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Le guide ultime des butées miniatures
La butée à billes miniature est un type distinct spécial de roulement à billes rotatif. Semblables aux autres roulements à billes, ils permettent la rotation entre les pièces, mais ils sont conçus pour supporter des charges axiales élevées (parallèles à l'arbre) lors de la rotation. Dans les applications à grande vitesse, les roulements à billes miniatures nécessitent une lubrification à l'huile. Généralement, ils sont constitués de deux rondelles (rondelle d'arbre et rondelle de siège), qui peuvent être plates ou rainurées (avec chemins de roulement), d'un élément à billes roulantes et d'une cage. La rondelle d'arbre est utilisée pour fixer l'arbre et la bague de siège est utilisée pour fixer les pièces à l'extérieur de l'arbre. Contrairement aux roulements à billes miniatures, les butées miniatures ne peuvent pas résister aux charges radiales et sont uniquement conçues pour résister aux charges axiales et aux vitesses moyennes dans leurs applications. Les butées à billes conviennent généralement aux applications à vitesse plus élevée, mais supportent des charges relativement inférieures à celles des butées à rouleaux. Ce blog présentera en détail les matériaux, les charges, les dimensions et l'installation des roulements à billes de raisonnement miniatures, et vous fournira des suggestions constructives pour choisir les roulements appropriés.
Butées à billes miniatures se référer aux butées avec un diamètre intérieur inférieur à 10 mm. Les butées à billes miniatures sont divisées en rainurées et non rainurées. Les butées unidirectionnelles miniatures peuvent supporter une charge axiale unidirectionnelle, et les roulements bidirectionnels peuvent supporter une charge axiale bidirectionnelle. Les butées à billes avec sièges sphériques ont des propriétés d'auto-alignement qui éliminent les effets des erreurs d'installation. Les butées miniatures ont un faible couple de frottement et sont généralement utilisées dans les applications à vitesse faible à moyenne. Les butées à billes ne peuvent pas supporter de charges radiales. Des charges nominales plus élevées sont obtenues lorsque les butées à billes miniatures ont des rainures dans leurs chemins de roulement. Lorsque des rainures de chemin de roulement sont ajoutées, le frottement entre la bille et la cage et l'arbre et le boîtier pendant la rotation sera considérablement réduit.
Matériaux pour butées à billes miniatures
Habituellement, le matériau des deux rondelles et billes est en acier chromé et le matériau de la cage est en laiton ou en acier inoxydable. Dans les applications d’équipements médicaux et d’instruments de précision miniatures, le choix de la butée miniature appropriée est crucial. Si une plus grande résistance à la corrosion est requise, les butées en acier inoxydable sont un bon choix. Le matériau des rondelles, de la bille et de la cage est en acier inoxydable (SS440C). Les butées miniatures à billes en céramique hybrides deviennent également de plus en plus populaires.
Charge miniature sur roulement à billes
La capacité de charge des butées miniatures est un indicateur très important qui détermine la charge maximale que le roulement peut supporter dans des applications pratiques. La capacité portante des roulements est affectée par de nombreux facteurs, notamment la taille, le matériau, la méthode de lubrification et la vitesse de rotation. Le principe de fonctionnement des butées à billes miniatures est relativement simple. Il forme principalement un film d'huile à travers le lubrifiant, réduisant la zone de contact entre le roulement et le siège du roulement, réduisant ainsi le frottement et l'usure exercés sur le roulement. Lorsqu'une charge axiale est appliquée, le roulement est soumis à des forces. La direction de la force est parallèle ou perpendiculaire à l'axe, et le roulement produira une contrainte et une déformation correspondantes, supportant ainsi la charge axiale et le couple.
Dimensions: Généralement exprimé par le diamètre extérieur, le diamètre intérieur et la largeur du roulement. Dans les mêmes conditions de matériau et de lubrification, plus la taille du roulement est grande, plus la capacité portante est grande.
Matières: généralement exprimé par des indicateurs tels que le module élastique, la limite d'élasticité et la dureté. Les matériaux à haute résistance, haute dureté et haute ténacité ont des capacités de charge plus élevées, mais leurs coûts de fabrication augmentent également en conséquence. Les billes et rondelles en acier chromé supportent des charges plus élevées que les roulements en acier inoxydable. Les roulements avec cages en acier et en cuivre peuvent supporter des charges et des vitesses plus élevées que les roulements avec cages en plastique.
Lubrification: affecte directement le coefficient de frottement et le degré d'usure du roulement. Une lubrification à la graisse ou à l'huile est généralement utilisée. La lubrification à l'huile a un meilleur effet de lubrification et de meilleures performances de dissipation thermique, mais nécessite un système de lubrification complexe et un coût plus élevé.
Vitesse de rotation: Une vitesse de rotation élevée produira une plus grande force d'inertie et une plus grande force centrifuge, ce qui produira une plus grande charge sur le roulement. Par conséquent, lorsque la vitesse de rotation est élevée, il est nécessaire d'utiliser des roulements avec une capacité portante plus élevée ou d'utiliser plusieurs roulements pour travailler en parallèle.
Un critère de base pour sélectionner une butée miniature est sa capacité à résister aux charges axiales. Cette capacité est quantifiée par les valeurs de charge fournies par le fabricant, mais il est également essentiel de comprendre comment calculer ces valeurs en fonction des exigences spécifiques de l'application.
Spécifications des butées à billes miniatures
| Référence | Type de rondelles | Type de joint | Diamètre d'alésage | Diamètre extérieur | Taille | Matériel de balle | Charge de poussée dynamique | Vitesse maximale (X1000 tr/min) | Poids |
| F10-18 | chemin de roulement plat | Open | 10 mm | 18 mm | 5.5 mm | Acier chromé 52100 | N 2230 | 2.5 | 6 g |
| F10-18M | chemin de roulement rainuré | Open | 10 mm | 18 mm | 5.5 mm | Acier chromé 52100 | N 2230 | 2.5 | 5.4 g |
| F2-6 | chemin de roulement plat | Open | 2 mm | 6 mm | 3 mm | Acier chromé 52100 | N 117 | 16 | 0.6 g |
| F2X-7 | chemin de roulement plat | Open | 2.5 mm | 7 mm | 3.5 mm | Acier chromé 52100 | N 156 | 15 | 0.9 g |
| F3-8 | chemin de roulement plat | Open | 3 mm | 8 mm | 3.5 mm | Acier chromé 52100 | N 600 | 11 | 0.6 g |
| F3-8M | chemin de roulement rainuré | Open | 3 mm | 8 mm | 3.5 mm | Acier chromé 52100 | N 600 | 11 | 0.9 g |
| F4-10 | chemin de roulement plat | Open | 4 mm | 10 mm | 4 mm | Acier chromé 52100 | N 658 | 6 | 2 g |
| F4-10M | chemin de roulement rainuré | Open | 4 mm | 10 mm | 4 mm | Acier chromé 52100 | N 658 | 6 | 1.5 g |
| F4-9 | chemin de roulement plat | Open | 4 mm | 9 mm | 4 mm | Acier chromé 52100 | N 800 | 8 | 1.5 g |
| F4-9M | chemin de roulement rainuré | Open | 4 mm | 9 mm | 4 mm | Acier chromé 52100 | N 800 | 8 | 1.2 g |
| F5-10M | chemin de roulement rainuré | Open | 5 mm | 10 mm | 4 mm | Acier chromé 52100 | N 950 | 5.1 | 2.10 g |
| F5-11 | chemin de roulement plat | Open | 5 mm | 11 mm | 4.5 mm | Acier chromé 52100 | N 988 | 5 | 2.40 g |
| F5-11M | chemin de roulement rainuré | Open | 5 mm | 11 mm | 4.5 mm | Acier chromé 52100 | N 988 | 5 | 2.1 g |
| F5-12M | chemin de roulement rainuré | Open | 5 mm | 12 mm | 4 mm | Acier chromé 52100 | N 988 | 5 | 2.1 g |
| F6-12 | chemin de roulement plat | Open | 6 mm | 12 mm | 4.5 mm | Acier chromé 52100 | N 1600 | 5 | 2.5 g |
| F6-12M | chemin de roulement rainuré | Open | 6 mm | 12 mm | 4.5 mm | Acier chromé 52100 | N 1600 | 5 | 2.2 g |
| F6-13M | chemin de roulement rainuré | Open | 6 mm | 13 mm | 5 mm | Acier chromé 52100 | N 1600 | 5 | 2.20 g |
| F6-14M | chemin de roulement rainuré | Open | 6 mm | 14 mm | 5 mm | Acier chromé 52100 | N 1800 | 4 | 3.5 g |
| F7-13M | chemin de roulement rainuré | Open | 7 mm | 13 mm | 4.5 mm | Acier chromé 52100 | N 1422 | 4 | 2.6 g |
| F7-15 | chemin de roulement plat | Open | 7 mm | 15 mm | 5 mm | Acier chromé 52100 | N 2200 | 3.6 | 4.4 g |
| F7-15M | chemin de roulement rainuré | Open | 7 mm | 15 mm | 5 mm | Acier chromé 52100 | N 2200 | 3.6 | 6.5 g |
| F7-17M | chemin de roulement rainuré | Open | 7 mm | 17 mm | 6 mm | Acier chromé 52100 | N 2600 | 3.5 | 6.5 g |
| F8-16 | chemin de roulement plat | Open | 8 mm | 16 mm | 5 mm | Acier chromé 52100 | N 2500 | 4 | 5 g |
| F8-16M | chemin de roulement rainuré | Open | 8 mm | 16 mm | 5 mm | Acier chromé 52100 | N 2500 | 4 | 4.5 g |
| F8-19M | chemin de roulement rainuré | Open | 8 mm | 19 mm | 7 mm | Acier chromé 52100 | N 3452 | 3 | 9.1 g |
| F9-17 | chemin de roulement plat | Open | 9 mm | 17 mm | 5 mm | Acier chromé 52100 | N 578 | 8 | 5.1 g |
| F9-20M | chemin de roulement rainuré | Open | 9 mm | 20 mm | 7 mm | Acier chromé 52100 | N 3356 | 2.5 | 9.9 g |
Applications de butées à billes miniatures
L'application de micro-paliers de butée peut fournir d'excellentes performances telles qu'une rotation douce, silencieuse et à grande vitesse. Ils sont principalement utilisés dans les machines-outils CNC, les équipements médicaux, les instruments de précision, les pièces automobiles, les instruments optiques, les robots de balayage, les maisons intelligentes, etc. Les micro-butées sont largement utilisées dans l'industrie des dispositifs médicaux, tels que les implants, les couteaux à radiofréquence, les artificielles. ventilateurs, robots chirurgicaux, etc. Ces dispositifs médicaux nécessitent une haute précision, une résistance élevée à l’usure, une rotation à grande vitesse et un fonctionnement fluide. Les butées à billes miniatures peuvent répondre à ces exigences. Dans le même temps, l'application de paliers de butée miniatures améliore également la sécurité et l'efficacité des dispositifs médicaux, réduit les risques médicaux et améliore les effets du traitement des patients.
Étapes d'installation des butées à billes
Les étapes habituelles pour l'installation d'une butée à billes sont les suivantes : installez d'abord la rondelle de boîtier, puis placez la cage avec l'ensemble billes d'acier sur le dessus, et enfin ajoutez la rondelle d'arbre. Les rondelles d'arbre fixent l'axe de l'arbre et lui permettent de tourner. L'ajustement entre la butée et l'arbre est généralement un ajustement de transition, et l'ajustement entre la virole et le trou intérieur du roulement est un ajustement avec jeu. Ce type de roulement est donc pratique à installer.
Conclusion
La sélection de la butée miniature appropriée nécessite une évaluation de la vitesse, de la charge et du matériau du roulement. Les ingénieurs en roulements doivent prendre en compte la capacité de charge, les tolérances dimensionnelles et les exigences de lubrification. Les options de matériaux vont de l'acier inoxydable 440C à l'acier AISI 52100 et peuvent inclure l'utilisation de billes en céramique de nitrure de silicium avec des rondelles plates ou rainurées. La capacité de charge axiale calculée à partir de formules techniques est importante pour sélectionner le roulement adapté à votre application. Si vous ne savez pas quelle butée à billes miniature choisir, veuillez contacter les ingénieurs d'Aubearing. Au roulement est un fabricant professionnel de butées à billes certifié ISO9001 : 2015 et capable de personnaliser les roulements de butée.