Les systèmes à mouvement linéaire sont exposés à une gamme d’environnements industriels extrêmes. Des spécifications et une sélection minutieuses des composants du système de mouvement, ainsi qu'un examen technique réfléchi, peuvent atténuer les risques dans des conditions industrielles difficiles.

Une étape cruciale dans la conception de tout système mécanique à mouvement linéaire consiste à comprendre les conditions environnementales dans lesquelles le système fonctionnera. Les principales considérations de conception comprennent : les températures, les niveaux de poussière et de saleté, l'exposition aux produits chimiques, les processus de lavage, les vibrations et les chocs, les rayonnements, ainsi que tout autre facteur environnemental pertinent pouvant être rencontré par le système de mouvement. Assurez-vous de documenter ces facteurs clés avant la sélection des matériaux. Capturez les données réelles et étudiez les codes d'erreur des produits précédents pour vous assurer que vous travaillez avec des faits plutôt que des opinions.

Tirez parti de l’expertise en matière d’application de votre chaîne d’approvisionnement pour sélectionner les composants de mouvement linéaire appropriés en choisissant les matériaux, revêtements et lubrifiants appropriés en fonction des données que vous avez collectées. Ensuite, développez un plan de validation des tests robuste comprenant à la fois des tests de durabilité et des tests environnementaux afin de garantir que les matériaux que vous avez choisis offriront la durée de vie et la facilité d'entretien que vous attendez. Envisagez également d'utiliser des tests de durée de vie hautement accélérés (HALT), qui imposent des contraintes environnementales de plus en plus sévères, atteignant un niveau bien au-delà de ce que l'équipement verra en service. HALT est généralement effectué pendant la phase de développement pour 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 basés sur le Web simplifie la tâche de choix des matériaux de composants appropriés pour tenir compte des aspects environnementaux de la conception de systèmes de mouvement linéaire. Vous entrez les paramètres d'application clés que l'outil entre dans les calculs, tels que la charge/durée de vie des roulements linéaires, la charge/durée de vie des vis à billes et la vitesse critique de la vis à billes. Vous saisissez également les conditions environnementales qui sont essentielles au choix du matériau, de la stratégie de couverture et du schéma de lubrification appropriés. Par exemple, vous pouvez sélectionner :

• Eau/pulvérisation chimique/brouillard
• Impact/application de presse/vibration
• Nombre de particules de poussière modéré à élevé
• Lavage à haute pression/température
• Projection d'eau/produit chimique,
• Salle blanche

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

Caractéristiques des composants
Le guide à billes ou le rail de roulement, l'arbre ou la surface en aluminium supporteront le roulement et sont généralement disponibles en acier standard, en acier inoxydable, plaqué Armoloy ou chromé. Les roulements linéaires fournissent la capacité de charge et de moment du système. Les exemples incluent les roulements à billes linéaires sur rail rond, les rails profilés, les guides de roue ou les guides en polymère. La plupart sont disponibles sous forme de roulements linéaires standard résistants à la corrosion (« CR ») ou de roulements lisses en polymère. Les options de matériel pour les vis, boulons et écrous qui maintiennent ensemble l'unité linéaire sont généralement disponibles en version standard ou en acier inoxydable. Le revêtement d'étanchéité ou de protection d'une unité linéaire offre des options allant de l'absence de couvercle au soufflet, au carénage ou au boîtier (étanchéité idéale). Enfin, des options de graisse standard ou de graisse pour salle blanche sont disponibles pour la lubrification au sein de l'unité linéaire.

1 • Solutions par environnement : Propre—Cet environnement est caractérisé comme un environnement d'atelier d'usinage. Vous pouvez vous attendre à ce que certaines particules en suspension dans l’air et un certain degré d’humidité soient présents ; cependant, le personnel fonctionnerait généralement dans cet environnement sans aucune forme d'équipement de protection (masques, respirateurs, cagoules anti-poussière ou chimiques).

Solution:
• Guide-balle : 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 il y a peu de risque de particules ou de corrosion.

2 • Nombre de particules de poussière modéré à élevé—Cet environnement est caractérisé par suffisamment de particules en suspension dans l'air pour obliger un opérateur à porter une certaine forme de protection respiratoire. Les usines de papier 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-balle : Standard
• Roulement linéaire : Standard
• Matériel : standard
• Couverture : fermée (idéale), une enveloppe ou un soufflet peut être acceptable.
• Lubrification : Standard

Raison de cet ensemble de solutions :Les composants en acier standard sont acceptables puisqu’il n’y a pas de problème de corrosivité. Il s'agit plutôt d'empêcher la pénétration de particules dans le roulement, les chemins de guidage à billes et le mécanisme d'entraînement (qui peut être une vis ou une courroie). Pour les grosses particules, un couvercle à soufflet ou un revêtement en aluminium peut être acceptable. Pour les particules plus fines, le système de mouvement linéaire doit être doté d'un système d'étanchéité robuste qui protège les pièces internes mentionnées ci-dessus. Il existe deux options pour un tel sceau. Le premier est un joint à bande magnétique constitué de bandes magnétiques en acier inoxydable s'étendant d'une extrémité à l'autre du canal du système de support structurel. Les bandes sont fixées aux embouts et chargées par des ressorts pour maintenir la tension. Ils traversent une cavité dans le chariot afin que la bande soit soulevée des aimants juste devant et derrière le chariot lorsqu'il traverse le système. La deuxième technologie d'étanchéité potentielle, les bandes de couverture en plastique, utilise des bandes de caoutchouc conformes qui s'emboîtent avec l'extrusion de base, comme un sac de congélation zippé. Les profils à rainure et languette correspondants créent un joint labyrinthe qui empêche les particules d'entrer.

3 • Eau/éclaboussures de produits chimiquesh — Cet environnement représente une condition dans laquelle le produit peut être exposé à une éclaboussure intermittente de liquide. Une grande application d'impression, par exemple, où les réservoirs d'encre peuvent être changés périodiquement, ce qui entraîne des déversements occasionnels/accidentels. Le contact du fluide avec les guides linéaires dans cet environnement peut être le résultat 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 bille : chromé
• Roulement linéaire : résistant à la corrosion
• Quincaillerie : acier inoxydable
• Couverture : fermée (idéale) ou à 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 la technologie des roulements sur rail rond, cela signifierait un arbre chromé ou un arbre en acier inoxydable 440C. Les roulements linéaires doivent avoir des plaques de roulement chromées et des billes en acier inoxydable. Les roulements à billes et l'arbre en acier inoxydable plus souples entraînent généralement une réduction de charge de 30 %, ce qui doit être pris en compte dans le cadre de la conception. Pour les roulements sur rail profilé, un chromage fin et dense, tel que Duralloy, est recommandé. Les paliers lisses, souvent appelés guides-prismes, sont une alternative aux roulements. Les guides prismatiques sont un polymère technique à haute résistance à la corrosion chimique. Pour l'étanchéité, un soufflet peut suffire en fonction de la gravité de l'éclaboussure chimique, mais une unité complètement scellée est idéale.

4 • Pulvérisation/brouillard chimique à l'eau— Cette condition est un cran au-dessus de l'environnement décrit précédemment en termes de gravité. Ici, un spray ou un brouillard fait partie du processus et les guides linéaires seraient directement exposés à cet élément. Cela pourrait également être caractérisé comme un environnement de condensation similaire à celui que l’on trouve dans une application de réfrigération. Le liquide de refroidissement vaporisé sur les pièces de machines pendant le traitement fait également partie de cette classe. Dans ce scénario environnemental, le roulement et les guides seront en contact avec du fluide si aucune protection mécanique n'est offerte.

Solution:
• Guide à bille : 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 complètement étanche est indispensable. En raison de la nature sévère du spray chimique, il est également fortement recommandé d'éviter la technologie des roulements et d'utiliser des roulements guidés par prisme, comme indiqué précédemment. Pour la même raison, un système d’entraînement par vis à billes doit être évité autant que possible dans ces environnements. Au lieu de cela, un système d’entraînement par courroie en polyuréthane sera mieux adapté pour gérer l’environnement chimique corrosif.

5 • Température haute pression/lavage— Cet environnement décrit généralement une application de transformation alimentaire. Ici, les équipements peuvent être lavés sous pression assez fréquemment. Les lames seront non seulement en contact avec le liquide, mais subiront également une force considérable due au processus de nettoyage.

Solution:
• Guide à bille : chromé
• Roulement linéaire : résistant à la corrosion
• Quincaillerie : acier inoxydable
• Couverture : Pas de couverture
• Lubrification : Graisse standard ou éventuellement de qualité alimentaire ou haute température

Raison de cet ensemble de solutions :L'environnement de lavage fera rouiller les pièces en acier standard. Des roulements et des guides à billes chromés et résistants à la corrosion doivent être utilisés avec du matériel en acier inoxydable. Les guides prismatiques peuvent également être utilisés, mais doivent être évités dans les applications à haute température en raison de leur matériau polymère, qui n'est pas aussi résistant à la température que les éléments roulants à base de métal. L'unité linéaire doit être ouverte (sans joint) et comporter des raccords de purge ou des trous de drainage pour éliminer le liquide de lavage. Pour les applications à haute température, une graisse spéciale haute température peut être utilisée. Dans des cas de températures aussi élevées, tous les joints et autres éléments en plastique doivent être retirés du système.

6 • Salle blanche— Ici, nous faisons 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 bille : chromé
• Roulement linéaire : résistant à la corrosion et retrait 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 contenir un minimum de particules résultant de son mouvement. Des placages métalliques sont nécessaires pour éviter tout type de rouille. Il faut également retirer tous les éléments coulissants du système linéaire. Cela signifie qu'il n'y a pas de joints/racleurs dans les guides des roulements et pas de couvercle sur l'unité linéaire. Une graisse spéciale adaptée aux salles blanches doit être utilisée.

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

Solution:
• Guide-balle : Standard
• Roulement linéaire : palier lisse en polymère
• Matériel : standard
• Couverture : facultative
• Lubrification : Standard

Raison de cet ensemble de solutions :L'utilisation de bagues de type polymère, également appelées guides à prisme, comme indiqué précédemment, gère mieux les applications de charges de choc élevées que les éléments roulants. Dans de telles conditions, les éléments roulants peuvent se fissurer en deux ou coincer les pistes des éléments roulants du roulement en raison de leurs contacts point à point avec la surface du roulement. Les guides prismatiques permettent cependant une répartition égale de la charge sur la surface plane, 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.