Des vis à billes utilisées dans les entraînements servoélectriques des grosses presses à poudres

Les vis à billes NSK série S-HTF permettent pour la première fois à l’important fabricant de presses à poudres Osterwalder AG d’employer des entraînements servoélectriques sur ses plus grosses machines à la place des entraînements hydrauliques classiques.

Implantée à Lyss (Suisse), la société Osterwalder s’appuie sur plus de 130 ans d’innovation technologique. Ses presses à poudres sont utilisées pour un nombre croissant d’applications à travers le monde, dont notamment les engrenages pour boîtes de vitesses d’automobiles et les outils destinés à l’usinage des métaux tels que les forets et les plaquettes indexables, tous éléments susceptibles d’être fabriqués en grandes quantités.

Après les séries de presses à poudres CA-SP Electric et CA-HM Electric introduites il y a environ cinq ans, Osterwalder propose actuellement une vaste gamme de machines et met  sur le marché un concept entièrement nouveau de technologie d’entraînement. La technologie à entraînement direct (TED) comprend des moteurs servoélectriques et des vis à billes NSK et remplace ainsi les entraînements hydrauliques jusque-là prépondérants dans ce domaine d’application.

Grâce à la TED, le pressage offre désormais une bien meilleure précision, car les variables de mesure de déplacement électrique et les critères d’ajustement sont plus faciles à définir et à programmer qu’avec les entraînements hydrauliques. En outre, les vis à billes présentent une rigidité supérieure à celle des cylindres hydrauliques, qui affichent un déplacement important en raison de la compressibilité du milieu fluide, rendant les pièces fabriquées par des presses à poudres servoélectriques plus homogènes.

Au départ, Osterwalder AG faisait appel à des vis à billes NSK série HTF dans les entraînements directs servoélectriques des séries CA-SP Electric et CA-HM Electric. Ces vis à billes autorisent des vitesses de déplacement très élevées, conjuguées à une précision et une rigidité supérieures. En même temps, chaque unité assure le transfert de forces axiales extrêmement élevées, et l’usure s’avère minimale même sous une forte charge et en conditions de cycles rapides. Le temps de cycle type d’une presse à poudres est de 3 secondes.

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Passage des HTF aux S-HTF

Le principe de l’entraînement TED a fait ses preuves au cours des cinq dernières années, pour des forces de pressage initialement de 160 kN, puis de 640 kN. Il était par conséquent tout à fait logique pour Osterwalder de passer à l’étape suivante et d’équiper ses grosses presses de cette technologie d’entraînement. Cependant, la série HTF de NSK, tout comme les vis à billes comparables d’autres fabricants, atteint ici ses limites en ce qui concerne la durée de vie nominale.

Dans le cadre de son programme de développement continu, NSK avait entre-temps conçu sa série de vis à billes S-HTF, qui arrivait à point nommé pour Osterwalder. Les vis à billes S-HTF offrent une plus forte capacité de charge dynamique tout en ayant les mêmes dimensions, et procurent une longévité sensiblement accrue. Ces caractéristiques de performances sont rendues possibles par l’utilisation d’un matériau exclusif NSK, capable de supporter non seulement de fortes charges mais dispensant en plus, grâce 
à un traitement thermique spécial, un équilibre optimisé entre la dureté et la ténacité. Ce matériau TF (Tough Force – Force de résistance élevée) empêche, entre autres, les impuretés dures du chemin de roulement de provoquer des entailles ou des protubérances, qui sont au contraire « lissées » sous l’effet des retournements répétitifs.

Selon les essais d’endurance réalisés au laboratoire de NSK, la technologie TF utilisée dans les vis à billes de la série S-HTF se traduit par une durée de vie multipliée par trois ainsi qu’une capacité de charge dynamique 30% supérieure par rapport à la série HTF, qui offrait déjà des valeurs très élevées en comparaison des vis à billes concurrentes.

EQUIP’PROD  •  N° 111 Juin 2019