Engrenage à vis sans fin duplex | Double hélice, jeu angulaire réglable en continu

Présentation du produit

Tout système d'entraînement à vis sans fin standard accumule du jeu à mesure que les dents s'usent. Le métal usé disparaît, l'entraxe ne peut plus être réduit, et la seule solution pour combler le jeu entre le flanc du filet de la vis sans fin et la face de la dent de la roue dentée est de remplacer à la fois la vis et la roue. Cette opération est coûteuse et chronophage, mais acceptable pour la plupart des entraînements industriels, car la tolérance au jeu n'est pas critique. En revanche, pour les systèmes de positionnement de précision (plateaux rotatifs CNC, systèmes d'avance de fraiseuses, axes de machines à mesurer), même un jeu angulaire de 0,05 mm est inacceptable. Un jeu de 0,05 mm au niveau du cercle primitif d'une roue dentée de 100 mm de diamètre correspond à une erreur de positionnement d'environ 3,4 minutes d'arc, suffisante pour engendrer des irrégularités de surface visibles sur une pièce usinée. La société Korea Ever-Power Worm Gear Co., Ltd fabrique des engrenages à vis sans fin duplex — également appelés engrenages à vis sans fin à double denture — qui résolvent ce problème en faisant varier continuellement l'épaisseur des dents de la vis sans fin sur toute sa longueur, de sorte que le décalage axial de la vis sans fin rétablisse le jeu d'origine sans remplacer aucun composant. engrenage à vis sans fin duplex Cette configuration est la solution appropriée lorsque la précision de positionnement bidirectionnel doit être maintenue pendant toute la durée de vie du variateur.

Comment fonctionne le principe du double conducteur ? — Le mécanisme d’ingénierie

Une vis sans fin duplex est fabriquée avec des valeurs de pas légèrement différentes sur les flancs gauche et droit de chaque filet. Cette différence, bien que faible, est contrôlée avec précision ; elle est généralement de l'ordre de quelques dixièmes de millimètre d'écart axial entre les deux flancs. De ce fait, l'épaisseur de la dent, mesurée au niveau du cylindre primitif, augmente continuellement d'une extrémité de la vis sans fin à l'autre. À l'extrémité la plus fine, le filet de la vis sans fin s'emboîte librement dans l'entrefer de la roue, avec un jeu perceptible. À l'extrémité la plus épaisse, le filet s'emboîte parfaitement, avec un jeu quasi nul. L'écart entre les filets consécutifs (l'espace entre les dents) diminue en conséquence : le filet et l'entrefer sont complémentaires.

Le réglage du jeu s'effectue en déplaçant axialement la vis sans fin de sorte que la partie de la vis présentant l'épaisseur de dent requise entre en contact avec la roue, ce qui permet d'obtenir le jeu souhaité (Fig. 1). De cette manière, le jeu peut être ajusté à la valeur désirée lors du montage de l'engrenage. Même les engrenages fortement usés peuvent être réajustés avec précision et en continu sans modifier la géométrie de contact des dents ni créer de problèmes d'engrènement — un avantage majeur par rapport à toutes les autres méthodes de contrôle du jeu.

Au niveau de la roue à vis sans fin, les différents modules de chaque flanc produisent des coefficients de modification d'addendum et des diamètres de cercle de roulement différents entre l'avant et l'arrière de chaque dent. Du fait de cette asymétrie, les profils des dents diffèrent à l'avant et à l'arrière. Cependant – et c'est essentiel pour comprendre le fonctionnement du duplex – l'épaisseur de chaque dent et l'écartement entre les dents restent constants sur toute la circonférence de la roue. Ainsi, la vis sans fin peut se déplacer dans n'importe quelle position axiale et la géométrie des dents de la roue est toujours parfaitement adaptée à la vis sans fin dans cette position. Il n'y a pas de position axiale « privilégiée » offrant un meilleur contact ; la qualité du contact est maintenue de manière uniforme sur toute la plage de réglage.

Quatre méthodes alternatives de réglage du jeu — Pourquoi chacune présente des limites

Avant l'adoption généralisée des engrenages à vis sans fin duplex, les ingénieurs utilisaient quatre autres méthodes pour contrôler le jeu dans les transmissions à vis sans fin. Comprendre les défauts de chacune de ces alternatives permet de saisir pourquoi le duplex est la solution optimale pour les applications de positionnement de précision.

Les quatre méthodes partagent le même problème fondamental, énoncé dans la littérature technique : Les réglages et réajustements perturbent l'engrènement géométriquement précis. Ils modifient la zone de contact, sa forme et ses dimensions, ce qui diminue la capacité de charge et dégrade le rendement. Chaque réglage engendre une usure initiale importante. Le risque d'un montage incorrect et de la destruction de l'engrenage à vis sans fin est considérable.

Les engrenages à vis sans fin duplex ne présentent aucun de ces problèmes. Ils garantissent un contact géométriquement précis entre les dents et un réglage très fin du jeu. La surface de contact, la capacité de charge et le rendement réel restent inchangés après réglage. De plus, grâce à leur denture en développante, les engrenages duplex sont insensibles aux variations d'entraxe, par exemple celles dues aux déformations de l'arbre de la vis sans fin sous charge, ce qui constitue un atout supplémentaire en termes de fiabilité pour les transmissions de précision fortement sollicitées.

Duplex vs Alternatives — Qu'est-ce qui change après le réglage du jeu ?

Cette comparaison constitue l'argument technique fondamental justifiant la spécification du duplex dans les variateurs de précision. La colonne « après réglage » décrit le comportement du variateur après chaque réajustement du jeu ; ces informations permettent de déterminer si le variateur conservera sa précision de positionnement malgré des réglages répétés tout au long de sa durée de vie.

Instructions de montage essentielles — À lire absolument avant l'installation

Les engrenages à vis sans fin duplex présentent un module différent entre les surfaces de denture droite et gauche. Cette asymétrie implique que l'ensemble possède une orientation correcte spécifique, et une seule. Un montage incorrect de la vis sans fin entraîne un entraxe supérieur à la valeur nominale, ce qui complique l'assemblage et provoque un engrènement incorrect non corrigible par un réglage axial. Veuillez vérifier les deux points ci-dessous avant l'assemblage.

1. Vérification de l'orientation de l'assemblage

Une flèche indiquant le sens de montage est gravée sur la vis sans fin et la roue dentée. Lors du montage, positionnez la roue dentée de façon que sa flèche soit orientée vers l'avant (vers vous). Orientez la vis sans fin de sorte que la direction de sa flèche coïncide avec celle de la roue dentée : les deux flèches doivent pointer dans la même direction. Un montage incorrect entraînera un entraxe « a » supérieur à la valeur nominale, ce qui compliquera le montage et, en cas de montage forcé, provoquera un mauvais engrènement, engendrant bruit excessif, vibrations et usure prématurée des dents dès le premier tour.

2. Vérification de la position de référence pour un jeu nul

Une rainure en V (60°, 0,3 mm de profondeur) usinée sur le pourtour d'une dent spécifique de la vis sans fin sert de dent de référence. Cette dent est celle qui, en position axiale, produit un jeu quasi nul (±0,045 mm) lorsqu'elle est alignée avec l'axe de rotation de la roue à vis sans fin, l'entraxe étant fixé à la valeur nominale « a ». La procédure pour obtenir un jeu nul est la suivante : (1) régler l'entraxe du logement à la valeur nominale « a » ; (2) faire tourner la vis sans fin jusqu'à ce que la dent de référence (rainure en V) soit alignée avec l'axe de rotation de la roue ; (3) bloquer le logement de la vis sans fin ou le réglage du roulement dans cette position. Pour les applications nécessitant un léger jeu positif (pour compenser la dilatation thermique ou éviter le grippage des dents sous charge), décaler axialement la vis sans fin vers son extrémité la plus fine de la valeur calculée avant le blocage.

⚑ Note de service : À mesure que le train d'engrenages s'use et que le jeu augmente, déplacez la vis sans fin axialement vers l'extrémité la plus épaisse de la valeur requise (calculée à partir de la spécification de différence d'hélice fournie avec chaque train). Ce réajustement rétablit le jeu initial quasi nul sans démontage du réducteur ; sur la plupart des modèles, la position axiale de l'arbre de la vis sans fin est réglable par un bouchon fileté ou un empilement de cales. Après chaque réglage, recalibrez l'instrument de mesure du jeu afin de vérifier la valeur rétablie avant de remettre la machine en service.

Applications — Lorsque la maîtrise du jeu est essentielle à la sécurité ou limite la précision

Les engrenages à vis sans fin duplex sont préconisés lorsque le jeu est indésirable ou potentiellement nuisible : pour assurer un positionnement précis et répétitif dans les deux sens, pour prévenir les dommages dus aux chocs lors de l’alternance des flancs de contact, et dans les systèmes d’entraînement où l’erreur de positionnement s’accumule avec le temps. Parmi les applications typiques, on trouve les tables rotatives et inclinables, les fraiseuses et les presses. Les exemples suivants illustrent le contexte technique justifiant les exigences spécifiques de jeu pour chaque application.

• ▶Tables rotatives CNC 4 et 5 axes La précision de positionnement angulaire de la table rotative d'un centre d'usinage détermine directement la précision dimensionnelle des éléments usinés sur la pièce. Un jeu de 0,1 mm à un rayon primitif de 150 mm correspond à une erreur de position de 2,3 minutes d'arc, ce qui engendre un décalage visible sur la surface usinée lors de l'inversion du sens de rotation de la table pour la passe de finition. Un entraînement par vis sans fin duplex réglé à ±0,045 mm de jeu au niveau du cercle primitif de la roue dentée correspond à une erreur de positionnement d'environ 0,2 à 0,5 minute d'arc, inférieure au seuil de défauts visibles sur la pièce aux vitesses d'avance standard.
• ▶avances de table de fraiseuse de précision Sur les fraiseuses à banc fixe, les entraînements de table utilisent des vis sans fin pour la réduction finale des avances transversale et longitudinale. Le jeu dans l'avance de table se manifeste par un temps d'arrêt lors de l'inversion du sens d'avance : la table reste immobile sur une distance égale au jeu, puis se remet brusquement en mouvement. Ceci crée un méplat ou un décalage sur le profil usiné à chaque inversion de sens. Les entraînements à vis sans fin duplex assurent une avance constante dans les deux sens, permettant ainsi le contournage bidirectionnel sans les corrections d'inversion d'avance nécessaires pour compenser le jeu dans les entraînements à vis sans fin classiques.
• ▶presses mécaniques et équipements de formage — Sur les presses d'emboutissage et de formage de précision, les systèmes d'entraînement du coulisseau doivent ramener ce dernier à une position de référence exacte (généralement à ±0,02 mm près) à chaque course afin de garantir une géométrie de pièce constante tout au long de la production. Le jeu dans le système d'entraînement rend la position du coulisseau indéterminée lors de l'inversion du mouvement ; le coulisseau peut s'arrêter à n'importe quel point dans la zone de jeu. Sur une production de plusieurs milliers de courses, cela engendre des variations dimensionnelles qui dégradent la qualité des pièces et peuvent endommager l'outillage si le coulisseau entre en contact avec la matrice de biais.
• ▶Systèmes de commande d'azimut/d'élévation du télescope et de l'antenne Les télescopes astronomiques et les antennes de communication doivent suivre une position cible en continu, en alternant phases d'accélération et de décélération. Le jeu mécanique provoque un « saut » dans l'angle de pointage à chaque inversion : le système d'entraînement doit accélérer pour compenser ce jeu avant que la charge ne se réengage. Ce saut se traduit par une brève perte de précision de suivi, mesurable sur le codeur de position. Pour les radiotélescopes et les systèmes optiques haute résolution, cette erreur dégrade directement la qualité du signal provenant de la source suivie.
• ▶axes de machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) Les axes rotatifs et inclinables d'une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) doivent positionner la pointe du palpeur à ±1–5 µm de la position commandée. Sur le cercle primitif de la roue à vis sans fin d'un axe rotatif typique d'une MMT, même un jeu de ±0,045 mm de la roue à vis sans fin se traduit par une erreur de position angulaire. C'est pourquoi les axes rotatifs des MMT utilisent généralement un entraînement à vis sans fin précontraint – le jeu duplex étant ajusté au-delà du jeu nul pour obtenir une légère précontrainte – afin d'éliminer complètement la zone morte due au jeu. Cette précontrainte nécessite un réglage précis pour éviter un frottement excessif, qui dégraderait la répétabilité du positionnement d'une autre manière.

Installation de production

La fabrication d'engrenages à vis sans fin duplex exige un contrôle dimensionnel plus précis que la production d'engrenages à vis sans fin standard, car la différence de pas entre les flancs doit être maintenue avec une tolérance plus stricte ; toute erreur dans cette différence de pas induit directement une erreur dans la plage de réglage du jeu. Korea Ever-Power utilise des rectifieuses d'engrenages à commande numérique de précision dédiées à la rectification des filetages des vis sans fin duplex, avec des mesures en cours d'usinage pour vérifier la différence de pas à plusieurs positions axiales avant que la vis sans fin ne soit retirée de l'opération de rectification.

Composants associés

Des ensembles vis sans fin et roue dentée standard pour les entraînements industriels généraux sont disponibles, ainsi que des configurations duplex pour les applications de précision. réducteur à vis sans fin de précision des carters avec arbres à vis sans fin duplex et des systèmes de paliers à vis sans fin réglables, et le tout Catalogue des composants d'entraînement par vis sans finCes câbles sont disponibles auprès du même fabricant. Les spécifications relatives à la différence de pas et les fiches techniques de réglage du jeu sont fournies avec chaque jeu duplex.

Foire aux questions

Que se passe-t-il exactement si le ver duplex est assemblé dans la mauvaise orientation (flèches ne correspondant pas) ?

La vis sans fin et la roue dentée sont conçues pour une orientation relative spécifique, le filetage étant plus épais à une extrémité. Si la vis sans fin est inversée, l'extrémité épaisse du filetage se retrouve face aux entailles des dents prévues pour l'extrémité fine ; l'entraxe « a » entre les axes des arbres devient alors supérieur à la valeur nominale. En pratique, cela signifie que le carter ne peut pas être boulonné (en cas de forte interférence) ou, s'il peut être fermé, il se bloque et provoque un frottement excessif dès la première rotation. Si l'on force le serrage, les flancs des dents entrent en contact à des positions incorrectes sous forte contrainte, ce qui endommage immédiatement les dents. Les repères fléchés servent précisément à éviter cette erreur : leur vérification ne prend que 30 secondes et permet d'éviter la destruction immédiate de l'engrenage.

Combien de fois le variateur peut-il être réglé avant que la vis sans fin doive être remplacée ?

En principe, le système d'entraînement peut être réajusté indéfiniment tant que les faces des dents de la vis sans fin et de la roue conservent une épaisseur et une qualité de surface adéquates. La vis sans fin possède une plage de réglage utile limitée (la distance entre son extrémité la plus fine et son extrémité la plus épaisse), qui correspond à une usure cumulée spécifique au niveau de la face des dents de la roue. Une fois la vis sans fin réglée au maximum et si le jeu reste hors spécifications, les dents de la roue sont usées au-delà de la limite de conception et le système doit être remplacé. En pratique, pour un entraînement correctement lubrifié et fonctionnant à sa charge nominale, un système à vis sans fin duplex peut être réajusté 3 à 6 fois au cours de sa durée de vie avant remplacement, ce qui multiplie par 3 à 6 sa durée de vie par rapport à un système à vis sans fin standard.

Un kit de vis sans fin duplex est-il interchangeable avec un kit de vis sans fin standard du même module ?

Non, une vis sans fin duplex ne peut pas être utilisée avec une roue dentée à vis sans fin standard, et inversement. Les profils des dents des roues dentées duplex diffèrent à l'avant et à l'arrière ; utiliser une vis sans fin inadaptée entraîne un contact incorrect sur un côté et une absence de contact sur l'autre. L'entraxe, le module et l'angle de pression sont théoriquement identiques entre les versions duplex et standard, mais la vis sans fin et la roue dentée doivent toujours être utilisées par paires appariées issues du même modèle duplex.

Est-il possible de régler le jeu du disque duplex au-delà de zéro en précharge ?

Oui, le déplacement axial de la vis sans fin vers l'extrémité épaisse, au-delà de la position de jeu nul, crée une légère précharge (jeu négatif). Les entraînements à vis sans fin préchargés éliminent totalement la zone morte du jeu et sont utilisés dans les axes rotatifs des machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) et les platines de positionnement de haute précision. Cependant, la précharge augmente le frottement au niveau de l'engrènement, ce qui accroît la consommation d'énergie et génère plus de chaleur, et accélère considérablement l'usure des dents car le film d'huile est plus mince sous compression constante. Pour la plupart des applications, un jeu de ±0,045 mm, plutôt qu'une précharge maximale, offre un meilleur compromis entre précision de positionnement et durée de vie.

Quelle classe de précision est disponible pour les engrenages à vis sans fin duplex ?

Les engrenages à vis sans fin duplex sont fabriqués selon les classes de précision DIN, de DIN6 à DIN9. Pour les applications sur tables rotatives et fraiseuses, la norme est DIN6 (erreur de pas d'une dent de ±8 à 12 secondes d'arc à M5). Pour les applications sur télescopes et machines à mesurer tridimensionnelles (MMT), la norme DIN5 est disponible sur demande, moyennant un délai de livraison plus long pour les opérations de rectification et de contrôle supplémentaires. Veuillez nous indiquer vos exigences en matière de précision de positionnement angulaire, le module et le nombre de dents de la roue ; nous vous recommanderons la classe DIN appropriée et vous fournirons un prix et un délai de livraison pour votre configuration spécifique.

Avis clients

Emballage et expédition

Chaque paire de câbles duplex appariés est emballée individuellement dans du papier anticorrosion et scellée dans un sachet en polyéthylène. La fiche technique relative à la différence de pas et la fiche de données de réglage du jeu sont fournies avec chaque paire. Emballage extérieur : carton rigide ou caisse en bois selon la quantité. Livraison internationale par DHL, FedEx, TNT ou UPS. Paiement : virement bancaire ou lettre de crédit avant expédition.