Engrenage à vis sans fin duplex | Réducteur à vis sans fin à double entrée et sans jeu

Engrenage à vis sans fin duplex — Qu'est-ce qui le différencie ?

Un duplex engrenage à vis sans fin La vis sans fin à double entrée, également appelée vis sans fin à double entrée, est une variante spécialisée où les deux flancs du même filet sont taillés avec des modules et des quotients de diamètre légèrement différents. L'effet est subtil en atelier, mais décisif sur le terrain : l'épaisseur des dents augmente progressivement d'une extrémité de la vis sans fin à l'autre, tandis que l'écart entre les filets adjacents diminue dans les mêmes proportions. Le déplacement axial de la vis sans fin à l'intérieur du réducteur permet d'engager une section de filet plus ou moins épaisse, ce qui signifie que le jeu peut être réglé à n'importe quelle valeur cible lors de l'assemblage, et réajusté ultérieurement en fonction de l'usure de la transmission.

Du côté de la roue, l'image est symétrique à celle de l'arbre. Les différents modules sur les deux flancs produisent des coefficients de modification d'adendum et des diamètres de cercle de roulement différents, de sorte que les profils des dents avant et arrière de la roue ne sont pas identiques, même si l'épaisseur et l'écartement des dents restent constants sur toute la circonférence. Il en résulte une transmission qui délivre un jeu de l'ordre du micromètre lorsque nécessaire et le maintient lors des inversions de sens qui useraient rapidement un engrenage à vis sans fin classique. Les principaux acheteurs sont les constructeurs de machines-outils coréens, les spécialistes des indexeurs rotatifs et les fabricants de presses à emboutir.

Spécifications techniques

Les valeurs ci-dessous correspondent à l'enveloppe standard du catalogue pour les jeux duplex. Toutes les géométries sont découpées selon le plan du client ; les vis sans fin duplex ne sont presque jamais des articles en stock, car la différence de pas est un paramètre spécifique à l'application. Les valeurs marquées « plage typique » correspondent à la pratique courante du secteur lorsque le client n'a pas encore spécifié de valeur cible plus précise.

Comment fonctionne réellement le réglage du jeu ?

Le jeu dans un engrenage conventionnel provient du jeu entre les flancs des dents en contact au niveau de l'axe primitif. Dans un engrenage duplex, ce jeu n'est plus constant le long de l'arbre ; il varie linéairement d'une extrémité à l'autre, car l'épaisseur des dents varie elle aussi linéairement. Un décalage axial de l'arbre de 1 mm peut entraîner un décalage du jeu de 20 à 40 µm dans un engrenage M4 standard, selon le pas spécifié lors de la conception.

Le réglage lors du montage s'effectue en quatre étapes. Premièrement, l'arbre est fixé au carter à l'aide d'une cale ou d'une entretoise permettant un décalage axial de ±2 mm. Deuxièmement, la roue est mise en rotation à la main pendant que l'installateur vérifie le jeu au niveau de l'arbre de sortie. Troisièmement, l'arbre est décalé axialement vers l'extrémité à denture la plus épaisse jusqu'à l'obtention du jeu souhaité. Quatrièmement, la cale est mise en place définitivement et le contre-écrou est serré au couple prescrit. Un réajustement ultérieur, après usure de la transmission, suit les mêmes étapes, mais ne nécessite généralement qu'un décalage supplémentaire de 0,5 à 1,5 mm.

Comparaison des méthodes de contrôle du jeu duplex et autres méthodes de contrôle du jeu

Plusieurs méthodes d'atelier permettent de réduire le jeu entre la vis sans fin et la roue dentée. Chacune est efficace, mais chacune présente un inconvénient que la méthode duplex permet d'éviter. C'est en comprenant ces compromis que les ingénieurs concepteurs d'indexeurs de précision acceptent volontiers le surcoût lié à la méthode duplex.

Seule la rangée inférieure préserve un engrènement géométriquement précis après réglage. La surface de contact, la capacité de charge et le rendement restent inchangés : le mécanisme fonctionne exactement comme avant le réglage, à l’exception du jeu angulaire. C’est pourquoi les engrenages duplex dominent le marché de l’indexage de précision, malgré un coût supérieur de 40 à 60 € à celui des engrenages à vis sans fin standard équivalents.

Vérification de l'orientation et de la dent de référence lors de l'assemblage

Comme la vis sans fin et la roue dentée présentent des profils d'épaisseur différents sur leurs deux flancs, un ensemble duplex n'est pas symétrique : il possède une orientation correcte et une orientation incorrecte. Négliger ce point lors de l'installation entraîne un entraxe supérieur à la valeur nominale, rendant l'assemblage difficile, voire impossible. Deux vérifications préalables permettent de corriger les erreurs courantes.

Cochez une case — Flèches d'orientation

▶ L'arbre et la roue sont tous deux marqués d'une petite flèche à l'emplacement du repère d'assemblage du fabricant. Lors de l'installation de l'ensemble dans le logement, faites tourner la roue jusqu'à ce que la flèche soit orientée vers l'avant, puis emboîtez l'arbre de manière à ce que sa flèche pointe dans la même direction. Si les flèches sont opposées, la dent la plus épaisse de la roue entre en contact avec la dent la plus fine et la transmission se bloquera avant d'atteindre l'entraxe nominal.

Vérification n° 2 — Rainure en V de la dent de référence

▶ L'extrémité de l'arbre duplex présente une rainure en V à 60° d'une profondeur de 0,3 mm ; il s'agit de la dent de référence. Lorsque cette dent est parfaitement alignée avec le centre de rotation de la roue et que l'entraxe est réglé à la valeur « a » indiquée sur le schéma, le jeu est conforme à la valeur cible (généralement ± 0,045 mm pour nos cadres standard). À partir de ce point de départ, le décalage axial permet d'ajuster le jeu en fonction des besoins de l'application.

Applications typiques des engrenages à vis sans fin duplex

Les ensembles duplex justifient leur surcoût dans les variateurs où la précision d'inversion doit être maintenue pendant des dizaines de milliers de cycles sans réajustement manuel. L'industrie coréenne les utilise dans plusieurs applications de niche.

• ◆Tables d'indexage rotatives et inclinables. Un jeu duplex supportant un jeu de 0,05 mm assure une répétabilité inférieure à la minute d'arc sur une table de 300 mm de diamètre. Couramment utilisé dans les centres d'usinage multiaxes construits à Changwon et Masan.
• ◆Machines de fraisage et d'alésage à commande numérique. L'axe de la vis sans fin d'une table rotative à l'intérieur d'une fraiseuse 5 axes est soumis à des charges alternées continues. Un système de contrôle du jeu duplex permet de maintenir les dernières secondes d'arc d'erreur de positionnement dans les tolérances d'usinage, même après 20 000 heures de service.
• ◆Presses mécaniques avec commande par retour de position. Les presses à panneaux de carrosserie et les lignes d'emboutissage nécessitent un positionnement précis et répétable du piston. Un entraînement duplex sur l'accouplement du volant moteur assure le positionnement.
• ◆Entraînements réversibles protégés contre les chocs. Lorsque la charge en aval vient heurter violemment l'entraînement (comme dans certaines machines à bobiner), le réglage duplex empêche l'élargissement du jeu induit par l'impact qui dégrade d'autres entraînements à vis sans fin.
• ◆Positionnement précis des antennes et des radars. La précision de pointage des stations terrestres de défense et de télécommunications coréennes exige des ensembles duplex en raison de leurs performances répétables en sens inverse.
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Avantages par rapport aux entraînements à vis sans fin standard

Au-delà de l'avantage évident en matière de réduction des retours de flamme, un ensemble duplex présente plusieurs avantages moins évidents qui comptent pour les ingénieurs concepteurs après les premières semaines de service.

• ✦Contact dentaire géométriquement précis à chaque réglage. Contrairement aux méthodes excentriques ou à vis sans fin divisée, le réglage duplex laisse le schéma de contact inchangé.
• ✦Résolution du jeu très fine. Un mouvement de 10 µm sur la vis sans fin produit un changement de jeu d'environ 1 à 2 µm sur un ensemble M4 typique.
• ✦Insensibilité aux légères dérives de la distance au centre. Comme les dents duplex sont taillées selon des profils en développante, les petites déformations du logement dues aux charges de l'arbre ne provoquent pas d'interférences d'engrènement.
• ✦Réajustement tout au long de la durée de vie. Le variateur peut être réglé à un jeu quasi nul à plusieurs reprises sans remplacement de pièces, prolongeant ainsi sa durée de vie utile d'environ 50 à 100 %.
• ✦Capacité de charge maximale. Le réglage ne précharge jamais les dents, de sorte que la transmission conserve le couple nominal avec le rendement nominal même après de nombreuses années.
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Produits complémentaires pour disques duplex

Un ensemble vis sans fin duplex est rarement fourni seul. Les constructeurs coréens de machines-outils commandent généralement des roulements de butée axiaux appariés, des joints d'huile en FKM et un carter usiné CNC avec cales d'épaisseur incluses. Pour les petits équipementiers ne disposant pas de capacités de fabrication de carters en interne, l'ensemble complet peut être livré dans un emballage. réducteur à vis sans fin déjà réglé, rodé et étiqueté avec sa valeur de jeu mesurée.

Lorsque le système d'entraînement doit inclure un servomoteur pour le positionnement en boucle fermée, Réducteur à vis sans fin Cette gamme de moteurs accepte les moteurs à bride directe aux dimensions NEMA ou IEC. produits à engrenages à vis sans fin Le catalogue couvre toutes les paires duplex appariées, de l'entraxe de 40 mm à 250 mm.

Foire aux questions

Q : Quelle est la tolérance réelle atteinte par le réglage du jeu duplex ?

Avec un réglage initial correct et un jeu de vis DIN 5 ou DIN 6, le jeu final se situe aux alentours de ± 0,045 mm au niveau de la dent de référence sur un assemblage M4 standard. Les installateurs expérimentés atteignent ± 0,020 mm sur les modules plus petits. En dessous de cette valeur, la dérive thermique et la flexion de l'arbre deviennent les facteurs limitants, plutôt que la géométrie de l'engrenage.

Q : À quelle fréquence le variateur doit-il être réajusté au cours de sa durée de vie ?

L'intervalle typique de réglage est de 8 000 à 12 000 heures de fonctionnement pour les variateurs à indexation soumis à des exigences strictes en matière de jeu. Les variateurs supportant des charges plus légères peuvent fonctionner jusqu'à 20 000 heures entre deux réglages. Lorsque le bruit augmente ou que l'erreur de positionnement commence à s'accroître, il est généralement temps de procéder à un réglage.

Q : Pouvez-vous fournir un jeu de câbles duplex correspondant à un dessin client avec une valeur de différence de pas spécifique ?

Oui. La valeur du décalage d'hélice est un paramètre de conception essentiel d'une vis sans fin duplex et doit figurer sur le schéma. Si le client n'a pas de valeur de préférence, notre équipe d'ingénieurs en recommandera une en fonction de la plage de réglage du jeu requise et de la durée de vie prévue.

Q : Que se passe-t-il si le ver est installé dans la mauvaise orientation ?

L'entraxe semble supérieur à la valeur indiquée sur le schéma, et la transmission se bloque avant que la vis sans fin n'atteigne la limite de course axiale de l'alésage du logement. Si vous forcez l'assemblage, vous risquez d'endommager les dents dès les premiers tours. Vérifiez toujours le positionnement des flèches avant de serrer les boulons.

Q : La géométrie duplex modifie-t-elle l'efficacité de l'entraînement par rapport à un ensemble à vis sans fin standard ?

Aucun changement significatif. Le réglage duplex fonctionnant par sélection d'une section de filetage plutôt que par précontrainte des dents, le rendement est identique à celui de la géométrie du système vis sans fin et roue dentée. Les valeurs typiques sont de 82 à 88 % à un rapport de 20:1, soit les mêmes qu'avec un jeu standard de module et de précision équivalents.

Q : Quelles sont les exigences de lubrification applicables à un ensemble duplex ?

L'huile pour engrenages synthétique PAO, de norme ISO VG 220 ou VG 320, est la norme du secteur. Les dents duplex présentant une géométrie de contact légèrement différente sur leurs deux flancs, il est particulièrement important d'utiliser une huile synthétique à haute résistance du film d'huile. Les huiles minérales EP conviennent, mais nécessitent des vidanges plus fréquentes.

Q : Est-il possible de reconstituer le ver duplex par rétro-ingénierie à partir d'un échantillon défectueux ?

Oui, la machine à mesurer tridimensionnelle Mitutoyo de notre laboratoire de métrologie, qui prend en charge le coréen, peut capturer le profil à double filetage d'un échantillon de vis sans fin. Le délai de livraison pour un jeu duplex rétro-conçu est généralement de 30 à 40 jours ouvrables, car le réglage de la rectification pour chaque face doit être calculé à partir des données de mesure.

Q : Quel est le MOQ pour un ensemble duplex personnalisé ?

Pour une première production, cinq pièces sont nécessaires, ce qui permet à un fabricant de machines-outils de réaliser un prototype et quatre unités de production. Les commandes suivantes peuvent être réduites à deux pièces, car la configuration de rectification est déjà intégrée à notre programme CNC.

La voix du client

Kim Min-jae, constructeur de machines-outils, Changwon (mi-2025)
« Jeux duplex spécifiés pour la table rotative d'un nouveau centre d'usinage 5 axes. Le jeu axial cible était de 0,05 mm. Lors du premier montage, après la procédure de décalage axial recommandée, nous avons mesuré 0,042 mm, soit exactement la valeur cible. Trois machines ont été livrées à des clients finaux à ce jour, et la précision de positionnement lors de la certification du produit final a dépassé les spécifications pour les trois. »

Choi Seo-yeon, propriétaire d'un fabricant d'équipement d'origine (OEM) spécialisé dans l'indexage de précision, Seongnam (fin 2025)
« Nous fabriquons des indexeurs rotatifs pour la manipulation de plaquettes de semi-conducteurs. Le modèle Duplex d'Ever-Power a remplacé une marque européenne que nous utilisions depuis dix ans. La précision est identique, le délai de livraison est plus court de 40 £ et le prix unitaire est inférieur de 55 £. Les plans techniques qu'ils nous ont fournis avant l'usinage ont permis de déceler une erreur dans nos spécifications initiales, ce qui nous a évité de commander une pièce inutilisable. »

Nguyen Van Hung, ingénieur en presses à emboutir, Hanoï (début 2025)
« Nous modernisons d'anciennes presses mécaniques pour la fabrication de panneaux de carrosserie automobile. Nous avons ajouté un servomoteur de positionnement de vérin à entraînement duplex à trois machines. La répétabilité de 0,05 mm de ce servomoteur a stabilisé la boucle de rétroaction, contrairement à un entraînement à vis sans fin standard qui oscillait. Après seize mois de production, aucun jeu mécanique n'a été constaté. »

Park Ji-hoon, ingénieur en positionnement d'antennes, Daejeon (mi-2025)
« Nous avons commandé un ensemble duplex M3 pour la commande d'azimut d'une station terrestre de satellite. La précision de pointage requise était inférieure à 0,01 degré sur 360 degrés de course. Après installation et premier réglage du jeu, nous avons mesuré une erreur de pointage RMS de 0,007 degré, largement inférieure à la tolérance contractuelle. La documentation en coréen s'est avérée utile pour le test de réception devant le client. »

Sakura Ito, intégratrice robotique, Osaka (fin 2024)
« Nous avons utilisé des ensembles duplex dans un robot de prélèvement et de placement sur mesure pour une ligne d'assemblage de dispositifs médicaux. Le jeu au niveau de l'axe du poignet devait être inférieur à 0,03 mm et le rester pendant au moins 10 000 cycles de tests de qualification. Ever-Power a livré deux ensembles en 28 jours, et les deux unités ont réussi la qualification sans réglage intermédiaire. »

Lee Jun-ho, rénovateur de tables rotatives, Ulsan (début 2026)
« Nous avons remis à neuf une table d'indexage rotative de fabrication japonaise vieille de 25 ans pour une opération d'emboutissage. Le jeu de vis sans fin d'origine était usé ; Ever-Power a procédé à une rétro-ingénierie à partir de la vis défectueuse et l'a livrée en 32 jours. La table indexe désormais avec une précision de 8 secondes d'arc, soit une précision supérieure aux spécifications d'origine de la machine. L'assistance technique de Séoul nous a accompagnés par visioconférence tout au long du rodage. »