Les avantages des mouvements linéaires précis : tout sur les arbres linéaires

Les arbres linéaires sont des éléments machine robustes et de haute précision qui, en conjonction avec des roulements linéaires, permettent un mouvement linéaire guidé de manière contrôlée. Les composants pleins ou cylindriques, disponibles avec un arbre plein ou creux et souvent déporté d’un ou des deux côtés, servent généralement de guides pour les roulements à billes linéaires ou les paliers lisses linéaires situés sur l’arbre.

Les arbres linéaires garantissent une grande précision de mouvement, sont des pièces hautement configurables et sont généralement fabriqués en acier ou en acier inoxydable. Grâce à différentes conceptions des extrémités de l’arbre et des surfaces optionnelles et, si nécessaire, à un traitement thermique, les arbres linéaires peuvent être adaptés aux exigences spécifiques de chaque application en ingénierie mécanique.

Les arbres linéaires, qui constituent l’une des possibilités de mise en œuvre d’un guidage linéaire, présentent une rigidité élevée, des besoins de maintenance relativement faibles et une longue durée de vie.

Comment les arbres linéaires sont-ils utilisés dans la technologie ?

Les arbres linéaires sont utilisés pour les mouvements axiaux guidés et peuvent l’être pour les mouvements linéaires horizontaux et verticaux. Ils sont utilisés dans presque tous les domaines liés aux installations industrielles et à l’ingénierie mécanique. Ils sont par exemple utilisés dans les imprimantes 3D, les systèmes de dosage, les dispositifs de mesure, les dispositifs de positionnement et d’alignement, les dispositifs de cintrage et les systèmes de tri. Les arbres linéaires sont connus pour leur précision et leur durée de vie. Ils sont donc souvent utilisés dans des applications où ces propriétés sont très importantes, par exemple dans les mouvements de levage.

Les arbres linéaires sont disponibles en différentes tailles et longueurs adaptées à presque toutes les applications et peuvent être facilement configurés et commandés en ligne.

Quelques faits sur les arbres linéaires

• Les arbres linéaires sont généralement en acier ou en acier inoxydable
• Les arbres linéaires sont très robustes et permettent des mouvements hautement efficaces et précis
• De multiples conceptions d’extrémités d’arbres sont disponibles
• Selon les besoins, les arbres linéaires peuvent être fabriqués sans traitement thermique supplémentaire ou trempés par induction
• La couche de surface de la matière première est trempée avant le broyage. Cela signifie que les zones traitées, telles que les surfaces clés, ont une dureté de surface différente.
• La surface peut être non traitée, chromée dur, chromée noir à basse température (LTBC) et nickelée chimiquement.
• Les revêtements sont appliqués sur la matière première après la trempe et le broyage, mais avant tout autre traitement. Les zones usinées, telles que les surfaces planes et les filetages, peuvent donc ne pas être plaquées
• Les arbres linéaires MISUMI sont proposés dans les tolérances ISO f8, g6 et h5

Comment fonctionne un arbre linéaire ?

Les arbres linéaires peuvent généralement être intégrés avec relativement peu d’effort technique et permettent un guidage linéaire très précis. À cet effet, l’arbre linéaire est généralement soutenu par deux ou plusieurs supports d’arbre ou roulements à billes fixés dans le châssis de la machine.

En principe, un arbre linéaire peut également être soumis à une torsion, mais cela n’est généralement pas souhaitable puisqu’il est utilisé comme élément de guidage. En règle générale, l’arbre linéaire est donc fixé et ne transmet aucun mouvement rotatif, mais est principalement soumis à des contraintes de flexion. Si deux arbres linéaires parallèles sont utilisés, comme dans cet exemple, les contraintes de torsion sont presque éliminées.

Quelle est la différence avec un rail linéaire ?

Les arbres linéaires sont des arbres ronds rectifiés avec précision qui, en combinaison avec des roulements à billes linéaires ou des bagues à palier lisse, permettent un guidage linéaire.

D’autre part, les rails linéaires, également appelés rails profilés, sont des rails qui fonctionnent en liaison avec des supports (corps de roue libre, chariots) selon le principe du roulement ou du glissement. Ces composants permettent également des mouvements linéaires.

Les arbres linéaires permettent d’obtenir des résultats précis dans l’impression 3D

Les imprimantes 3D sont souvent utilisées dans l’industrie pour produire des prototypes et des pièces particulières. Les modèles 3D sont élaborés et transmis à l’appareil à l’aide d’un logiciel. L’impression 3D est ensuite réalisée en appliquant le matériau couche par couche. La haute précision des arbres linéaires et des entraînements linéaires permet de produire des produits imprimés en 3D complexes et avec précision.

En tant que technologie fiable et précise, les arbres linéaires et les entraînements linéaires sont à la base de l’interaction avec tous les autres composants de l’imprimante 3D pour transformer efficacement et précisément des matériaux tels que les plastiques, les métaux, le sable, la cire, les résines et les céramiques en objets tridimensionnels.

Comment faire la distinction entre les arbres linéaires, les tiges et les arbres rotatifs ?

Lorsque vous envisagez de choisir un arbre linéaire, une tige ou un arbre rotatif pour vos applications, rappelez-vous que chacun présente ses propres avantages et inconvénients.

Les arbres linéaires sont des arbres usinés avec précision et sont utilisés comme essieux de guidage dans les machines. Ils sont fabriqués avec une grande précision et sont souvent solidement fixés au châssis de la machine via des supports d’arbre. Ils constituent le guide pour un ou plusieurs roulements linéaires, qui peuvent se déplacer axialement tout en étant guidés sur l’arbre linéaire. Les arbres linéaires sont principalement soumis à des contraintes de flexion.

Qu’est-ce qu’une tige ?

Les tiges sont généralement considérées comme des matières premières. Contrairement à un arbre, elles présentent généralement une tolérance plus élevée à la livraison. Les tiges de précision font exception à cette règle, car elles sont également disponibles avec une précision plus élevée. Les barres et les tiges font partie des pièces les plus simples d’une machine et peuvent constituer un bon choix pour les applications présentant des exigences moins élevées en matière de traitement de surface et de tolérance. Les tiges ne sont généralement pas utilisées pour la transmission directe de force (mouvement linéaire/rotation), mais peuvent être adaptées à cet usage en fonction du matériau.

Les tiges et les barres sont disponibles sous des formes rondes, hexagonales ou carrées et peuvent être utilisées comme entretoises ou pour assembler plusieurs composants. Les tiges et les barres n’étant usinées ou traitées que dans une certaine mesure, il peut être nécessaire de les usiner davantage pour les adapter à l’application envisagée.

Qu’est-ce qu’un arbre rotatif et quel est l’axe de rotation ?

Contrairement aux arbres linéaires, l’application principale des arbres rotatifs est la transmission de mouvements et de moments rotatifs. Ils sont notamment utilisés comme arbre rotatif entre le moteur et la boîte de vitesses. Les arbres rotatifs sont principalement soumis à des torsions et doivent répondre à des exigences élevées en matière de rigidité à la torsion, de rectitude et de concentricité.

L’axe de rotation, représenté en jaune sur l’image, est l’axe autour duquel tourne un composant tel qu’un arbre rotatif. Si l’axe de rotation ne correspond pas exactement à l’axe d’inertie, il y a déséquilibre. Les déséquilibres peuvent faire vibrer les pièces rotatives et les structures mécaniques, ce qui peut entraîner non seulement une augmentation de l’usure, mais aussi la défaillance d’un composant.

Comment les arbres linéaires sont-ils configurés ?

Pour utiliser un arbre linéaire de manière permanente et fiable, il est nécessaire de déterminer à l’avance les exigences de l’application prévue ainsi que les propriétés requises qui en découlent pour l’arbre linéaire.

Pour configurer un arbre linéaire adapté à votre application souhaitée, vous pouvez utiliser notre configurateur d’arbres linéaires.

1. Sélectionnez la forme de base appropriée (par ex., arbre plein, arbre creux, déporté d’un côté ou des deux côtés).
2. Sélectionnez la forme appropriée pour les deux extrémités de l’arbre (par ex. droite, filetage intérieur ou extérieur, conique). Pour en savoir plus, consultez le blog Wave Guide Shapes.
3. Sélectionnez les propriétés de base (par ex. matériau, dureté, revêtement, tolérance). En savoir plus sur les classes de tolérance, les tolérances géométriques et le traitement de surface.
4. Sélectionnez les dimensions spécifiques (longueur, diamètre).
5. Vous pouvez ensuite commander directement l’arbre linéaire configuré ou télécharger un modèle CAO (modèle 2D/modèle 3D) de l’arbre configuré à partir de notre bibliothèque CAO.

Vous pouvez ensuite importer le modèle téléchargé directement dans votre dessin CAO.

Support d’arbre

Les supports d’arbre sont un élément de connexion précieux pour les arbres rigides (essieu) ou pour les arbres linéaires. Les supports pour arbres et essieux, disponibles dans de nombreuses conceptions et matériaux, permettent une intégration facile et peuvent généralement être adaptés à vos besoins. Les supports d’arbre « pincent » l’arbre pour le maintenir fermement. Pour les roulements flottants et le roulement des arbres rotatifs, un palier avec un boîtier ou un support de palier est généralement utilisé.

Si vous devez choisir l’un des types d’arbres mentionnés, il vous faudra tenir compte des exigences spécifiques de votre application et sélectionner les supports d’arbres ou de paliers optimaux.

Les clavettes correspondantes

Une clavette est une pièce métallique solide et allongée qui est insérée dans une rainure de clavette broyée correspondante dans l’arbre et qui dépasse de celui-ci. Le moyeu correspondant est pourvu d’une rainure continue et dégagée qui vient s’adapter à la clavette et qui est poussée axialement sur la clavette. Pour garantir la fixation axiale sur l’épaulement de l’arbre, des bagues d’arrêt ou des écrous de blocage sont généralement utilisés. La connexion arbre-moyeu ainsi réalisée est à verrouillage positif et, lorsqu’elle est conçue en conséquence, elle transfère de manière fiable le couple, par exemple, d’un arbre à une roue dentée ou vice versa.

Les clavettes MISUMI sont fabriquées selon les formes et spécifications définies par la norme DIN6885 et l’acier de la clavette selon les spécifications de la norme DIN6880.

Contrôle de la qualité des arbres linéaires : comment obtenir des résultats précis

Chez MISUMI, les clients peuvent demander des composants fabriqués sur commande (make-to-order, MTO) selon leurs spécifications. Différentes géométries, formes et matériaux finaux ainsi que des traitements de surface (non traités, brunis et nickelés) sont disponibles. Le diamètre de l’arbre des composants peut varier entre 2 et 50 mm.

MISUMI utilise les tolérances particulièrement précises h5/g6 pour de nombreux composants. Pour en savoir plus, consultez nos tableaux de tolérance conformes à la norme JIS B0401-1, -2 (1998). Elles sont conformes à toutes les spécifications et lignes directrices standard en matière de tolérance.

Configurez vos pièces d’assemblage

Avec le configurateur MISUMI, vous pouvez configurer librement des roulements, des arbres et d’autres composants.

Sélectionnez le type de composants et définissez les tolérances souhaitées.

Vous pouvez, en plus des tolérances générales, affiner votre sélection ici en utilisant nos tableaux d’options pour les tolérances d’arbres et de tiges.

Bibliothèque CAO

Profitez de notre vaste bibliothèque CAO pour trouver la meilleure pièce d'assemblage pour vos composants et applications. Téléchargez gratuitement votre composant configuré depuis notre site web.

Vous pourrez ensuite importer les composants téléchargés dans votre programme CAO.

Laissez-nous vous inspirer avec notre bibliothèque CAO et éditez vos conceptions avec notre module complémentaire SolidWorks.