Dans tout système de mouvement, la compréhension du type et de la direction des charges appliquées et résultantes est essentielle pour déterminer la durée de vie des roulements et analyser leur déformation. Dans les systèmes de mouvement linéaire, on utilise généralement les coordonnées cartésiennes (X, Y et Z) pour définir la position et la direction des charges. En revanche, pour les composants rotatifs tels que les vis, les systèmes pignon-crémaillère ou les systèmes courroie-poulie, les charges sont généralement qualifiées d'axiales ou de radiales – une terminologie empruntée à la technologie des roulements rotatifs. Ces termes sont parfois également utilisés pour décrire les charges sur les guidages linéaires, bien que leur relation avec la direction de la charge puisse varier selon le fabricant et le type de guidage.

Nous allons ici examiner comment les charges radiales et axiales affectent les systèmes de mouvement linéaire et expliquer les termes couramment utilisés pour décrire les charges sur les guides linéaires.

Charges axiales : parallèles au sens de déplacement

Dans le domaine des roulements, les charges axiales sont définies comme celles s'exerçant parallèlement à l'axe de rotation (l'axe X). Cette terminologie est également utilisée pour les entraînements linéaires rotatifs, tels que les vis, les systèmes de courroies et de poulies ou les systèmes à crémaillère. Les charges axiales sont les forces que le système doit surmonter pour produire un mouvement ; elles sont aussi couramment appelées charges axiales de poussée. Dans les entraînements à billes et à vis-mère, les charges axiales peuvent également entraîner une déformation ou un flambage de l'arbre de la vis.

Notez que les guides linéaires ne supportent pas les charges axiales car leur unique degré de liberté (degré de mouvement) se situe le long de l'axe X.

Charges radiales : perpendiculaires au sens de déplacement

À l'instar des roulements rotatifs, la terminologie des entraînements linéaires définit les charges radiales comme celles s'exerçant perpendiculairement à l'axe de mouvement, selon les directions Y ou Z. (Il convient de noter que les charges s'exerçant selon un angle entre les trois axes orthogonaux peuvent être décomposées en composantes s'exerçant uniquement selon les axes X, Y ou Z.)

Les mécanismes d'entraînement linéaire étant conçus pour résister uniquement aux charges axiales — et non aux charges radiales —, ils sont généralement utilisés en conjonction avec des guides linéaires, qui supportent les charges radiales dans les directions Y (horizontale) ou Z (verticale).

Pour les guidages linéaires, la terminologie varie lorsqu'il s'agit de décrire les charges perpendiculaires à l'axe de déplacement, selon le type de guidage et selon que la charge s'exerce selon l'axe Y ou Z. Par exemple, les guidages linéaires à arbre rond étant rotatifs, on utilise généralement le terme « charge radiale ».

Pour les guidages linéaires non rotatifs — tels que les guidages à rails profilés, les guidages à rouleaux croisés ou les glissières à queue d'aronde — les charges radiales qui se produisent le long de l'axe Z sont souvent décrites comme des « charges normales », des « charges de traction » (pour celles dans la direction Z positive) ou des « charges de compression » (pour celles dans la direction Z négative).

Les charges s'exerçant le long de l'axe Y (horizontal, perpendiculaire à la direction du mouvement) sont souvent appelées « charges latérales » ou « charges transversales ». Il est important de noter que, bien que les guidages linéaires soient conçus pour supporter des charges dans les directions Y et Z, le type de roulement et la disposition des chemins de roulement peuvent entraîner des capacités de charge différentes selon les directions.

La nomenclature des charges sur les guides télescopiques, souvent montés latéralement, diffère de celle des autres guides linéaires. Pour les guides télescopiques, les charges radiales, verticales, s'exercent latéralement sur le guide. Les charges axiales, horizontales et perpendiculaires au sens de déplacement, s'exercent vers le haut du guide (ou s'en éloignent).