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Les roulements à très haute vitesse sont la clé de la performance de la machine-outil

roulements de haute précision

Les aspects économiques de la fabrication et de l'ingénierie continuent de pousser les fabricants de machines-outils et les entreprises de réingénierie à augmenter la vitesse de production, la précision et la fiabilité de leurs machines. Une vitesse de coupe plus élevée et une précision accrue de la machine nécessitent des vitesses de broche plus élevées, donc les roulements de broche sont au cœur de la précision de la machine. Ces roulements, plus que de nombreux autres composants, dictent la limite supérieure de la vitesse de la broche.

Afin de répondre à la demande de vitesses plus élevées, NSK a investi dans de nouveaux matériaux et de nouvelles techniques de production pour fournir une gamme étendue de roulements de précision qui permettent aux machines-outils de fonctionner à plus grande vitesse.

Pour permettre aux broches des machines-outils d'atteindre des vitesses de coupe plus élevées tout en conservant une grande précision de fonctionnement, des roulements de très haute précision doivent être utilisés. Ceux-ci sont les plus courants du type à roulement à billes à contact oblique. Grâce à ses collaborations avec des entreprises de machines-outils et des fabricants de broches, NSK a développé une gamme de roulements à contact oblique qui couvre les applications de broches de machines-outils dans la plage de vitesses de fonctionnement la plus large.

Toute la gamme est considérée comme la plus complète disponible auprès d'un fabricant et est soutenue par les installations de recherche et de développement de l'European Technology Centre (ETC) de NSK, l'une des unités les plus avancées de ce type en Europe. L'ETC effectue des essais approfondis des roulements à contact oblique avec de nouveaux types de graisse et avec la lubrification AIR MIST. Le but de ces essais est d'établir comment les propriétés physiques des lubrifiants utilisés sont liées aux performances du palier.

Les exigences fréquentes en matière de changement d'outils sur les machines-outils modernes, telles que les centres d'usinage, permettent non seulement d'optimiser les temps de production, mais aussi d'accélérer et de ralentir les accélérations. Cependant, pendant les périodes d'accélération ou de décélération rapides, les roulements de broche sont soumis à des conditions de charge thermique sévères. Ceux-ci sont causés par des changements drastiques dans l'environnement ambiant qui résultent de la chaleur générée par le moteur, le refroidissement du boîtier et d'autres facteurs. La solution de NSK à ces problèmes est la série de roulements ROBUST, conçus pour les broches ultra-rapides.

La série de roulements à très haute vitesse ROBUST utilise un plus grand nombre de billes de plus petit diamètre comme éléments roulants, ce qui leur permet de fonctionner à des vitesses de rotation environ 20 supérieures à celles des modèles conventionnels. La gamme ROBUST conserve les mêmes dimensions extérieures que les conceptions classiques de roulements à contact oblique et est par conséquent directement interchangeable. Cependant, la faible masse de ses plus petits éléments roulants entraîne une force centrifuge de la bille moindre, et donc un frottement et une génération de chaleur plus faibles. La force centrifuge de la bille est réduite à haute vitesse et les contraintes internes sont réduites, ce qui permet d’atteindre des vitesses de 3 x 106 dmN avec une lubrification air / huile.

Ces niveaux de performance élevés doivent beaucoup à l'amélioration substantielle des conditions de contact de roulement dans les paliers. Celles-ci garantissent une génération de chaleur réduite et des températures de fonctionnement des roulements considérablement inférieures à celles pouvant être atteintes avec la conception standard des roulements à billes à contact oblique. Bien entendu, la réduction des frottements et le fonctionnement du refroidisseur contribuent à une fiabilité accrue du roulement, un avantage encore accru par la présence d'un seul épaulement qui permet une meilleure répartition du lubrifiant dans le roulement.

Dans la gamme ROBUST, de nombreuses options sont disponibles pour les clients qui pourraient être amenés à améliorer leur configuration standard. Ces roulements peuvent comporter des billes en céramique (nitrure de silicium) plutôt que l’acier standard avec bagues fabriquées à partir de SHX, un nouvel acier développé par NSK. Le SHX est le résultat de matériaux spéciaux et d'une technologie de traitement thermique spéciaux, offrant des performances ultra-rapides et une résistance à la fatigue prolongée. Il est donc parfaitement adapté aux broches de machines-outils, qui doivent fonctionner à des vitesses très élevées avec un minimum de lubrifiant. Sa résistance à la chaleur est presque égale à celle de l'acier M50, un matériau largement utilisé dans les roulements de moteurs à réaction, tandis que sa résistance à l'usure, sa résistance au grippage et sa durabilité définissent de nouvelles normes.

Le développement de matériaux destinés aux roulements à très haute vitesse a également inclus l'utilisation d'alternatives pour la construction de la cage. Avec la spécification de base utilisant une cage phénolique, il serait conseillé à ceux nécessitant une spécification plus élevée de choisir la conception en polyamide. Pour des performances optimales, nécessitant des vitesses supérieures à 2.5 x106 dmN, la cage PEEK est disponible et présente d'excellentes caractéristiques de température.

La conception des roulements pour de telles applications à grande vitesse doit également se concentrer sur une lubrification adéquate afin de fournir des niveaux élevés de performance et de durabilité. Certaines applications nécessitent une lubrification par jet d’huile, ce qui nécessite une machine adaptée à ce système, ainsi que des quantités appropriées d’huile de haute qualité et une capacité de filtration adéquate.

Une alternative est la lubrification huile-air, qui est une méthode de pulvérisation d'huile en le transformant en brouillard à l'aide d'air comprimé. Cette méthode nécessite une conception de machine-outil moins compliquée et réduit également considérablement la quantité d'huile requise. En outre, la conception du palier est également simplifiée car il n'est pas nécessaire d'incorporer des orifices d'huile dans la bague de roulement.

La gamme ROBUST est également disponible avec une lubrification conventionnelle à la graisse ou en version scellée, ce qui facilite la manipulation et améliore la durée de vie de la graisse. Pour des spécifications plus élevées, le Spinshot ™ II, un système exclusif de lubrification air-huile développé par NSK, peut être demandé.

Alors que les investissements se poursuivent d'année en année dans la recherche et le développement, NSK a également investi dans le site de production ultramoderne de Newark, au Royaume-Uni, où les roulements de haute précision sont fabriqués, ainsi que la rationalisation des zones de stockage et d'expédition permettant un service plus efficace aux clients. . NSK possède un stock de £ 17 millions dans l’entrepôt britannique, garantissant ainsi les meilleurs délais de livraison possibles pour la majorité de la vaste gamme de produits.

Pour plus de détails sur les roulements de très haute précision ou pour en savoir plus sur les spécifications des roulements destinés aux applications à très grande vitesse, contactez:

NSK UK Ltd: Mary Fletcher, spécialiste des communications marketing,

Tel: 0500 2327464 Fax: 01636 643075
Web: www.nskeurope.com
Email: [EMAIL PROTECTED]
Adresse: NSK UK Ltd, Northern Road, Newark, Nottinghamshire, NG24 2JF, Royaume-Uni

NSK EUROPE LTD

Signature: adhésion Silver

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