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Vis à filetage trapézoïdal : Tout ce que vous devez savoir

Les vis à filetage trapézoïdal, souvent appelées simplement vis trapézoïdale ou tige trapézoïdale, sont des composants d'entraînement simples qui, avec les écrous, convertissent un mouvement rotatif en un mouvement linéaire. Il y a un contact glissant entre la broche et l'écrou, ce qui garantit un fonctionnement fiable en toutes circonstances, mais en contrepartie, le frottement est plus élevé et la précision plus faible que pour les broches à billes.

Les vis sont principalement fabriquées en acier au carbone et en acier inoxydable. Les écrous qui fonctionnent avec des vis à filetage trapézoïdal sont disponibles dans différents matériaux et formes, allant de l'acier ordinaire et du bronze à l'acier inoxydable pour les environnements corrosifs.

Les formes d'écrous pour différentes applications sont cylindriques, hexagonales et à brides.

Ce guide complet vise à démystifier les vis à filetage trapézoïdal, en couvrant tous les aspects, des principes de base aux applications avancées, en passant par les considérations relatives aux matériaux.

Que vous soyez un ingénieur chevronné ou un amateur, comprendre les subtilités des vis et écrous trapézoïdaux peut ouvrir un monde de possibilités dans vos projets.

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Comprendre les vis à filets trapézoïdaux

Les vis à filetage trapézoïdal fonctionnent avec les écrous de manière à faciliter le mouvement linéaire et le positionnement dans les systèmes mécaniques. Voici comment cela fonctionne :

1. Profil du filet : Le profil trapézoïdal des vis à filetage trapézoïdal, avec des flancs abrupts et un pas large, permet un transfert efficace des forces axiales, ce qui les rend adaptées aux applications de mouvement linéaire.

2.Engagement avec les écrous : Les vis à filets trapézoïdaux s'engagent dans les écrous trapézoïdaux, qui ont des profils de filets assortis. Lorsque la vis tourne, elle se déplace linéairement le long de l'axe, poussant ou tirant la charge selon le sens de rotation.

3. Friction de glissement : Lorsque la vis tourne dans l'écrou, le frottement entre les filets crée une résistance qui convertit le mouvement de rotation en mouvement linéaire. Ce frottement de glissement garantit que la vis et l'écrou restent engagés, empêchant ainsi tout mouvement involontaire.

4. Réduction du jeu : Le jeu est le jeu axial entre les filets, qui peut entraîner des imprécisions dans le positionnement. Les techniques de fabrication de précision, telles que le laminage de précision, permettent de réduire le jeu entre la vis et l'écrou, mais elles ne peuvent pas l'éliminer complètement.

5. Capacité de charge : Les vis et écrous à filetage trapézoïdal sont conçus pour supporter des charges axiales, ce qui les rend adaptés aux applications nécessitant le déplacement linéaire de charges lourdes. La grande surface de contact entre la vis et l'écrou permet une transmission efficace de la force, ce qui garantit un fonctionnement stable et fiable.

6. Variété de formes d'écrous : Les écrous trapézoïdaux se présentent sous différentes formes pour s'adapter aux différentes configurations et exigences de montage. Les écrous ronds ou cylindriques sont standard et conviennent à la plupart des applications, tandis que les écrous à collerette offrent une stabilité et un support accrus, en particulier dans les applications verticales. Les écrous hexagonaux sont dotés d'un méplat pour faciliter l'installation et le démontage, ce qui est idéal pour les réglages manuels et la maintenance. En outre, des écrous carrés sont disponibles, offrant un ajustement stable et sûr dans les applications où la prévention de la rotation est nécessaire, comme dans les structures ou lorsque la résistance aux vibrations est requise.

Par essence, les vis et écrous à filetage trapézoïdal travaillent ensemble pour convertir un mouvement rotatif en un mouvement linéaire, assurant un mouvement souple et précis dans divers systèmes mécaniques. Leur conception robuste, associée à des techniques de fabrication de précision, garantit des performances fiables et un positionnement précis, ce qui en fait des composants indispensables dans les applications de mouvement linéaire.

 Trapezoidal thread screw

Figure 1 Vis à filetage trapézoïdal

Exploration des vis et écrous trapézoïdaux laminés de précision

1. Vis trapézoïdales roulées de précision : Les techniques de laminage de précision garantissent la précision et la cohérence des profils de filetage, ce qui se traduit par un fonctionnement plus souple et des performances accrues. Les tiges à filets roulés de précision offrent une bonne précision et une grande durabilité, ce qui les rend adaptées aux applications exigeantes de mouvement linéaire.

2. Écrous trapézoïdaux de précision : Les écrous fabriqués avec des méthodes CNC de précision assurent un engagement fiable avec les vis, réduisant le jeu et garantissant un positionnement précis.


Applications dans les systèmes de mouvement linéaire

Les vis et écrous à filetage trapézoïdal sont largement utilisés dans les systèmes de mouvement linéaire, offrant un mouvement souple et précis dans diverses applications :

Mécanismes de levage

Les vis trapézoïdales alimentent les mécanismes de levage de divers équipements et machines industriels. Ces vis sont utilisées dans les crics automobiles, les plates-formes réglables et les élévateurs à ciseaux pour assurer un mouvement vertical fiable. Les vis et écrous trapézoïdaux offrent la force et la stabilité nécessaires pour soulever des charges lourdes de manière sûre et efficace.

Imprimantes 3D

Les vis trapézoïdales sont utilisées dans les imprimantes 3D pour entraîner le mouvement de la tête d'impression et de la plateforme de construction. Ces vis permettent un dépôt précis des couches et une précision dimensionnelle au cours du processus de fabrication additive. En contrôlant le mouvement de la tête d'impression le long des axes X, Y et Z, les vis trapézoïdales garantissent la création de pièces imprimées en 3D complexes avec une qualité constante.

Actionneurs linéaires

Les vis et écrous à filetage trapézoïdal sont couramment utilisés dans les actionneurs linéaires pour convertir un mouvement rotatif en mouvement linéaire. Les actionneurs linéaires équipés de vis trapézoïdales sont utilisés dans des applications telles que les bureaux réglables, les meubles ergonomiques et les systèmes d'automatisation. Ces actionneurs fournissent un mouvement linéaire doux et précis, permettant un ajustement facile de la hauteur ou de la position.

Guides et rails linéaires

Les vis et écrous trapézoïdaux sont utilisés dans les systèmes de guidage linéaire pour faciliter le mouvement linéaire le long des rails guidés. Ces systèmes sont utilisés dans les machines industrielles, la robotique et les équipements d'automatisation pour assurer un mouvement linéaire précis. En associant les vis trapézoïdales aux guides linéaires, les ingénieurs peuvent créer des solutions de mouvement linéaire robustes et précises pour diverses applications.

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Vis et écrous trapézoïdaux Matériaux

Les matériaux utilisés dans les vis et écrous trapézoïdaux influencent leurs performances et leur adéquation à des applications spécifiques :

Acier au carbone

Ce matériau offre une bonne résistance et un bon rapport qualité-prix. Il convient aux applications générales avec des charges modérées.

Acier inoxydable

L'acier inoxydable offre une résistance à la corrosion et une grande durabilité. Il est idéal pour les applications dans des environnements corrosifs ou lorsque la propreté est essentielle.

Bronze

Il offre une grande résistance à l'usure, ce qui le rend adapté aux applications lourdes avec des charges élevées et des vitesses lentes. Une bonne lubrification est recommandée.

Plastique

Ce matériau présente des propriétés autolubrifiantes, de sorte qu'il ne nécessite aucune autre lubrification tant qu'il est utilisé. En effet, on utilise des matières plastiques autolubrifiantes.

Trapezoidal thread nuts

Figure 2 Écrous à filets trapézoïdaux

Formes des écrous trapézoïdaux

Les écrous trapézoïdaux se présentent sous différentes formes pour s'adapter aux différentes configurations et exigences de montage :

Cylindrique

Forme standard convenant à la plupart des applications, assurant un engagement stable avec les vis.

A brides

Comporte une bride pour une stabilité et un support accrus, empêchant le délogement de l'écrou dans les applications verticales.

Hexagonal

Offre des méplats de serrage pour faciliter l'installation et le retrait, ce qui le rend idéal lorsqu'une maintenance régulière est nécessaire.

Carré

Fournit un ajustement stable et sûr dans les applications où la prévention de la rotation est nécessaire, comme dans les structures ou lorsque la résistance aux vibrations est requise. Idéal pour les ajustements manuels lorsque la charge est négligeable.

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Conclusion

En conclusion, les vis à filets trapézoïdaux sont des composants polyvalents qui jouent un rôle crucial dans les systèmes de mouvement linéaire de diverses industries.

Qu'il s'agisse de vis laminées de précision pour les machines de levage ou de vis en acier inoxydable pour les environnements corrosifs, il est essentiel de comprendre les différents types, matériaux et formes de vis et d'écrous trapézoïdaux pour sélectionner les bons composants pour vos projets.

En tenant compte de facteurs tels que la précision, les matériaux et les formes, vous pouvez garantir des performances fiables et la longévité de vos applications de mouvement linéaire.
 

A propos de l'auteur

Jure Pleško est copropriétaire de Tuli, une entreprise familiale qui aide les ingénieurs mécaniciens innovants en leur fournissant des éléments de machines pour assembler des machines et des dispositifs. Dans le cadre d'une tradition familiale, il a grandi avec des éléments de machines dès son plus jeune âge et a également terminé ses études en génie mécanique, obtenant un master en génie mécanique. C'est également lui qui a inspiré le nom de l'entreprise lorsqu'il était âgé de deux ans, car à l'époque il criait beaucoup, d'où le nom Tuli, qui signifie "cri". Jure est lui-même un ingénieur mécanique innovant, comme il l'a prouvé pendant ses années d'études en construisant un véhicule électrique, qui a également été récompensé par le Fonds slovène pour le développement des ressources humaines et les bourses d'études.

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