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#Tendances produits
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Points forts et limites : Actionneurs à courroie ou à vis à billes
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Actionneurs à courroie, actionneurs à vis à billes, points forts et limites de chacun.
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Dans le passé, le défi pour les systèmes d'automatisation mécanique était de réussir à convertir le mouvement rotatif des moteurs électriques ou mécaniques en formes utiles de mouvement linéaire. Le système de convoyeur à bande, qui constitue une percée à cet égard, a représenté l'une des premières mises en œuvre utiles de la conversion d'un mouvement rotatif en mouvement linéaire dans un environnement de production. Ces systèmes sont capables de transporter une grande variété de matières premières et de pièces à usiner d'une manière beaucoup plus efficace que ce qui pouvait être accompli auparavant par l'utilisation de forces mécaniques brutes et sont extrêmement utiles dans les environnements de production.
Aujourd'hui, d'importants travaux d'ingénierie dans le domaine de la conversion du mouvement rotatif ont donné naissance à une classe diversifiée d'actionneurs mécaniques linéaires qui sont utiles pour une large gamme d'applications d'automatisation avancées. Le défi consiste à sélectionner un actionneur approprié pour la fonctionnalité souhaitée, qu'il s'agisse simplement de déplacer des matières premières dans un environnement de fabrication ou de construire des systèmes de mouvement plus avancés conçus pour déplacer des outils dans des positions précises.
Afin de sélectionner l'actionneur mécanique linéaire approprié, il faut tenir compte de certaines considérations importantes, telles que la capacité de charge souhaitée, ou force de poussée, et la distance de course nécessaire. Bien que ces considérations soient primordiales, d'autres, comme la charge de maintenance, jouent également un rôle important.
Deux types d'actionneurs linéaires mécanisés largement utilisés se distinguent par leur mécanisme d'entraînement : les actionneurs à courroie et les actionneurs à vis à billes. Ces deux types sont utilisés dans des applications similaires, mais leurs fonctions sont très différentes. Chaque type possède des forces uniques et des limitations importantes qui doivent être soigneusement prises en compte lors de la sélection d'un actionneur.
Actionneurs entraînés par courroie
L'actionneur entraîné par courroie fonctionne selon les mêmes principes que le système de courroie transporteuse. L'entraînement par courroie transforme un mouvement rotatif en mouvement linéaire par l'intermédiaire d'une courroie crantée reliée à deux poulies circulaires. La courroie dentée est généralement constituée d'un élastomère renforcé de fibres, mais de nombreux autres matériaux sont disponibles pour les applications plus exigeantes. La courroie comporte des dents qui s'interfacent avec les poulies du rotor pour transférer efficacement le couple et éviter le glissement. La transmission par courroie est enfermée dans un corps en aluminium, tandis que le chariot se trouve au-dessus, et l'interface de l'arbre de transmission est généralement située perpendiculairement au côté de l'actionneur.
Actionneurs entraînés par vis à billes
Le principe fondamental de l'actionneur à vis à billes est essentiellement une amélioration par rapport à un système à vis-mère. Dans les actionneurs à vis à billes, la rotation de la vis à billes entraîne l'écrou à billes/le chariot monté, car l'interface entre le goujon et la vis à billes est essentiellement un système de roulement à billes, où des billes en acier trempé dans l'écrou roulent sur le chemin de roulement du goujon. Comme pour l'actionneur à courroie, les composants d'entraînement de l'actionneur à vis à billes sont enfermés dans un corps en aluminium, tandis que le chariot se déplace au-dessus. Contrairement aux actionneurs entraînés par courroie, l'interface de l'arbre d'entraînement est située dans l'axe de la vis à billes, à l'extrémité de l'actionneur.
Points forts et limites de chacun
Les actionneurs à courroie sont généralement préférés pour les applications nécessitant de longues distances de déplacement, qui peuvent être réalisées de manière plus rentable qu'avec un actionneur à vis à billes de longueur similaire. De plus, l'actionneur à courroie est généralement plus efficace, car il possède moins de pièces mobiles critiques, ce qui permet une maintenance moins laborieuse. Malgré cela, une tension adéquate de la courroie est essentielle pour assurer un transfert correct du couple, et il est généralement nécessaire de retendre la courroie lors des périodes de maintenance périodiques.
Par ailleurs, l'unité de vis à billes ressemble beaucoup à un système de roulement à billes et est donc capable de supporter des charges plus élevées et d'obtenir une force de poussée plus importante. Pour cette raison, les actionneurs à vis à billes sont idéaux dans les applications où le positionnement de charges importantes et lourdes peut être nécessaire avec un niveau de précision élevé. Une lubrification périodique de la vis à billes peut être nécessaire en fonction de la conception spécifique de l'actionneur.
Une comparaison plus poussée entre les deux types d'actionneurs révèle des inconvénients supplémentaires pour l'actionneur à courroie, malgré sa simplicité et son efficacité. Des courroies nettement plus épaisses sont nécessaires pour des exigences de charge et de poussée plus élevées. Les courroies sont également sensibles aux charges de choc, bien que ce problème puisse être atténué dans une certaine mesure par une sélection minutieuse des matériaux de la courroie, qui peuvent renforcer la résistance au détriment de l'élasticité. En outre, en raison de la vulnérabilité de la courroie à l'élongation, la précision de positionnement des actionneurs à vis à billes tend à être supérieure à celle des actionneurs entraînés par courroie. Pour cette raison, les actionneurs à vis à billes sont préférés pour les applications nécessitant des degrés élevés de fiabilité et de répétabilité sur des périodes prolongées. Les actionneurs à vis à billes sont le choix préféré pour les demandes d'accélération et de poussée élevées, car la poulie d'entraînement à courroie est vulnérable au glissement au niveau du rotor sous de telles demandes répétées.
En conclusion, les actionneurs à vis à billes sont le meilleur choix dans les applications où des forces de charge et/ou de poussée élevées sont requises, ainsi qu'un positionnement très précis. Toutefois, en raison de leur efficacité et de leur simplicité, les actionneurs à courroie restent le meilleur choix pour les applications à faible charge, en particulier lorsque des vitesses plus élevées sont nécessaires. Les actionneurs à courroie peuvent également constituer une solution rentable pour les applications à longue course. Bien que la tâche de choisir entre les actionneurs mécaniques entraînés par courroie et ceux entraînés par vis à billes puisse sembler décourageante. À première vue, les forces et les faiblesses de chaque conception offrent des choix clairs pour chaque application unique.