تتعرض أنظمة الحركة الخطية لمجموعة من البيئات الصناعية القاسية. إن التحديد الدقيق لمكونات أنظمة الحركة واختيارها بعناية، بالإضافة إلى مراجعة هندسية مدروسة، يمكن أن يخفف من المخاطر في الظروف الصناعية القاسية.

من الخطوات الأساسية في تصميم أي نظام حركة خطية ميكانيكية فهم الظروف البيئية التي سيعمل فيها النظام. تشمل اعتبارات التصميم الرئيسية: درجات الحرارة، ومستويات الغبار والأوساخ، والتعرض للمواد الكيميائية، وعمليات الغسيل، وحمل الاهتزاز والصدمات، والإشعاع، بالإضافة إلى أي عوامل بيئية أخرى ذات صلة قد يواجهها نظام الحركة. تأكد من توثيق هذه العوامل الرئيسية قبل اختيار المواد. سجّل بيانات فعلية وادرس رموز أعطال المنتجات السابقة لضمان العمل بناءً على حقائق واقعية لا آراء شخصية.

استفد من خبرة تطبيق سلسلة التوريد لديك لاختيار مكونات الحركة الخطية المناسبة، وذلك باختيار المواد والطلاءات ومواد التشحيم المناسبة بناءً على البيانات التي جمعتها. بعد ذلك، ضع خطة اختبار فعّالة تتضمن كلاً من المتانة والاختبارات البيئية لضمان أن المواد التي اخترتها ستوفر العمر الافتراضي وإمكانية الخدمة المتوقعة. فكّر أيضًا في استخدام اختبار العمر الافتراضي المتسارع للغاية (HALT)، الذي يُسبب ضغوطًا بيئية متزايدة الشدة، تصل إلى مستوى يتجاوز بكثير ما ستواجهه المعدات أثناء الخدمة. عادةً ما يُجرى اختبار HALT خلال مرحلة التطوير لاستبعاد مشاكل التصميم والمكونات الهامشية.

اختيار المكونات بناءً على الاعتبارات البيئية
يُبسّط الجيل الجديد من أدوات تحديد المقاسات والاختيار عبر الإنترنت مهمة اختيار مواد المكونات المناسبة لمراعاة الجوانب البيئية لتصميم أنظمة الحركة الخطية. تُدخل الأداة معلمات التطبيق الرئيسية التي تُدخلها في الحسابات، مثل حمل/عمر المحمل الخطي، وحمل/عمر اللولب الكروي، والسرعة الحرجة للولب الكروي. كما تُدخل الظروف البيئية الحاسمة لاختيار المادة المناسبة، واستراتيجية التغطية، ونظام التزييت. على سبيل المثال، يمكنك اختيار:

• الماء/الرذاذ الكيميائي/الضباب
• تطبيق التأثير/الضغط/الاهتزاز
• عدد جزيئات الغبار من متوسطة إلى ثقيلة
• الغسيل تحت الضغط العالي/درجة الحرارة العالية
• رش الماء/المواد الكيميائية،
• غرفة نظيفة

سيوصي التطبيق بميزات الشريحة الخطية - مثل طلاء الكروم، أو مكونات الفولاذ المقاوم للصدأ، أو محامل البوليمر البسيطة لمعالجة الظروف البيئية.

ميزات المكونات
سيدعم المحمل سكة توجيه الكرة أو المحمل أو العمود أو سطح الألومنيوم، وهو متوفر عادةً من الفولاذ القياسي أو الفولاذ المقاوم للصدأ أو مطلي بالأرمولي أو مطلي بالكروم. توفر المحامل الخطية قدرة النظام على تحمل الحمل والعزم. تشمل الأمثلة محامل جلبة الكرة الخطية ذات القضبان المستديرة، والقضبان الجانبية، وأدلة العجلات أو أدلة البوليمر. معظمها متوفر كمحامل خطية قياسية مقاومة للتآكل ("CR") أو محامل بوليمر عادية. تتوفر خيارات الأجهزة للبراغي والمسامير والصواميل التي تربط الوحدة الخطية معًا عادةً من الفولاذ القياسي أو الفولاذ المقاوم للصدأ. يوفر الختم أو الغطاء الواقي للوحدة الخطية خيارات تتراوح من عدم وجود غطاء على الإطلاق، إلى المنفاخ أو الكفن أو المغلق (الختم المثالي). وأخيرًا، تتوفر خيارات الشحم القياسي أو شحم الغرفة النظيفة للتزييت داخل الوحدة الخطية.

1 • الحلول حسب البيئة: نظيفة—تُعتبر هذه البيئة بيئة ورشة ماكينات. من المتوقع وجود بعض الجسيمات المحمولة جوًا ودرجة معينة من الرطوبة؛ ومع ذلك، عادةً ما يعمل الموظفون في هذه البيئة دون أي نوع من معدات الحماية (أقنعة، أجهزة تنفس، أغطية واقية من الغبار أو المواد الكيميائية).

حل:
• دليل الكرة: قياسي
• المحمل الخطي: قياسي
• الأجهزة: قياسية
• الغطاء: لا يوجد غطاء
• التزييت: شحم قياسي

سبب مجموعة الحلول هذه:تعتبر الأجزاء القياسية المصنوعة من الألومنيوم والصلب مقبولة في هذه البيئات حيث لا يوجد قلق كبير بشأن الجسيمات أو التآكل.

2 • عدد جزيئات الغبار المتوسطة إلى الثقيلةتتميز هذه البيئة بكمية كبيرة من الجسيمات المحمولة جوًا، مما يتطلب من العامل ارتداء جهاز حماية تنفسي. تُعد مصانع الورق والمصانع المزودة بآلات تلميع صناعية كبيرة أمثلة على البيئات التي تحتوي على نسبة عالية من جزيئات الغبار.

حل:
• دليل الكرة: قياسي
• المحمل الخطي: قياسي
• الأجهزة: قياسية
• الغطاء: مغلق (مثالي)، قد يكون الكفن أو المنفاخ مقبولاً
• التزييت: قياسي

سبب مجموعة الحلول هذه:المكونات الفولاذية القياسية مقبولة لعدم وجود أي قلق بشأن التآكل. بل إن القلق يكمن في منع دخول الجسيمات إلى المحمل، ومسارات توجيه الكرة، وآلية التشغيل (التي قد تكون برغيًا أو حزامًا). بالنسبة للجسيمات الكبيرة، قد يكون غطاء المنفاخ أو غطاء الألمنيوم مقبولًا. أما بالنسبة للجسيمات الدقيقة، فيجب أن يحتوي نظام الحركة الخطية على نظام إحكام متين يحمي الأجزاء الداخلية المذكورة أعلاه. هناك خياران لمثل هذا الختم. الأول هو ختم شريط مغناطيسي يتكون من أشرطة مغناطيسية من الفولاذ المقاوم للصدأ تمتد من أحد طرفي القناة في نظام الدعم الهيكلي إلى الطرف الآخر. تُثبت الأشرطة على أغطية الأطراف وتُحمل بنابض للحفاظ على الشد. تمر عبر تجويف في العربة بحيث يرتفع الشريط عن المغناطيسات أمام العربة وخلفها مباشرةً أثناء مرورها عبر النظام. أما تقنية الختم المحتملة الثانية، وهي أشرطة الغطاء البلاستيكية، فتستخدم شرائط مطاطية مرنة تتشابك مع قاعدة البثق، مثل أكياس التجميد ذات السحاب. إن ملفات تعريف اللسان والأخدود المتزاوجة تخلق ختمًا متاهة يمنع دخول الجسيمات.

3 • الماء / الرذاذ الكيميائيح - تُمثل هذه البيئة حالة قد يتعرض فيها المنتج لرذاذ سائل متقطع. على سبيل المثال، في تطبيقات الطباعة الكبيرة، قد تتغير خزانات الحبر دوريًا، مما يؤدي إلى انسكاب عرضي أو عرضي. قد يكون ملامسة السائل للموجهات الخطية في هذه البيئة نتيجة سوء التعامل مع المنتج أو وجود مكونات خارج موضعها، ولكنه ليس عادةً جزءًا من عملية التطبيق الاعتيادية.

حل:
• دليل الكرة: مطلي بالكروم
• المحمل الخطي: مقاوم للتآكل
• الأجهزة: الفولاذ المقاوم للصدأ
• الغطاء: قد يكون مغلقًا (مثاليًا) أو منفاخًا مقبولًا
• التزييت: قياسي

سبب مجموعة الحلول هذه:في هذه التطبيقات، يجب أن تكون أدلة الكرات والمحامل الخطية مقاومة للتآكل. بالنسبة لتقنية محامل السكك الدائرية، يعني ذلك إما استخدام أعمدة مطلية بالكروم أو أعمدة من الفولاذ المقاوم للصدأ 440C. يجب أن تحتوي المحامل الخطية على صفائح مطلية بالكروم وكرات من الفولاذ المقاوم للصدأ. عادةً ما تؤدي محامل الكرات والأعمدة اللينة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ إلى تقليل الحمل بنسبة 30%، وهو ما يجب أخذه في الاعتبار كجزء من التصميم. بالنسبة لمحامل السكك ذات الشكل الجانبي، يُنصح باستخدام طلاء كروم رقيق وكثيف، مثل Duralloy. تُعد المحامل العادية، والتي غالبًا ما يشار إليها باسم أدلة المنشور، بديلاً عن محامل العناصر الدوارة. أدلة المنشور عبارة عن بوليمر مُصمم هندسيًا يتمتع بمقاومة عالية للتآكل الكيميائي. قد يكون المنفاخ كافيًا للعزل، وذلك حسب شدة تناثر المواد الكيميائية، ولكن الوحدة المغلقة تمامًا هي الخيار الأمثل.

4 • رذاذ/ضباب كيميائي مائي— تُعد هذه الحالة أعلى خطورةً من البيئة الموصوفة سابقًا. في هذه الحالة، يكون الرذاذ أو الضباب جزءًا من العملية، وتتعرض الأدلة الخطية مباشرةً لهذا العنصر. يمكن وصف هذه الحالة أيضًا بأنها بيئة تكاثف مشابهة لما هو موجود في تطبيقات التبريد. يُعدّ سائل التبريد المُتبخّر على أجزاء الآلة أثناء المعالجة أيضًا جزءًا من هذه الفئة. في هذه الحالة، يكون المحمل والأدلة على اتصال بالسائل في حال عدم وجود حماية ميكانيكية.

حل:
• دليل الكرة: مطلي بالكروم
• المحمل الخطي: مقاوم للتآكل
• الأجهزة: الفولاذ المقاوم للصدأ
• الغلاف: مغلق
• التزييت: قياسي

سبب مجموعة الحلول هذه:في هذه التطبيقات، لا بد من استخدام وحدة محكمة الغلق. ونظرًا لخطورة الرذاذ الكيميائي، يُنصح بشدة بتجنب استخدام تقنية محامل العناصر الدوارة واستخدام محامل موجهة بمنشور كما ذُكر سابقًا. وللسبب نفسه، يُنصح بتجنب استخدام نظام دفع لولبي كروي قدر الإمكان في هذه البيئات. وبدلًا من ذلك، يُعد نظام الدفع بالسير المصنوع من مادة البولي يوريثان أنسب للتعامل مع البيئات الكيميائية المسببة للتآكل.

5 • درجة حرارة عالية الضغط/الغسيل— تُوصف هذه البيئة عادةً لتطبيقات معالجة الأغذية. هنا، قد تُغسل المعدات تحت الضغط بشكل متكرر. لن تكون الشرائح على اتصال بالسوائل فحسب، بل ستتعرض أيضًا لقوة كبيرة من عملية التنظيف.

حل:
• دليل الكرة: مطلي بالكروم
• المحمل الخطي: مقاوم للتآكل
• الأجهزة: الفولاذ المقاوم للصدأ
• الغطاء: لا يوجد غطاء
• التزييت: شحم قياسي أو ربما شحم صالح للأكل أو شحم عالي الحرارة

سبب مجموعة الحلول هذه:بيئة الغسيل تُسبب صدأ الأجزاء الفولاذية القياسية. يجب استخدام محامل كروية وموجهات كروية مطلية بالكروم ومقاومة للتآكل مع مكونات من الفولاذ المقاوم للصدأ. يمكن أيضًا استخدام موجهات المنشور، ولكن يجب تجنبها في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية نظرًا لمادتها البوليمرية، والتي لا تتمتع بمقاومة درجات الحرارة نفسها التي تتمتع بها عناصر الدرفلة المعدنية. يجب أن تكون الوحدة الخطية مفتوحة (بدون مانع تسرب) ومجهزة بوصلات تطهير أو فتحات تصريف لإزالة سائل الغسيل. في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية، يمكن استخدام شحم خاص عالي الحرارة. في مثل هذه الحالات، يجب إزالة جميع موانع التسرب والعناصر البلاستيكية الأخرى من النظام.

6 • غرفة نظيفة— نحن نشير هنا بشكل عام إلى بيئة غرفة نظيفة من الفئة 3 وفقًا لمعيار ISO (يشار إليها أحيانًا باسم Class1000)، على الرغم من أنه يمكن تكوين بعض عائلات منتجات الوحدات الخطية لبيئة غرفة نظيفة من الفئة 100.

حل:
• دليل الكرة: مطلي بالكروم
• المحمل الخطي: مقاوم للتآكل بالإضافة إلى إزالة الأختام/المساحات
• الأجهزة: الفولاذ المقاوم للصدأ
• الغطاء: لا يوجد غطاء
• التشحيم: شحم الغرفة النظيفة

سبب مجموعة الحلول هذه:في بيئات الغرف النظيفة، يجب أن تكون حركة الشريحة الخطية محدودة للغاية. كما يلزم استخدام طلاء معدني لمنع أي نوع من الصدأ. ويجب أيضًا إزالة أي عناصر انزلاقية من النظام الخطي. هذا يعني عدم وجود أختام/مساحات في أدلة المحامل وعدم وجود غطاء على الوحدة الخطية. يجب استخدام شحم خاص مُخصص للغرف النظيفة.

7 • التأثير/الضغط على التطبيق/الاهتزاز—يتميز هذا التطبيق غالبًا بعمليات متعددة ومختلفة. وتندرج ضمن هذه الفئة الهزازات والطاولات الاهتزازية المرتبطة عادةً بمعدات الفرز. كما تُعتبر تطبيقات المكابس التي تُسبب أحمالًا أعلى من المعتاد على العربات أو السروج بسبب ديناميكيات الاصطدام الأولية جزءًا من هذه الفئة من التطبيقات.

حل:
• دليل الكرة: قياسي
• المحمل الخطي: محمل عادي من البوليمر
• الأجهزة: قياسية
• الغلاف: اختياري
• التزييت: قياسي

سبب مجموعة الحلول هذه:إن استخدام البطانات المصنوعة من البوليمر، والتي تُسمى أيضًا أدلة المنشور كما ذُكر سابقًا، يُعالج تطبيقات أحمال الصدمات العالية بشكل أفضل من عناصر التدحرج. في مثل هذه الظروف، قد تتشقق عناصر التدحرج إلى نصفين أو تُسبب تشويشًا في مسارات عناصر تدحرج المحمل بسبب تلامسها المباشر مع سطح المحمل. مع ذلك، تسمح أدلة المنشور بتوزيع الحمل بالتساوي على طول السطح الأملس، وهو مثالي للاهتزازات. يمكن دمج استخدام أدلة المنشور مع غطاء، عند الحاجة، حسب عدد الجسيمات.