Cas des patins à billes

Le dimensionnement consiste essentiellement à déterminer la durée de vie du guidage en fonction des contraintes mécaniques qu'il doit supporter, il n'existe pas de norme ISO fixant les règles de calcul des glissières.Il convient donc de se reporter aux méthodologies de chaque fabricant.

La méthodologie suivante est celle exposée dans le catalogue THK :

• A Déterminer les conditions de fonctionnement
• B Calcul des charges appliquées (radiale, latérale, couple...)
• C Calcul de la charge équivalente (P_E)
• D Calcul de la charge moyenne (P_M)
• E Sélection du modèle
• F Calcul de la durée de vie (distance parcourue)
• G Calcul de la durée de vie en heures de fonctionnement

Moment statique M₀ :
C'est le couple statique sur le rail dans la direction considérée

Facteur de sécurité statique S₀ :
Ce facteur permet de donner une garantie quant aux déformations permanentes des éléments roulants ou des chemins de roulement:

BBC_G01

P₀ charge statique équivalente pour la direction de charge considérée

M Moment statique équivalent de la direction considérée

Avec C₀ en N, P₀ en N
M₀ en Nm, M en Nm

Charge dynamique de base C :
Elle permet de définir la charge d'intensité constante et de direction constante appliquée sur le patin lui permettant de parcourir une distance de 50 km avec une probabilité de service de 90%.

Charge équivalent P_E :
Charge utilisée si le guidage est soumis à des charges de directions diverses on fait appel alors à une charge inverse (P_L) à une charge latérale (P_T).

Ex: PE = X.PL +Y.PT pour un modèle THK LM-SR

Charge moyenne P_m :
Nécessaire si la charge n'est pas constante au cours du cycle:

Cas d'une variation par paliers

BBC_G02

Avec L, L_i = distances parcourues et n = 3

Cas d'une variation continue

BBC_G03

Les conditions de fonctionnement du guidage étant déterminées (charge statique et charge dynamique) il convient de déterminer la durée de vie du guidage exprimée en kilomètres parcourus.

Durée de vie nominale L :

exprimée en kms

BBC_G04

BBC_G05

Précontrainte et pré charge :
Elle permet de compenser une bonne partie des efforts intervenants à l'arrêt ou en fonctionnement, elle est d'environ 0,2 fois la charge dynamique C, elle est souvent déterminée par l'utilisateur en fonction de la rigidité souhaitée, elle peut être réglable par une simple vis, la pré charge peut également être préréglée en usine dans des classes de précontraintes fournies par le fournisseur, attention au bon choix de cette précontrainte.

Lubrification des guidages linéaires :
Lubrifiés à la graisse ou à l'huile sur les machines-outils on utilise souvent le système central de graissage par impulsion permettant un renouvellement total du lubrifiant.

Corrosion :
Le milieu de travail entraîne souvent une corrosion systématique des éléments en acier non lubrifiés, la plupart des fabricants proposent des éléments en acier inoxydable ou en alliages d'aluminium (ce dernier restreint l'emploi de charges importantes).

Le développement de l'UGV se manifeste par les performances des machines et de leurs composants. Les vitesses de broches d'une part et les vitesses de déplacement et les accélérations d'autre part, permettent d'atteindre des vitesses de déplacement dépassant les 100m mn ^-1.
De telles vitesses ne permettent plus d'utiliser des glissières classiques et l'on voit se généraliser les glissières à billes et à rouleaux comme dans la gamme DMG par exemple.