Capacité de charge et durée de vie

L'extrait du catalogue d'élements standard de guidages linéaires de la socité INA montre un tableau indiquant, pour chaque type de glissière, les capacités de charge correspondantes.

 

 

 

 Définition de la capacité de charge

A partir de cette situation, industriellement, les constructeurs définissent les grandeurs suivantes :

  • La charge dynamique de base C, qui correspond au chargement du coulisseau obtenu à partir des forces dynamiques s'appliquant sur le système;
  • La charge statique de base Co, qui correspond au chargement du coulisseau obtenu à partir des forces statiques s'appliquant sur le système;
  • Les moments statiques selon chaque axe, Mox, Moy et Moz, calculés au point o (centre de la liaison glissière) à partir des efforts statiques s'appliquant sur le système.

Lorsque la direction de la charge ne coincide pas avec l'une des 2 directions principales (Oy ou Oz), on définit une charge équivalente P égale à la somme vectorielle des deux forces Fy et Fz.

Le schéma ci-contre illustre la situation de charge d'un guidage en translation. Globalement, le chariot peut supporter 2 forces Fy et Fz et 3 moments calculés au centre O de la liaison, Mox, Moy et Moz.

 

 

 

 Durée de vie d'un guidage à éléments roulants

Capacités de charge et durée de vie

Selon la norme DIN 636, la durée de vie d'un guidage à billes correspond à un parcours de 100 000m (soit 100km) sous les charges dynamiques de base. Attention, les constructeur d'extrême orient utilisent une autre norme dans laquelle la distance parcourue est de 50 000m, soit la moitié, ce qui peut induire des risques non négligeables d'erreur si l'on compare des indications de constructeurs européens et asiatiques (Casie = 1,25 CDIN europe).

Capacité de charge dynamique

Cette capacité dépend de la tenue à la fatigue d'une glissière et est en relation directe avec la durée de vie de ce composant. Elle dépend :

  • De la charge s'appliquant sur le système
  • De la vitesse de déplacement de la glissière
  • De la probabilité de voir apparaître les premiers disfonctionnements dus à l'usure du guidage.

Durée de vie nominale

Elle est déterminée par la durée de vie atteinte par 90% d'un lot de guidages soumis à des contraintes identiques correspondant à la capacité de charge dynamique correspondante.

Elle peut s'exprimer en m parcourus et en heures de fonctionnement à une vitesse de déplacement donnée. Les durées de vie sont légérement différentes selon que les éléments roulants sont des billes ou des rouleaux.

  • Durée de vie nominale en 100 000m : L = (C/P)p 
    avec C charge dynamique de base, P charge dynamique équivalente et p, exposant de durée (p = 3 pour des billes et p = 3,33 pour des rouleaux).

Durée d'utilisation réelle

Elle correspond à la durée de vie réelle d'un guidage, sachant que de nombreux facteurs peuvent amoindrir la durée de vie calculée, comme :

  • Des défauts d'alignement, créant des contraintes résiduelles entraînant des usures prématurées;
  • L'encrassement d'un guidage, une lubrification insuffisante ou des défuts d'étanchéité, accélérant l'usure des surfces en contact.