

Fraction portante de surface nécessaire :
Ae = F axiale / p adm. [mm2]
 
Choix de la taille de taraudage souhaitée et calcul de la pression de surface effective :
préelle = F axiale / A e réelle [MPa]
 
Valeur p x v
pv = préelle x v
 
Vitesses de glissement:
v = n x d1 x π/ 60.000[m/s]
 
Vitesse de rotation:
n = v x 1.000 x 60 / π x d1 [1/min]
 
Vitesse d´avancée:
s = n x P / 60.000 [m/s]
 
Couples d'entraînement:
Mta= Faxiale x p / 2000 x π x η
Mte= Faxiale x p x η/ 2000 x π
 
Fig. 05 : Symboles pour les entraînements à vis
 

Faxiale Force axiale
Paut. Pression de surface maxi admissible 5 N/mm2
préelle Pression de surface réelle
pour la taille choisie
Ae réelle Fraction portante de surface de
l'écrou pour vis trapézoïdale choisi
P pas
d1 Diamètre du flanc
Mta Couple d´entraînement [Nm] pour
la conversion d´une rotation
en une translation
Mte Couple d´entraînement [Nm] pour la
conversion d´une translation
en une rotation
v Vitesse de glissement [m/s]
s Avance [m/s]
n Vitesse de rotation [min-1]
η Rendement

Y = vitesse [tr/min]
X = charge [N]
Fig. 06 : Charge dynamique maximale des entraînement à vis à 10% ESD
 
A = TR8x1,5 | B = TR10x2 | C = TR12x3
D = TR16x4 | E = TR18x4 | F = TR20x4
G = TR24x5 | H = TR30x6 | I = TR40x7
J = TR50x8

 

Y = vitesse [tr/min]
X = charge [N]
Fig. 07 : Charge dynamique maximale des entraînements à vis à 100 % ESD
 
A = TR8x1,5 | B = TR10x2 | C = TR12x3
D = TR16x4 | E = TR18x4 | F = TR20x4
G = TR24x5 | H = TR30x6 | I = TR40x7
J = TR50x8