Pourquoi mon roulement linéaire est-il serré sur l'arbre ?|Causes de liaison des roulements linéaires

A roulement linéairedevrait se déplacer en douceur sur unarbre linéaire, mais il ne doit pas sembler complètement lâche ou incontrôlé. Dans de nombreuses machines, une petite quantité de résistance au roulement est normale. Cependant, si lele roulement linéaire est serré sur l'arbre, devient difficile à déplacer à la main, colle à certaines positions ou commence à se gripper après l'installation, il y a généralement une cause mécanique derrière cela.

Fixation à roulement linéairen'est souvent pas causé par le roulement seul. Le véritable problème peut provenir de la tolérance du diamètre de l'arbre, de la rectitude de l'arbre, de l'alignement parallèle de l'arbre, de la planéité de la surface de montage, d'une précharge excessive, d'une contamination ou d'une mauvaise lubrification. Pour les ingénieurs, les équipes de maintenance et les constructeurs de machines, l’essentiel est de vérifier le système étape par étape au lieu de remplacer les pièces trop rapidement.

Cet article explique les raisons courantes pour lesquelles un roulement linéaire semble serré ou coincé sur un arbre linéaire, et comment diagnostiquer le problème avant l'assemblage ou pendant la maintenance de la machine.

Lorsque les gens disent qu’un roulement linéaire est « serré », ils peuvent décrire plusieurs symptômes différents. Certains sont normaux, tandis que d’autres indiquent un réel problème d’installation ou de correspondance.

Un roulement linéaire normal peut avoir une légère résistance au roulement, surtout lorsqu'il est neuf ou légèrement préchargé. Mais un roulement linéaire contraignant présente généralement un ou plusieurs de ces signes :

Symptôme	Ce que cela peut indiquer
Le roulement est difficile à pousser à la main	Trop peu de jeu, de précharge, de contamination ou de problème de surface de l'arbre
Le roulement glisse doucement dans une zone mais devient serré dans une autre zone	Arbre plié, mauvaise rectitude ou variation locale du diamètre de l'arbre
Le roulement semble coincé une fois le bloc monté	Désalignement du bloc de roulement ou erreur de surface de montage
Le coulisseau linéaire se déplace bien sans charge mais se bloque sous charge	Flèche du cadre, rayonnage ou répartition inégale de la charge
Le roulement devient bruyant, rugueux ou collant après avoir fonctionné	Poussière, débris, rouille, billes endommagées ou mauvaise lubrification

Un moyen simple d'identifier le problème consiste à séparer le roulement de la structure de la machine. Si le roulement est déjà serré lorsqu'il est testé manuellement sur un seul arbre, le problème est probablement lié à la tolérance de l'arbre, à l'état de la surface, au jeu du roulement ou à la lubrification. Si le roulement est lisse sur un seul arbre mais devient serré après l'installation, le problème est probablement lié à l'alignement, à la planéité de la surface de montage ou au désalignement du bloc de roulement.

L'une des causes les plus directes deétanchéité des roulements linéairesest un diamètre d’arbre incorrect. Un roulement à billes linéaire nécessite un jeu approprié entre les billes et la surface de l'arbre. Si le diamètre de l'arbre est trop grand, ou si l'arbre présente localement une surdimension, une conicité ou une mauvaise rondeur, le jeu interne devient trop petit et le roulement peut sembler serré ou grippé.

Dans de nombreuses applications d'arbres linéaires de précision, les tolérances d'arbre telles queh6, h7 ou h8peut être spécifié en fonction du type de roulement, de la précision requise et de l’état du jeu. Le point important n'est pas de choisir un degré de tolérance au hasard, mais de faire correspondre le diamètre de l'arbre avec l'ajustement recommandé par le fabricant du roulement linéaire.

Les problèmes courants liés à l'arbre-incluent :

Diamètre de l'arbre surdimensionné.
Diamètre d’arbre inégal sur toute la longueur.
Cône d'arbre qui crée différentes frictions à différentes positions.
Mauvaise rondeur ou points forts locaux.
Bavures près de l’extrémité coupée ou de la section usinée.

Un arbre trop petit crée généralement du jeu, des vibrations ou une mauvaise précision de guidage plutôt qu'une étanchéité. Mais un arbre trop grand peut directement créer une friction élevée, en particulier lorsqu'il est utilisé avec des bagues linéaires de type fermé.

Même si le diamètre de l'arbre est correct, le roulement linéaire peut toujours sembler serré si l'arbre est plié ou pas assez droit. Ceci est particulièrement fréquent avec les arbres linéaires longs, les arbres ronds non supportés ou les arbres qui ont été endommagés pendant le transport, la coupe ou l'installation.

A arbre linéaire pliéprovoque souvent une friction dépendante de la position-. Le roulement peut bien glisser près d’une extrémité, mais devenir serré au milieu ou à une autre position. Si l'arbre est forcé en position par des vis ou des supports, le roulement peut toujours bouger, mais la trajectoire de roulement se déforme et la friction augmente.

Signe typique	Cause possible
Serré seulement à certaines positions	Arbre plié ou erreur de rectitude locale
Le roulement devient serré une fois l'arbre fixé aux deux extrémités	Arbre forcé dans une position d'installation
L'arbre long dévie sous la charge	La portée non supportée est trop longue pour la charge
Le chariot se déplace différemment avec et sans charge	Déflexion de l'arbre ou déformation de la structure

Pour les courses longues ou les charges plus lourdes, un arbre non supporté peut ne pas offrir suffisamment de rigidité. Dans ces cas, un arbre linéaire supporté ou une structure de rail de support peut réduire la déflexion et aider à maintenir un mouvement plus fluide.

Alignement d'arbres parallèlesC'est l'une des raisons les plus courantes pour lesquelles un roulement linéaire fonctionne bien seul mais se bloque après avoir été installé dans une machine.

Dans de nombreux systèmes de mouvement linéaire, deux arbres parallèles sont utilisés avec deux ou quatre blocs de roulement. Chaque roulement peut glisser en douceur sur son propre arbre. Mais lorsque tous les blocs de roulements sont connectés à la même plaque, même une petite erreur de parallélisme peut forcer les roulements à travailler les uns contre les autres. Le résultat estliaison de mouvement linéaire, une friction inégale ou un chariot difficile à déplacer à la main.

Ce problème apparaît souvent dans les systèmes utilisant :

Deux arbres ronds montés côte à côte.
Quatre blocs de roulements linéaires fixés sur une plaque de chariot.
Mécanismes à longue course.
Machines CNC de bricolage, tables d'automatisation, équipements d'emballage et appareils de mesure.
Plaques rigides qui ne permettent pas aux petites erreurs d'alignement de se libérer.

Les causes courantes incluent :

Les deux arbres ne sont pas parallèles.
Les blocs roulements ne sont pas installés à la même hauteur.
Les supports d'arbre ne sont pas alignés sur toute la longueur de la course.
La plaque du chariot est serrée avant que les arbres ne soient correctement ajustés.
Le châssis de la machine est légèrement tordu.

Une méthode d'installation utile consiste à resserrer le système progressivement. Tout d’abord, montez un arbre comme côté de référence. Installez ensuite sans serrer le deuxième arbre et les blocs de roulement. Déplacez lentement le chariot sur toute la course tout en serrant les vis étape par étape. Si le chariot devient serré dans une certaine position, arrêtez et ajustez le support d'arbre ou le bloc de roulement avant de verrouiller complètement les vis.

Parfois, l’arbre et le roulement sont tous deux acceptables, mais la surface de montage crée le problème. Les roulements linéaires nécessitent une base d'installation stable et raisonnablement plate. Si la plaque de base est inégale, tordue ou mal usinée, les arbres et les blocs de roulement peuvent être forcés dans une position déformée.

Les problèmes de surface de montage peuvent créer :

Désalignement du bloc de roulement.
Charge inégale entre les roulements.
Reliure à glissière linéaire sous charge.
Un côté du chariot avance devant l’autre côté.
Rayonnage dans des structures de style portique-.

Rayonnageest courant dans les plates-formes mobiles larges où un côté est entraîné et l'autre côté suit. Si le chariot n'est pas carré ou si la force motrice est appliquée loin du centre, la plate-forme peut légèrement s'incliner. Cette inclinaison peut amener le roulement linéaire à saisir, coller ou se coincer sur l'arbre.

Pour réduire ce problème, vérifiez si la surface de base est plane, si les arbres sont installés à la même hauteur et si la plaque mobile reste carrée pendant le déplacement. Dans les structures plus larges, l’utilisation d’un cadre plus rigide, d’un meilleur espacement des roulements ou d’un système d’entraînement synchronisé peut contribuer à réduire le racking.

Une autre raison pour unroulement linéaire serré sur l'arbreest une précharge excessive ou un jeu inapproprié. Certains systèmes à mouvement linéaire nécessitent une précharge pour améliorer la rigidité, mais une précharge trop importante augmente la friction et peut raccourcir la durée de vie des roulements.

Il est également important de choisir le type de roulement adapté à la structure de l'arbre. Les roulements linéaires de type fermé sont couramment utilisés sur les arbres entièrement ronds. Les roulements linéaires de type ouvert sont souvent utilisés avec des arbres supportés car le rail de support de l'arbre occupe une partie de la circonférence de l'arbre. Les roulements linéaires de type réglable, tels que les bagues linéaires de type AJ, peuvent permettre un réglage du jeu, mais ils doivent être ajustés avec soin.

Type de roulement ou de structure	Que vérifier
Roulement linéaire de type fermé	Vérifiez le diamètre de l'arbre, le jeu et l'alignement sur les arbres entièrement ronds.
Roulement linéaire de type ouvert	Vérifiez s'il correspond à la structure de l'arbre supporté.
Roulement de type réglable	Vérifiez si la précharge est trop serrée.
Boîtier à auto-alignement-	Utile pour les petites erreurs d’alignement, mais pas pour les désalignements structurels graves.

Les problèmes possibles de sélection ou d’autorisation comprennent :

Le jeu du roulement est trop petit pour la tolérance de l'arbre.
Un roulement réglable est trop serré.
Un roulement de type fermé est utilisé lorsqu'une structure de type ouvert est nécessaire.
Le boîtier de roulement comprime trop fortement le manchon extérieur.
Le bloc ou le boîtier ne convient pas au type de roulement.

Un boîtier de roulement linéaire à alignement automatique-peut s'avérer utile dans certaines applications où des erreurs d'alignement mineures sont inévitables. Cependant, il ne peut pas résoudre un grave désalignement de l'arbre, un mauvais usinage ou un châssis de machine tordu.

Si le roulement linéaire était lisse au début mais devient ensuite serré, collant ou bruyant, la contamination et la lubrification doivent être vérifiées. Les arbres linéaires sont des surfaces de roulement exposées. La poussière, les copeaux métalliques, les taches de rouille et la graisse séchée peuvent tous augmenter la friction entre les billes et l'arbre.

Les problèmes courants de surface et de lubrification comprennent :

Poussière ou débris pénétrant dans le roulement.
Copeaux métalliques grattant la surface de l'arbre.
Points de rouille sur l'arbre linéaire.
Graisse insuffisante ou lubrifiant inadapté.
La vieille graisse devient sale ou sèche.
Joints endommagés sur le bloc de roulement.

Les petites rayures peuvent ne pas arrêter le roulement immédiatement, mais elles peuvent créer une sensation de rugosité et endommager progressivement les billes et la zone de contact du chemin de roulement. La rouille est plus grave car elle modifie l’état de la surface et peut créer des points saillants qui donnent l’impression que le roulement est serré.

Avant l'installation, l'arbre doit être propre, lisse et protégé de l'humidité. Pendant le fonctionnement de la machine, l'arbre doit être tenu autant que possible à l'écart de la poussière abrasive et des débris métalliques.

Quand unle roulement linéaire ne glisse pas facilement, ne commencez pas par remplacer toutes les pièces. Une inspection structurée peut aider à identifier si le problème vient de l'arbre, du roulement ou de la structure de l'installation.

Tout d’abord, retirez le bloc de roulement de la machine et testez-le manuellement sur un seul arbre. S'il est déjà serré, vérifiez le diamètre de l'arbre, la surface de l'arbre, les bavures, la rouille et la lubrification. S'il est lisse lorsqu'il est testé seul mais serré après l'assemblage, le principal problème est généralement l'alignement ou le montage.

Liste de contrôle d'inspection

Testez le roulement sur un seul arbre avant l'installation.
Vérifiez si le roulement est serré sur tout l'arbre ou seulement à certaines positions.
Mesurez le diamètre de l'arbre en plusieurs points.
Inspectez la surface de l’arbre à la recherche de bavures, de rayures, de rouille et de dommages locaux.
Nettoyez l'arbre et le roulement, puis appliquez une lubrification appropriée.
Desserrez les vis du bloc de roulement et déplacez le chariot sur toute sa course.
Vérifiez si les deux arbres sont parallèles sur toute la longueur de la course.
Vérifiez si la surface de montage est plate et si les blocs de roulement sont à la même hauteur.
Serrez les vis progressivement tout en faisant glisser le chariot d'avant en arrière.
Si le système se bloque toujours, vérifiez la tolérance de l'arbre, le jeu des roulements et la conception structurelle.

Une bonne règle de diagnostic est simple : si le roulement est serré avant l'installation, vérifiez l'ajustement de l'arbre et du roulement. S'il devient serré seulement après l'installation, vérifiez l'alignement, la planéité et les contraintes d'assemblage.

Le réglage et le nettoyage peuvent résoudre de nombreux problèmes contraignants, mais tous les composants ne peuvent pas être réutilisés. Si l'arbre présente des rainures profondes, une rouille importante, une courbure visible ou des dommages locaux, le remplacement de l'arbre peut être plus fiable que la poursuite du réglage du roulement. Si le roulement est rugueux même sur un arbre propre et correct, les billes ou le chemin de roulement interne peuvent déjà être endommagés.

Le remplacement doit être envisagé lorsque :

L'arbre présente des rayures profondes ou des traces d'usure.
Des taches de rouille subsistent après le nettoyage.
La tige est visiblement pliée ou pas assez droite.
Le roulement fait du bruit même après lubrification.
Le roulement semble encore rugueux sur un arbre neuf ou qualifié.
La machine nécessite une précision stable et un mouvement reproductible.

Pour un mouvement linéaire fiable, l’arbre et le roulement doivent être sélectionnés comme un système adapté. Le matériau de l'arbre, la dureté de la surface, la tolérance du diamètre, la rectitude, le jeu des roulements et la méthode d'installation affectent tous les performances de glissement finales.

A roulement linéaire serré sur l'arbren'est pas toujours un problème de qualité des roulements. Dans de nombreux cas,liaison à roulement linéaireprovient de la tolérance du diamètre de l'arbre, de la rectitude de l'arbre, d'un mauvais alignement parallèle de l'arbre, d'erreurs de surface de montage, d'une précharge excessive, d'une contamination ou d'une lubrification insuffisante.

La meilleure façon de résoudre le problème est d’inspecter le système étape par étape. Testez d'abord le roulement sur un seul arbre, puis vérifiez la surface et le diamètre de l'arbre, puis examinez l'alignement et l'état de montage après l'assemblage.

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