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Guides et glissières linéaires dans les modèles Light et Large

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Plus d'informations sur la géométrie des doubles rails de guidage.

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Les systèmes de guidage linéaire comprennent des rails de guidage, des glissières et des chemins. L'industrie les classe également en quelques types de base, notamment les rails profilés, les glissières de tiroir, les paliers linéaires, les roues de guidage et les paliers lisses. Un arrangement typique comprend un rail ou un arbre, ainsi que des chariots et des blocs de glissement. Ils peuvent également être distingués par la méthode de contact, soit par glissement, soit par roulement.

L'une des principales fonctions des guides à rouleaux est de réduire le frottement dans les machines. Ils sont utilisés dans diverses applications allant des dispositifs avancés de fabrication de semi-conducteurs aux grandes machines-outils et aux équipements de construction.

Les équipements de fabrication de semi-conducteurs ou les appareils d'inspection qui nécessitent un positionnement de haute précision constituent une bonne application pour les guides linéaires. Dans le cas d'une machine-outil de découpe, les guides linéaires sont utilisés à la place des roulements à contact glissant pour faire face aux problèmes d'élévation de température et de durabilité associés à des vitesses d'avance toujours plus élevées.

L'application classique des rails profilés se trouve dans l'industrie des machines-outils où la capacité de charge, la rigidité et la précision sont primordiales. Dans les équipements médicaux tels que les tomodensitomètres, les IRM et les appareils à rayons X, les rails carrés sont plus courants.

D'autre part, les rails ronds peuvent offrir plusieurs avantages, dont la capacité à fonctionner en douceur lorsqu'ils sont montés sur des surfaces moins que parfaites - définies comme ayant une erreur de planéité de plus de 150 μm/m.

Pour les applications en salle blanche et les applications agroalimentaires qui ne peuvent pas tolérer la contamination, les guides linéaires qui utilisent des éléments roulants (ainsi que les systèmes à paliers lisses) ne sont pas adaptés en raison de leurs besoins de lubrification.

Certaines applications exigeant une précision et une exactitude extrêmement élevées font appel à des paliers flottants pour obtenir la plus grande précision et exactitude possible. Il s'agit de paliers hydrostatiques ou aérostatiques utilisant un fluide sous haute pression entre le rail et le chariot. Ils sont plus coûteux et plus difficiles à fabriquer que les autres options linéaires, mais offrent une précision et une exactitude optimales.

Les éléments importants à prendre en compte pour le choix d'un guide à rouleaux à mouvement linéaire sont la charge (statique ou appliquée), la course et la vitesse, ainsi que la précision et l'exactitude souhaitées et la durée de vie requise. Une précharge est parfois nécessaire, en fonction des exigences de l'application. La lubrification est une autre considération importante, de même que toute méthode visant à minimiser la contamination du système de guidage linéaire par des facteurs environnementaux tels que la poussière et d'autres contaminants, en utilisant des soufflets ou des joints spéciaux.

Les rails et les roulements des guides linéaires offrent une grande rigidité et une bonne précision de déplacement. Ils peuvent supporter non seulement des charges descendantes, ascendantes et latérales, mais aussi des charges en porte-à-faux ou des charges de moment. Bien entendu, plus le rail linéaire et le système de roulement sont grands, plus la capacité de moment est importante, mais la disposition des chemins de roulement - face à face ou dos à dos - influence également la quantité de charge en porte-à-faux qu'ils peuvent supporter.

Bien que la conception face à face (également connue sous le nom de disposition en X) offre des capacités de charge égales dans toutes les directions, elle entraîne un bras de levier plus court le long duquel les charges en porte-à-faux sont appliquées, ce qui réduit la capacité de charge momentanée. La disposition dos à dos (également connue sous le nom de disposition O) offre un bras de levier plus large et des capacités de charge de moment plus élevées.

Cependant, même avec la disposition dos à dos, les guides linéaires ont une distance relativement courte entre les chemins de roulement (essentiellement égale à la largeur du rail), ce qui limite leur capacité à gérer les moments de roulis, qui sont causés par les charges en porte-à-faux dans la direction Y. Pour contrer cette limitation, l'utilisation de deux rails en parallèle - avec un ou deux roulements sur chaque rail - permet de résoudre le moment de roulis en forces sur chaque bloc de roulement. Comme les roulements linéaires ont une capacité beaucoup plus élevée pour les forces que pour les moments (en particulier les moments de roulis), la durée de vie des roulements peut être considérablement augmentée. Un autre avantage de l'utilisation de rails de guidage doubles et de la transformation des moments en forces est que les roulements linéaires se déforment généralement moins sous des forces pures que sous des charges de moment.

De nombreuses conceptions d'actionneurs linéaires comprennent deux rails en parallèle avec le mécanisme d'entraînement - courroie, vis ou moteur linéaire - incorporé entre les rails. Bien qu'il ne soit pas impératif que l'entraînement soit centré entre les rails de guidage, cela permet de garantir une charge uniforme sur tous les roulements et de réduire le cogging, ou les forces d'entraînement inégales sur chaque rail et ensemble de roulements. Cette disposition réduit également la hauteur de l'actionneur, le rendant relativement compact compte tenu de la capacité de charge et de moment élevée fournie par les rails de guidage doubles.