Les systèmes de mouvement linéaire sont exposés à des environnements industriels extrêmes. Une spécification et une sélection rigoureuses des composants du système de mouvement, ainsi qu'une analyse technique approfondie, peuvent atténuer les risques dans des conditions industrielles difficiles.

Une étape cruciale de la conception de tout système de mouvement linéaire mécanique consiste à comprendre les conditions environnementales dans lesquelles il fonctionnera. Les principaux facteurs à prendre en compte pour la conception sont : les températures, les niveaux de poussière et de saleté, l'exposition aux produits chimiques, les processus de lavage, les vibrations et les chocs, les radiations, ainsi que tout autre facteur environnemental pertinent susceptible d'affecter le système de mouvement. Assurez-vous de documenter ces facteurs clés avant de choisir les matériaux. Collectez des données réelles et étudiez les codes d'erreur des produits précédents pour vous assurer de travailler sur des faits plutôt que sur des opinions.

Tirez parti de l'expertise applicative de votre chaîne d'approvisionnement pour sélectionner les composants de mouvement linéaire adaptés en choisissant les matériaux, revêtements et lubrifiants appropriés en fonction des données collectées. Ensuite, élaborez un plan de validation de tests rigoureux, incluant des tests de durabilité et des tests environnementaux, afin de garantir que les matériaux choisis offriront la durée de vie et la facilité d'entretien attendues. Envisagez également d'utiliser des tests de durée de vie hautement accélérés (HALT), qui imposent des contraintes environnementales progressivement plus sévères, jusqu'à un niveau bien supérieur à celui que l'équipement subira en service. Les HALT sont généralement réalisés pendant la phase de développement afin d'éliminer les problèmes de conception et les composants marginaux.

Choisir des composants en fonction de considérations environnementales
Une nouvelle génération d'outils de dimensionnement et de sélection en ligne simplifie le choix des matériaux des composants afin de prendre en compte les aspects environnementaux de la conception des systèmes de mouvement linéaire. Vous saisissez les paramètres clés de l'application que l'outil intègre aux calculs, tels que la charge/durée de vie des roulements linéaires, la charge/durée de vie des vis à billes et leur vitesse critique. Vous saisissez également les conditions environnementales essentielles au choix du matériau, de la stratégie de recouvrement et du schéma de lubrification appropriés. Par exemple, vous pouvez sélectionner :

• Eau/pulvérisation chimique/brouillard
• Application d'impact/de pression/vibration
• Nombre de particules de poussière modéré à élevé
• Lavage à haute pression/température
• Éclaboussures d’eau/de produits chimiques,
• Salle blanche

L'application recommandera des fonctionnalités de glissières linéaires, telles que le chromage, les composants en acier inoxydable ou les paliers lisses en polymère pour répondre aux conditions environnementales.

Caractéristiques des composants
Le guidage à billes, le rail de roulement, l'arbre ou la surface en aluminium soutiennent le roulement et sont généralement disponibles en acier standard, en acier inoxydable, en acier Armoloy ou en acier chromé. Les roulements linéaires assurent la capacité de charge et de moment du système. On peut citer par exemple les roulements à billes linéaires à rail rond, les rails profilés, les guides-roues ou les guides en polymère. La plupart sont disponibles en roulements linéaires standard, résistants à la corrosion (« CR ») ou en paliers lisses en polymère. Les vis, boulons et écrous qui maintiennent l'unité linéaire sont généralement disponibles en acier standard ou inoxydable. Le revêtement d'étanchéité ou de protection d'une unité linéaire offre des options allant de l'absence de revêtement à un soufflet, un capot ou un boîtier (étanchéité idéale). Enfin, une graisse standard ou pour salle blanche est disponible pour la lubrification de l'unité linéaire.

1 • Solutions par environnement : Propre—Cet environnement est caractérisé par un atelier d'usinage. On peut s'attendre à la présence de particules en suspension dans l'air et d'un certain degré d'humidité ; cependant, le personnel travaille généralement dans cet environnement sans aucun équipement de protection (masque, respirateur, cagoule anti-poussière ou anti-produits chimiques).

Solution:
• Guide-bille : Standard
• Roulement linéaire : Standard
• Matériel : Standard
• Couverture : Pas de couverture
• Lubrification : Graisse standard

Raison de cet ensemble de solutions :Les pièces standard en aluminium et en acier sont acceptables dans ces environnements car elles présentent peu de risques de particules ou de corrosion.

2 • Nombre de particules de poussière modéré à élevé—Cet environnement est caractérisé par une quantité suffisante de particules en suspension dans l'air pour nécessiter le port d'une protection respiratoire par l'opérateur. Les papeteries et les usines équipées de grandes machines de polissage industrielles sont des exemples d'environnements soumis à une forte concentration de particules de poussière.

Solution:
• Guide-bille : Standard
• Roulement linéaire : Standard
• Matériel : Standard
• Couverture : Fermée (idéale), un capot ou un soufflet peuvent être acceptables
• Lubrification : Standard

Raison de cet ensemble de solutions :Les composants en acier standard sont acceptables, car ils ne présentent aucun risque de corrosion. Il s'agit plutôt d'empêcher la pénétration de particules dans le roulement, les rails de guidage à billes et le mécanisme d'entraînement (qui peut être une vis ou une courroie). Pour les grosses particules, un soufflet ou un capot en aluminium peuvent être acceptables. Pour les particules plus fines, le système de mouvement linéaire doit être équipé d'un système d'étanchéité robuste protégeant les pièces internes mentionnées ci-dessus. Deux options s'offrent à vous pour ce type d'étanchéité. La première est un joint à bande magnétique, composé de bandes magnétiques en acier inoxydable s'étendant d'une extrémité à l'autre du canal du système de support structurel. Fixées aux embouts, ces bandes sont maintenues en tension par ressort. Elles traversent une cavité du chariot, de sorte que la bande est soulevée des aimants juste devant et derrière le chariot lors de son déplacement dans le système. La deuxième technologie d'étanchéité potentielle, les bandes de protection en plastique, utilise des bandes de caoutchouc souples qui s'imbriquent dans l'extrusion de base, comme un sac de congélation à fermeture éclair. Les profils à rainure et languette qui s'accouplent créent un joint labyrinthe qui empêche les particules de pénétrer.

3 • Éclaboussures d'eau / de produits chimiquesh — Cet environnement représente une condition où le produit peut être exposé à des projections intermittentes de fluide. Par exemple, dans une application d'impression de grande taille, les réservoirs d'encre peuvent être changés périodiquement, ce qui peut entraîner des déversements occasionnels ou accidentels. Le contact du fluide avec les guides linéaires dans cet environnement peut résulter d'une mauvaise manipulation du produit ou de composants mal positionnés, mais ne fait généralement pas partie du processus d'application normal.

Solution:
• Guide à billes : chromé
• Roulement linéaire : résistant à la corrosion
• Quincaillerie : Acier inoxydable
• Couverture : Fermée (idéale) ou un soufflet peut être acceptable
• Lubrification : Standard

Raison de cet ensemble de solutions :Pour ces applications, les guidages à billes et les roulements linéaires doivent être résistants à la corrosion. Pour les rails ronds, il est recommandé d'utiliser des arbres chromés ou en acier inoxydable 440C. Les roulements linéaires doivent être équipés de plaques chromées et de billes en acier inoxydable. Les roulements à billes et les arbres en acier inoxydable, plus souples, permettent généralement une réduction de charge de 30 %, un facteur à prendre en compte lors de la conception. Pour les rails profilés, un chromage fin et dense, tel que le Duralloy, est recommandé. Les paliers lisses, souvent appelés guides prismatiques, constituent une alternative aux roulements à éléments roulants. Les guides prismatiques sont fabriqués à partir d'un polymère technique hautement résistant à la corrosion chimique. Pour l'étanchéité, un soufflet peut suffire selon l'intensité des projections chimiques, mais une unité entièrement étanche est idéale.

4 • Pulvérisation/brouillard chimique à l'eau— Cette condition est d'une sévérité supérieure à celle décrite précédemment. Dans ce cas, une pulvérisation ou un brouillard fait partie du processus et les guides linéaires y sont directement exposés. On pourrait également caractériser cet environnement comme un environnement de condensation, similaire à celui rencontré dans une application de réfrigération. Le brouillard de liquide de refroidissement sur les pièces de la machine pendant le traitement entre également dans cette catégorie. Dans ce scénario, le roulement et les guides seront en contact avec le fluide en l'absence de protection mécanique.

Solution:
• Guide à billes : chromé
• Roulement linéaire : résistant à la corrosion
• Quincaillerie : Acier inoxydable
• Couverture : Ci-jointe
• Lubrification : Standard

Raison de cet ensemble de solutions :Pour ces applications, une unité entièrement étanche est indispensable. En raison de la forte exposition aux projections chimiques, il est fortement recommandé d'éviter les roulements à billes et d'utiliser des roulements à guidage prismatique, comme indiqué précédemment. Pour la même raison, un système d'entraînement par vis à billes est à éviter autant que possible dans ces environnements. Un système d'entraînement par courroie en polyuréthane sera plus adapté à la gestion de l'environnement chimique corrosif.

5 • Température haute pression/lavage à grande eau— Cet environnement décrit généralement une application de transformation alimentaire. Dans ce cas, les équipements peuvent être lavés à grande eau, sous pression, assez fréquemment. Les lames seront non seulement en contact avec le fluide, mais subiront également une force considérable lors du processus de nettoyage.

Solution:
• Guide à billes : chromé
• Roulement linéaire : résistant à la corrosion
• Quincaillerie : Acier inoxydable
• Couverture : Pas de couverture
• Lubrification : Graisse standard ou, potentiellement, de qualité alimentaire ou haute température

Raison de cet ensemble de solutions :L'environnement de lavage entraîne la rouille des pièces en acier standard. Des roulements et des guides à billes chromés et résistants à la corrosion doivent être utilisés, ainsi que de la visserie en acier inoxydable. Les guides prismatiques peuvent également être utilisés, mais doivent être évités pour les applications à haute température en raison de leur matériau polymère, moins résistant à la température que les éléments roulants métalliques. L'unité linéaire doit être ouverte (sans joint) et dotée de raccords de purge ou d'orifices de drainage pour évacuer le liquide de lavage. Pour les applications à haute température, une graisse spéciale haute température peut être utilisée. Dans ce cas, tous les joints et autres éléments en plastique doivent être retirés du système.

6 • Salle blanche— Nous faisons ici généralement référence à un environnement de salle blanche de classe ISO 3 (parfois appelé classe 1000), bien que certaines familles de produits d'unités linéaires puissent être configurées pour un environnement de salle blanche de classe 100.

Solution:
• Guide à billes : chromé
• Roulement linéaire : résistant à la corrosion et suppression des joints/racleurs
• Quincaillerie : Acier inoxydable
• Couverture : Pas de couverture
• Lubrification : Graisse pour salle blanche

Raison de cet ensemble de solutions :Pour les environnements de salle blanche, le coulisseau linéaire doit présenter un minimum de particules résultant de son mouvement. Des revêtements métalliques sont nécessaires pour prévenir toute forme de rouille. Il est également nécessaire de retirer tous les éléments coulissants du système linéaire. Cela signifie qu'il n'y a pas de joints/racleurs dans les guides de roulements ni de couvercle sur l'unité linéaire. Une graisse spéciale pour salle blanche doit être utilisée.

7 • Impact/Appui/Vibration—Cette application est souvent caractérisée par plusieurs procédés différents. Les secoueurs et les tables vibrantes généralement associés aux équipements de tri entrent dans cette catégorie. Les applications de presse qui imposeraient des charges supérieures à la normale aux chariots ou aux selles en raison de la dynamique d'impact initiale sont également considérées comme faisant partie de cette classe d'applications.

Solution:
• Guide-bille : Standard
• Roulement linéaire : Palier lisse en polymère
• Matériel : Standard
• Couverture : Facultatif
• Lubrification : Standard

Raison de cet ensemble de solutions :L'utilisation de bagues en polymère, également appelées guides prismatiques comme indiqué précédemment, supporte mieux les charges de choc élevées que les éléments roulants. Dans de telles conditions, les éléments roulants peuvent se fissurer en deux ou bloquer les pistes du roulement en raison de leurs contacts point à point avec la surface du roulement. Les guides prismatiques, quant à eux, permettent une répartition uniforme de la charge sur la surface lisse, ce qui est idéal pour les vibrations. L'utilisation de guides prismatiques peut être combinée à un couvercle, si nécessaire, en fonction du nombre de particules.