Les chariots glissants sur leurs rails, il est important maintenant de leur donner un entrainement de manière à pouvoir motoriser le déplacement. Cet entrainement va se faire au travers d'une vis sans fin. Sur cette vis va voyager un écrou qui sera solidaire au chariot. A chaque tour de la vis, cet écrou va se déplacer d'une distance équivalente au pas de la vis.
On peut trouver deux types de vis : les vis trapézoïdales et les vis à billes.
La vis trapézoïdale est la solution la moins chère. Au détriment d'un léger jeu et d'une force de frottement supérieure aux vis à billes.
La vis à billes, solution beaucoup plus chère, à l'avantage d'utiliser un écrou dans lequel des billes roulent sur le filet de la vis, ce qui permet d'avoir une meilleur précision mais aussi de minimiser le couple nécessaire pour faire tourner la vis:
Fixation de la vis
Il est nécessaire que la vis repose au moins en deux points (sinon elle tomberait) mais il est évident qu'on ne peut pas la solidariser avec un élément fixe, sinon elle ne tournerait plus ou avec beaucoup de frottement. La solution est d'utiliser des roulements à billes. Comme le montre l'animation ci-dessous extraite de wikipedia, le roulement est constitué d'une bague extérieure qui sera solidaire à la machine (fixe) et d'une bague intérieur qui est libre d'entrer dans un mouvement de rotation grâce à des petites billes situées entre les deux bagues. Il suffit dès lors de venir placer la vis à travers la petite bague pour que celle-ci soit bloquée dans toutes les directions de déplacement possible sans l'empêcher de tourner sur elle même. Deux roulements sont nécessaires par vis (un de chaque côté).
En pratique et en récup'!
Pour les vis mères, nous avons trouvé dans un magasin de construction des tiges filtées de 14mm de diamètre par 2mm de pas. En pratique ces tiges n'ont pas comme utilité des applications mécaniques, mais si on veille à choisir correctement les vis en les prennant les plus droites possible, le résultat y est. Ces tiges ont couté environ 2€ du mètre! De plus les boulons sont facilement trouvables ou fabricables soit même.
En ce qui concerne les roulements à billes, les prix peuvent très vite monter si on va voir du côté des constructeurs mécanique comme SKF. Le choix s'est tourné vers des roulements de roller-skate, ABEC5 608ZZ, ces roulements sont facilement trouvables chez Decathlon ou sur ebay pour environ 1€ la pièce. De plus, les billes sont protégées contre les crasses.
Malheureusement le travail n'est pas si simple, la tige filtée à un diamètre de 14mm et la bague intérieur du roulement un diamètre de 8mm. Il a donc été nécessaire de faire tourner la vis aux extrémité pour adapter le diamètre. Ce travail est la partie la plus compliquée à réaliser à mon sens car il est nécessaire de trouver quelqu'un qui possède un tour. Ce travail peut être réalisé à l'extérieur (compter environ 40€ le travail).
Il faut aussi faire attention que l'arbre du moteur aura aussi sa dimension (environ 6mm de diamètre pour un moteur norme NEMA23). Ainsi les plans de la vis font en sorte que le moteur puisse s'accoupler avec la vis:
Supports des roulements:
Les roulements qui supporteront les vis ont un diamètre extérieur de 22mm, il est donc nécessaire de réaliser un trou de cette dimension dans les supports.
Dans le cas de notre construction, la forme des profilés a été d'une grande utilité pour solidariser le support au reste du chassis. Ainsi le support de l'axe X et de l'axe Y sont dessinés ci-dessous:
Nous nous souviendrons que dans le chapitre précédent concernant le guidage nous avions déjà prévu l'emplacement de la vis sur le chariot Z.
Quelques liens:
Pour trouver des roulements de roller le plus simple est d'aller chez Decathlon ou de regarder sur ebay.
Pour les vis, supports, ... :