En bref
Une vis à billes transforme, avec peu de frottement, un mouvement de rotation en mouvement linéaire précis grâce à des billes qui circulent entre la vis et l’écrou.
Sommaire
Vis à billes : définition
Une vis à billes se compose d’une vis filetée, d’un écrou et de billes qui roulent dans les filets et circulent par un système de recirculation dans l’écrou. Par rapport à la vis trapézoïdale à frottement de glissement, le rendement est nettement plus élevé, l’usure plus faible et la précision de positionnement meilleure. Les vis à billes ne sont pas irréversibles ; sur les axes verticaux, un frein sur l’entraînement est donc généralement nécessaire.
Les grandeurs caractéristiques importantes sont le diamètre nominal, le pas, la longueur, la classe de précision, les charges de base et la précharge. Les vis roulées sont économiques, les vis rectifiées atteignent une précision plus élevée. L’écrou existe en écrou simple, écrou simple précontraint ou écrou double ; la précharge supprime le jeu axial. Les classes de tolérance et la terminologie sont décrites dans la série de normes ISO 3408. Le système comprend le palier fixe et le palier libre de la vis ainsi que l’accouplement au moteur.
Les vis à billes entraînent les axes des machines-outils, des presses, des manipulateurs et des vérins électromécaniques. L’usure se manifeste par un jeu croissant, des bruits ou des écarts de position ; les causes en sont l’encrassement, une lubrification insuffisante, les collisions et les défauts d’alignement.
En pratique : maintenance et achats
Pour un remplacement, il faut le diamètre nominal, le pas, la longueur totale, l’usinage des extrémités selon plan, le type d’écrou, la précharge et la classe de précision. Il est souvent intéressant de vérifier si une remise en état par rectification et remplacement des billes est possible plutôt que de fabriquer une vis entièrement neuve.
Synonymes et abréviations: ball screw · vis à recirculation de billes · vis à billes rectifiée · vis à billes roulée · écrou à billes
Questions fréquentes
Quelle est la différence entre vis à billes et vis trapézoïdale ?
La vis trapézoïdale fonctionne avec un frottement de glissement entre le filet et l’écrou, présente un rendement plus faible et est irréversible selon le pas. La vis à billes utilise un frottement de roulement, atteint un rendement élevé, un faible échauffement et une grande précision, mais elle n’est pas irréversible et coûte plus cher. Les vis trapézoïdales conviennent aux réglages simples, les vis à billes aux axes dynamiques et précis.
Que signifie le pas d’une vis à billes ?
Le pas indique la distance dont l’écrou se déplace axialement pour un tour de vis, par exemple 5 ou 10 millimètres. Les petits pas offrent une résolution et une force élevées, les grands pas une vitesse de déplacement élevée. Lors d’un remplacement, le pas doit être strictement identique, faute de quoi la mesure de déplacement et les paramètres de commande ne correspondent plus.
Quelles données faut-il pour remplacer une vis à billes ?
Il faut le diamètre nominal, le pas, le sens du filet, la longueur totale et la longueur filetée, l’usinage des extrémités de la vis, le type d’écrou avec les dimensions de bride, la précharge et la classe de précision. Le plus sûr est un plan ou la référence du constructeur de la machine. Des photos de l’écrou et des extrémités de la vis facilitent l’identification.
Peut-on remettre en état une vis à billes ?
Souvent, oui. Des ateliers spécialisés contrôlent la vis et l’écrou, rectifient les chemins de roulement usés, mettent en place de nouvelles billes de surcote adaptée et règlent à nouveau la précharge. L’intérêt dépend de l’état d’usure, de l’exigence de précision et de la comparaison avec le prix et le délai d’une pièce neuve.