Roulements linéaires: spécifications de force et de couple expliquées

Palier linéaireLes guides ou guides linéaires sont des mécanismes de support conçus pour vous permettre de déplacer facilement un poids important le long d'un seul axe. Un avantage des roulements linéaires par rapport aux autres supports linéaires, comme glissières de tiroir, est qu'ils sont également capables de gérer des couples provoqués par des charges inégales qui protégeront d'autres organes d'actionnement. C'est pourquoi vous verrez souvent des spécifications de couple et de force répertoriées pour les roulements linéaires, en particulier pour les roulements linéaires à rouleaux. Vous verrez également souvent deux spécifications de force données; un pour la compression et l'autre pour la tension. Ce blog visera à expliquer toutes ces spécifications afin que vous puissiez mieux les comprendre et être en mesure d'identifier le bon roulement linéaire pour votre prochain projet. Si vous souhaitez en savoir plus sur les roulements linéaires ou si vous avez besoin d'un rappel, consultez notre Roulement linéaire 101 Blog.

Spécifications de force

Compression

Compression de roulement linéaire

La compression se produit lorsque des forces poussent sur un objet, comme dans le diagramme ci-dessus, et est probablement la spécification la plus couramment nécessaire. Si la spécification de force de compression est dépassée, cela peut entraîner une usure excessive ou une défaillance complète du roulement. La spécification de la force de compression sera généralement toujours plus élevée que la spécification de la force de tension car il est beaucoup plus difficile d'écraser un mécanisme solide, comme un roulement linéaire, que de le séparer.

Tension

 Roulement linéaire en tension

La tension se produit lorsque des forces tirent ou étirent un objet, comme dans l'exemple ci-dessus. La quantité de tension qu'un roulement linéaire peut supporter est généralement inférieure à la compression en raison de la conception des roulements linéaires. Pour les roulements linéaires à rouleaux, comme notre Série FA-SGR-35, la tension exerce une contrainte sur les arbres de roulement à rouleaux utilisés pour connecter les rouleaux à la cartouche et peut provoquer des fissures qui entraîneront une défaillance. Alors que les forces de compression exercent également une contrainte sur ces arbres, la séparation due à la tension entraînera la propagation de ces fissures beaucoup plus rapidement. Pour les roulements linéaires à contact glissant, comme notre Série FA-MGR-15, le principe ci-dessus est également vrai, mais la contrainte se produit sur le rail et est affectée par sa conception.

Déterminer les forces

Dans votre candidature, vous devrez déterminer toutes les forces impliquées pour déterminer si votre palier linéaire subira une tension ou une compression. L'utilisation de diagrammes de corps libres, comme ceux ci-dessus, peut être utilisée pour identifier toutes les forces et leurs directions que votre roulement linéaire subira. Vous pouvez ensuite additionner toutes les forces pour déterminer la direction et l'amplitude de la force résultante sur votre roulement linéaire qui peut être utilisée pour déterminer la taille minimale de roulement linéaire requise, bien que vous deviez toujours ajouter un facteur de sécurité pour vous assurer que votre application ne fonctionne pas. t échouer. Si votre condition de charge est assez dynamique, vous devrez peut-être déterminer la force résultante sur votre roulement linéaire à plusieurs conditions de charge car il est possible que votre roulement linéaire subisse à la fois la tension et la compression à différents points dans une seule application.

Spécifications de couple

Un couple est une force de rotation qui provoque la rotation et est égale à la force appliquée fois la distance perpendiculaire au point de rotation. Les tuques peuvent être causées par des charges hors centre et/ou déséquilibrées. Une spécification de couple se réfère à la quantité d’un couple déséquilibré peut la cartouche du roulement linéaire peut gérer avant d’échouer. Les spécifications de couple sont généralement répertoriées pour chaque axe et se réfèrent au couple maximum sur cet axe. Si les spécifications de couple sur chaque axe sont différentes, vous devez confirmer comment le fournisseur a étiqueté chaque axe. Pour les exemples ci-dessous, l’axe x est l’axe de mouvement pour le guide linéaire, l’axe y est l’axe d’un côté à l’autre, et l’axe z est l’axe de haut en bas. Encore une fois, ce n’est peut-être pas ainsi que votre fournisseur a étiqueté son axe et que vous devez confirmer son étiquetage.

Torques À propos de X-Axis

Couple de roulement linéaire sur l'axe X  

L’exemple ci-dessus montre une situation où un couple sur l’axe x se produirait. Comme le centre de gravité de la charge n’est pas aligné avec le centre de gravité de la cartouche, la charge va essayer de faire tourner la cartouche provoquant un couple. Le centre de gravité de la charge serait toujours perpendiculaire dans ce cas. Un couple sur l’axe x se produirait également s’il y avait une force déséquilibrée qui agissait sur la charge dans une orientation similaire à l’exemple ci-dessus.

Torques À propos de Y-Axis

 Couple de roulement linéaire sur l'axe Y

Un couple autour de l’axe y peut également être causé lorsque le centre de gravité de la cartouche et la charge ne s’alignent pas, mais dans ce cas, le centre de gravité de la charge est toujours parallèle au rail du roulement linéaire, comme indiqué ci-dessus. Ce torques va essayer de retourner la cartouche. Un couple sur l’axe Y se produirait également s’il y avait une force déséquilibrée qui agissait sur la charge dans une orientation similaire à l’exemple ci-dessus.

Torques À propos de Z-Axis

Couple de roulement linéaire autour de l'axe Z 

Un couple autour de l’axe z serait très probablement causé par une force déséquilibrée qui est centrée du centre de gravité, comme ci-dessus. Ce couple tentera de faire tourner la cartouche ou d’être délogée du rail.

Déterminer les torques

Comme avec les forces, vous devrez déterminer toutes les forces impliquées dans votre application ainsi que dans quelle mesure elles agissent loin pour le centre de gravité de la cartouche pour déterminer les tuques impliqués. Encore une fois, vous pouvez également utiliser des diagrammes de corps libres, comme ceux ci-dessus, pour visualiser les forces et déterminer si oui ou non il provoquera un couple ainsi que la direction de ce couple. Bien que les exemples ci-dessus soient simples, votre application peut être plus complexe et comporter plusieurs torques. Comme avec les forces, vous devrez résumer tous les couplets pour chaque axe pour déterminer la spécification minimale de couple pour votre roulement linéaire, bien que vous devez toujours ajouter un facteur de sécurité.

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