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Comment les charges axiales et radiales affectent les systèmes de mouvement linéaire

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L'axe X est dans le sens de la marche, l'axe Y est horizontal et perpendiculaire au sens de la marche, et l'axe Z est vertical.

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Dans tout système de mouvement, il est important de comprendre le type et la direction des charges appliquées et résultantes pour déterminer la durée de vie des roulements et analyser la déflexion. Dans les systèmes de mouvement linéaire, nous utilisons généralement les coordonnées cartésiennes (X, Y et Z) pour définir l'emplacement et la direction des charges. Mais pour les composants rotatifs tels que les vis, les entraînements à crémaillère ou les systèmes à courroie et à poulie, les charges sont généralement décrites comme axiales ou radiales - des termes adoptés de la technologie des roulements rotatifs. Ces termes sont aussi parfois utilisés pour décrire les charges sur les guides linéaires, bien que leur relation avec la direction de la charge puisse varier, selon le fabricant et le type de guide.

Nous examinerons ici comment les charges radiales et axiales affectent les systèmes de mouvement linéaire et expliquerons les termes couramment utilisés pour décrire les charges sur les guides linéaires.

Charges axiales : Parallèle à la direction du déplacement

La terminologie des roulements rotatifs définit les charges axiales comme celles qui se produisent parallèlement à l'axe de rotation (l'axe X). Les entraînements linéaires rotatifs - tels que les vis, les systèmes de courroie et de poulie ou les entraînements à crémaillère - utilisent également cette terminologie. Les charges axiales sont les charges que le système doit surmonter pour produire un mouvement, et sont aussi communément appelées charges de poussée. Dans les entraînements à vis à billes et à vis-mère, les charges axiales peuvent également entraîner une déviation ou un flambage de l'arbre de la vis.

Notez que les guides linéaires ne supportent pas les charges axiales car leur seul degré de liberté (degré de mouvement) se situe le long de l'axe X.

Charges radiales : Perpendiculaires à la direction du déplacement

Comme pour les roulements rotatifs, la terminologie de l'entraînement linéaire définit les charges radiales comme celles qui se produisent perpendiculairement à l'axe de déplacement, dans la direction Y ou Z. (Notez que les charges se produisant à un angle entre les trois axes orthogonaux peuvent être résolues en composantes qui se produisent purement en X, Y ou Z)

Les mécanismes d'entraînement linéaire étant conçus pour supporter uniquement des charges axiales, et non des charges radiales, ils sont généralement utilisés en association avec des guides linéaires, qui supportent les charges radiales dans les directions Y (horizontale) ou Z (verticale).

Pour les guides linéaires, la terminologie varie lorsqu'il s'agit de décrire les charges agissant perpendiculairement à l'axe de mouvement, en fonction du type de guide et du fait que la charge agit dans la direction Y ou Z. Par exemple, comme les guides linéaires à arbre rond ont la capacité de tourner, le terme "charge radiale" est généralement utilisé.

Pour les guides linéaires non rotatifs - tels que les guides à rails profilés, les guides à rouleaux croisés ou les glissières à queue d'aronde - les charges radiales qui se produisent le long de l'axe Z sont souvent décrites comme des "charges normales", des "charges de tension" (pour celles qui s'exercent dans la direction positive de l'axe Z) ou des "charges de compression" (pour celles qui s'exercent dans la direction négative de l'axe Z)

Les charges qui se produisent le long de l'axe Y (horizontal, perpendiculaire à la direction du mouvement) sont souvent appelées "charges latérales", "charges latérales" ou "charges transversales" Il est important de noter que, bien que les guides linéaires soient conçus pour supporter des charges dans les deux directions Y et Z, le type de roulement et la disposition des chemins de roulement peuvent entraîner des capacités de charge différentes dans différentes directions.

La convention de désignation des charges sur les guides télescopiques, qui sont souvent montés sur le côté, diffère de celle des autres guides linéaires. Avec les guides télescopiques, les charges radiales, qui se produisent dans la direction verticale, agissent vers le côté du guide. Et les charges axiales, qui se produisent dans la direction horizontale, perpendiculaire au sens de la marche, agissent vers (ou à partir de) la partie supérieure du guide.