Arbres cannelés à haute performance résistants à la torsion en version allégée
Arbres cannelés pour systèmes de transmission de couple ou de guidage mono-axe
La hausse des coûts de la main-d'œuvre et des matières premières pousse les fabricants à accroître encore leur efficacité de production. En parallèle, l'espace disponible dans de nombreux sites de production étant limité, il devient davantage pertinent de concevoir des machines plus compactes. Ces configurations compactes réduisent l'encombrement et permettent de concevoir des machines plus légères, à inertie réduite, avec des charges moteur allégées et des vitesses de déplacement plus élevées. Il en résulte une amélioration de la productivité globale, ainsi qu'une réduction des coûts liés aux matières premières, à l'énergie et au transport.
Image 1 : Arbres cannelés compacts et allégés
Pourquoi les designs compacts et légers sont judicieux
Conformément aux objectifs de développement durable des Nations Unies, l'efficacité énergétique est d’une importance qui ne cesse de croître. Les machines à structure mécanique allégée réduisent la consommation d'énergie et contribuent ainsi à des systèmes de production plus respectueux de l'environnement. Par conséquent, la conception compacte des machines devient un facteur clé pour améliorer à la fois l'efficacité et la durabilité.
Image 2 : Un environnement de production où l'amélioration de la productivité est la priorité absolue
Les derniers arbres cannelés compacts
Pour répondre à la demande croissante de composants particulièrement compacts et légers, THK a développé les modèles d’arbres cannelés compacts LT-X, LF-X, et LTR-V. Ces produits intègrent plusieurs des technologies les plus récentes en matière d’arbres cannelés résistants à la torsion et offrent une performance élevée tout en nécessitant un espace d'installation minimal. Les sections suivantes présentent les principales caractéristiques de ces modèles et les technologies avancées qu'ils intègrent.
Image 3 : Arbres cannelés résistants à la torsion LF-X avec noix à collerette, et noix sans collerette LT-X
Image 4 : Arbre cannelé rotatif LTR-V
1. Compact et léger
Grâce à un système de circulation des billes optimisé, ces arbres cannelés compacts présentent un diamètre extérieur réduit, et sont de ce fait jusqu'à 20 % plus compacts que les modèles standards. Cela permet de concevoir des machines nécessitant moins d'espace d'installation.
Image 5 : Comparaison du diamètre des écrous des modèles LT et LT-X
L'arbre à rainure rotative LTR-V avec écrou LT-X et palier de support intégré est également jusqu'à 46 % plus léger que son prédécesseur. Cela lui confère un moment d'inertie plus faible, permettant des mouvements de démarrage et d'arrêt rapides et un fonctionnement à grande vitesse avec des temps de cycle plus courts.
Image 6 : Comparaison de la masse totale : modèles LTR-A et LTR-V
2. Mouvement fluide et performances à haute vitesse
Les arbres cannelés emploient un tout nouveau design de recirculation des billes qui optimise leur circulation et permet un mouvement à grande vitesse. Des tests ont été menés dans des conditions garantissant leur fonctionnement sur une distance de 10 000 km sans aucune anomalie. De plus, ces nouvelles cannelures à billes offrent un mouvement plus fluide et une résistance au glissement inférieure aux arbres cannelés standards.
Conditions d'essai de durabilité à haute vitesse
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Paramètre |
Description |
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Numéro du modèle |
LT20X |
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Vitesse |
2 m/s |
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Accélération / Décélération |
40 m/s² |
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Lubrifiant |
Graisse à base de savon au lithium (AFB-LF) |
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Course |
650 mm |
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Orientation |
Horizontal |
Conditions d'essai de la résistance au roulement
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Paramètre |
Description |
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Vitesse |
10 mm/s |
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Lubrifiant |
Graisse à base de savon au lithium (AFB-LF) |
|
Orientation |
horizontal |
Image 7 : Comparaison de la résistance à la course entre un arbre cannelé standard et un LT16X
3. Gamme de produits étendue
En plus du LT-X, du LF-X, et du LTR-V avec la noix rotative mentionnée ci-dessus, notre gamme d’arbres cannelés comprend également les modèles LFK-X et LFH-X, qui offrent des possibilités encore plus compactes pour nos clients.
Image 8 : Modèle LFK-X à collerette carrée et LFH-X à collerette oblongue
Les modèles LFK-X et LFH-X présentent des dimensions de noix plus faibles que le modèle LF-X, permettant une installation plus compacte avec des composants périphériques plus petits. De plus, la collerette carrée du LFK-X et la collerette oblongue du LFH-X font d’eux, des modèles plus légers que le LF-X avec sa collerette cylindrique. Cela contribue à réduire le poids total du mécanisme.
Image 9 : Comparaison des hauteurs et des masses des noix
4. Intervalles de maintenance considérablement allongés
Les arbres cannelés sont aussi compatibles avec l’option de cartouche de lubrification QZ. Ces cartouches de graisse sont montées de part et d'autre de la noix et acheminent une quantité précise de lubrifiant depuis un réservoir interne directement vers les pistes de roulement de l'arbre. Le système compense la consommation de lubrifiant et assure le maintien d'un film lubrifiant continu entre les billes et les pistes de roulement. Ceci permet d'allonger considérablement les intervalles de maintenance et contribue à une lubrification propre et respectueuse de l'environnement en distribuant uniquement la quantité de lubrifiant nécessaire.
Image 10: Structure de la cartouche de lubrification QZ
Études de cas sur des conceptions compactes et légères
Étude de cas n°1 : Un important fabricant de robots, cherchant à alléger ses robots industriels, a opté pour la résistance à la torsion de l’arbre cannelé LF-X comme mécanisme de guidage dans le bras du robot. Cela a permis de réduire le poids du mécanisme de 20 %. La masse réduite a diminué l'inertie, autorisant ainsi des vitesses de déplacement plus élevées ainsi que des phases d'accélération et de décélération très dynamiques. En parallèle, la consommation d'énergie diminue car le moteur d'entraînement bénéficie de la diminution de la masse.
Étude de cas n°2 : Lors de l'utilisation de l’arbre cannelé LT-X dans la fabrication d’équipements de positionnement ultra-précis pour semi-conducteurs, les machines pourraient être conçues pour être plus compactes, plus rapides et plus intégrables d’un point de vue constructeur, ce qui permettrait également d'obtenir une plus grande précision de positionnement. Les modèles équipés de la cartouche de lubrification optionnelle QZ allongent considérablement leurs intervalles de lubrification grâce au maintien constant du film lubrifiant. La combinaison d'une haute précision et d'un poids réduit contribue à une meilleure précision globale de l'équipement.
THK fabrique des arbres cannelés LT-X et LF-X résistants à la torsion comme produits standards dans des diamètres allant de 3 à 30 mm, des capacités de charge de 0,48 à 34 kN, et de couples de 851 to 19 118 Nm. Les arbres cannelés compacts LFK-X et LFH-X sont disponibles dans des diamètres d'arbre de 5 à 30 mm.
THK GmbH
PR Group
Kaiserswerther Strasse 115,
40880 Ratingen, Germany
Tel: +49 2102 7425 555
E-mail: press@thk.eu
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