Comment sécuriser un disque en rotation de manière à ce qu'il ne vacille pas

Pour une application d'impression 3D, il me faut un disque en rotation (que je vais faire tourner avec des moteurs pas à pas à engrenages) qui oscille le moins possible. Par oscillation, je veux dire qu'il ne fera que pivoter autour de son axe et non pas se déplacer d'un côté à l'autre.

L'objectif est de construire une imprimante 3D qui utilise les coordonnées polaires plutôt que les coordonnées cartésiennes traditionnelles. Au lieu d'utiliser des vis, je veux plutôt faire tourner deux disques. Le disque 1 est monté sur le disque 2 qui est monté sur une surface immobile. Si je peux faire tourner les deux avec précision, je devrais pouvoir imprimer en 3D. La question est donc de savoir comment puis-je les monter de sorte qu’ils ne nécessitent pas beaucoup de couple pour tourner et tournent avec précision autour de leur axe?

J'ai commandé des roulements de type Susan paresseux auprès de McMasterCar, mais ils vacillent trop sous l'utilisation. J'ai entendu dire qu'il existe des roulements axiaux et des butées et que ceux que j'ai commandés sont des butées. Devrais-je utiliser une combinaison des deux (et comment suggéreriez-vous de la monter?) Ou devrais-je utiliser le type diagonal qui combine les deux en un seul assemblage?

Le disque a un diamètre de 8 pouces et je voudrais garder l’assemblage mince. Le disque tourne parallèlement au sol; si je montais le roulement en dessous, il serait en compression.

Voici un croquis montrant l'un des axes:

Cette esquisse montre un aperçu de l'ensemble du système:

Les roulements nécessaires dépendront des charges et des vitesses de rotation impliquées.

Dans la situation que vous décrivez, vous aurez probablement une combinaison de charges axiales et de poussée, c’est-à-dire que la charge de poussée correspond au poids du disque et que les charges axiales proviennent du couple sur l’arbre d’entraînement provenant du couple d’entraînement et de charges inégalement réparties sur le disque.

Vous devez également prendre en compte la précision de l'alignement de votre assemblage. Différents types de roulements ont des tolérances différentes en matière de désalignement. Pour un arbre entraîné, vous avez généralement besoin d'une paire de roulements par arbre, de sorte qu'il soit soutenu en deux points afin de minimiser les charges de flexion sur les roulements.

Pour ce type de projet, la solution la plus pratique consiste souvent à utiliser des roulements de type "coussin d'oreiller" qui sont un assemblage comprenant le roulement et un boîtier avec des trous de fixation en tant qu'assemblage complet. Vous pouvez simplement monter le tout à un emplacement approprié votre structure sans avoir à concevoir et à construire un logement pour les roulements à partir de zéro. Là encore, vous devez procéder à une estimation des charges radiales et axiales et choisir un roulement adapté aux spécifications du fabricant.

Pensée supplémentaire : la situation que vous décrivez est globalement similaire à celle du moyeu d’une voiture à traction arrière; il serait donc utile de regarder la façon dont les moyeux sont conçus. Il se peut même qu'une unité de base disponible dans un véhicule / robot léger (ou peut-être un convoyeur industriel) soit la solution la plus simple au lieu de concevoir et de fabriquer quelque chose à partir de rien.