リニアモーションシステムは、様々な過酷な産業環境にさらされます。モーションシステムコンポーネントの慎重な仕様選定と選定、そして綿密なエンジニアリングレビューにより、過酷な産業環境におけるリスクを軽減することができます。

あらゆる機械式直線運動システムを設計する上で重要なステップは、システムが動作する環境条件を理解することです。設計上の重要な考慮事項には、温度、埃や汚れのレベル、化学物質への曝露、洗浄プロセス、振動や衝撃荷重、放射線、そしてモーションシステムが遭遇する可能性のあるその他の関連する環境要因が含まれます。材料選定前に、これらの重要な要因を必ず文書化してください。実際のデータを取得し、以前の製品の故障コードを調べることで、意見ではなく事実に基づいて作業を進めることができます。

サプライチェーンのアプリケーション専門知識を活用し、収集したデータに基づいて適切な材料、コーティング、潤滑剤を選択することで、最適なリニアモーションコンポーネントを選定します。次に、耐久性試験と環境試験の両方を含む堅牢な試験検証計画を策定し、選択した材料が期待どおりの寿命と保守性を提供することを確認します。また、機器の稼働中に発生するレベルをはるかに超えるレベルまで、段階的に厳しい環境ストレスを与える高加速寿命試験（HALT）の導入も検討してください。HALTは通常、開発段階で実施され、設計上の問題や限界部品を除外します。

環境を考慮したコンポーネントの選択
新世代のWebベースのサイジング・選定ツールは、リニアモーションシステム設計における環境側面を考慮した適切な部品材料の選定作業を簡素化します。リニアベアリングの荷重寿命、ボールねじの荷重寿命、ボールねじの臨界速度など、主要なアプリケーションパラメータを入力すると、ツールが計算に入力します。また、適切な材料、カバー方法、潤滑方式の選択に重要な環境条件も入力できます。例えば、以下の項目を選択できます。

• 水/化学噴霧/霧
• 衝撃/圧力の適用/振動
• 中程度から重度の塵粒子数
• 高圧/高温洗浄
• 水/化学物質の飛散、
• クリーンルーム

アプリケーションでは、環境条件に対応するために、クロムメッキ、ステンレス鋼部品、ポリマーすべり軸受などのリニアスライド機能を推奨します。

コンポーネントの機能
ボール ガイドまたはベアリング レール、シャフト、またはアルミニウム表面がベアリングを支持し、通常は標準の鋼、ステンレス鋼、Armoloy メッキ、またはクロム メッキから選択できます。リニア ベアリングは、システムの荷重およびモーメント荷重能力を提供します。例としては、丸型レール リニア ボール ブッシング ベアリング、プロファイル レール、ホイール ガイド、またはポリマー ガイドがあります。ほとんどは、標準の耐腐食性 (「CR」) リニア ベアリングまたはポリマー プレーン ベアリングとして選択できます。リニア ユニットをまとめるネジ、ボルト、ナットのハードウェア オプションは、通常、標準またはステンレス鋼として選択できます。リニア ユニットのシールまたは保護カバーには、カバーなしから、ベローズ、シュラウド、密閉型 (理想的なシール) まで、さまざまなオプションがあります。最後に、リニア ユニット内の潤滑には、標準グリースまたはクリーン ルーム グリースのオプションを選択できます。

1 • 環境別ソリューション：クリーン—この環境は機械工場の環境として特徴付けられます。空気中の粒子やある程度の湿度が存在することが予想されますが、通常、作業員は保護具（マスク、呼吸器、局所防塵・防薬品フードなど）を着用せずにこの環境で作業を行います。

解決：
• ボールガイド：標準
• リニアベアリング：標準
• ハードウェア: 標準
• カバー: カバーなし
• 潤滑：標準グリース

このソリューション セットの理由:これらの環境では、粒子状物質や腐食の懸念がほとんどないため、標準的なアルミニウムおよびスチール部品が許容されます。

2 • 中程度から重度の粉塵粒子数—この環境は、作業員が何らかの呼吸保護具を着用する必要があるほどの量の浮遊粒子が存在することを特徴としています。製紙工場や大型工業用研磨機を備えた工場などは、粉塵粒子数が多い環境の例です。

解決：
• ボールガイド：標準
• リニアベアリング：標準
• ハードウェア: 標準
• カバー：密閉型（理想的）、シュラウドまたはベローズでも可
• 潤滑：標準

このソリューション セットの理由:腐食性の懸念がないため、標準的な鋼製部品は使用可能です。むしろ、ベアリング、ボールガイドトラック、および駆動機構（ネジまたはベルト）への粒子の侵入を防ぐことが懸念されます。大きな粒子の場合は、ベローズカバーまたはアルミニウム製シュラウドカバーが適している可能性があります。より微細な粒子の場合は、直線運動システムには、上記の内部部品を保護する堅牢なシーリングシステムが必要です。このようなシールには2つの選択肢があります。1つ目は、構造支持システムのチャネルの一端から他端まで伸びるステンレス鋼製の磁気バンドで構成される磁気ストリップシールです。このバンドはエンドキャップに固定され、張力を維持するためにバネ仕掛けになっています。バンドはキャリッジ内の空洞を通過するため、キャリッジがシステム内を移動する際に、ストリップはキャリッジのすぐ前と後ろで磁石から浮き上がります。2つ目のシーリング技術として、プラスチック製カバーバンドが挙げられます。これは、ジップトップ式の冷凍用バッグのように、ベース押出成形部と連動する柔軟なゴムストリップを使用します。かみ合った舌状溝のプロファイルにより、微粒子を遮断するラビリンスシールが形成されます。

3 • 水/化学薬品の飛沫h — この環境は、製品が断続的に液体の飛散にさらされる可能性のある状況を表します。例えば、大規模な印刷アプリケーションでは、インクタンクが定期的に交換されるため、時折、あるいは偶発的に液体がこぼれる可能性があります。この環境におけるリニアガイドへの液体の接触は、製品の取り扱いミスや部品の位置ずれに起因する可能性がありますが、通常は通常の塗布プロセスには含まれません。

解決：
• ボールガイド：クロムメッキ
• リニアベアリング：耐腐食性
• ハードウェア：ステンレススチール
• カバー：密閉型（理想的）またはベローズ型でも可
• 潤滑：標準

このソリューション セットの理由:これらの用途では、ボールガイドとリニアベアリングは耐腐食性を備えていなければなりません。丸型レールベアリング技術の場合、これはクロムメッキまたは440Cステンレス鋼のシャフトを意味します。リニアベアリングには、クロムメッキのベアリングプレートとステンレス鋼のボールが必要です。より柔らかいステンレス鋼のボールベアリングとシャフトは通常、30%の荷重軽減をもたらすため、設計時に考慮する必要があります。プロファイルレールベアリングには、Duralloyなどの薄くて密度の高いクロムメッキが推奨されます。プリズムガイドと呼ばれることが多い滑り軸受は、転がり軸受の代替品です。プリズムガイドは、化学腐食に高い耐性を持つエンジニアリングポリマーです。シーリングには、薬品の飛散の程度によってはベローズで十分な場合もありますが、完全に密閉されたユニットが理想的です。

4 • 水化学噴霧/霧— この条件は、前述の環境よりも厳しさの点で一歩上です。ここではスプレーや霧がプロセスの一部であり、リニアガイドはこれらの要素に直接さらされます。これは、冷凍アプリケーションに見られるような凝縮環境とも言えます。加工中に機械部品に噴霧される冷却剤もこのクラスに含まれます。この環境シナリオでは、機械的な保護措置がない場合、ベアリングとガイドは流体と接触することになります。

解決：
• ボールガイド：クロムメッキ
• リニアベアリング：耐腐食性
• ハードウェア：ステンレススチール
• カバー：同封
• 潤滑：標準

このソリューション セットの理由:これらの用途では、完全に密閉されたユニットが必須です。また、薬剤噴霧の過酷な性質を考慮すると、前述の通り、転がり軸受技術の使用は避け、プリズムガイド軸受を使用することを強くお勧めします。同様の理由から、これらの環境では可能な限りボールねじ駆動システムの使用は避けるべきです。腐食性薬剤環境には、ポリウレタンベルト駆動システムがより適しています。

5 • 高圧高温洗浄— この環境は典型的には食品加工用途に当てはまります。ここでは、機器は加圧下で頻繁に洗浄される可能性があります。スライドは液体と接触するだけでなく、洗浄プロセスによってかなりの力も加わります。

解決：
• ボールガイド：クロムメッキ
• リニアベアリング：耐腐食性
• ハードウェア：ステンレススチール
• カバー: カバーなし
• 潤滑剤：標準グリース、または食品用グリース、高温用グリース

このソリューション セットの理由:洗浄環境下では、標準的な鋼製部品は錆びることがあります。ステンレス鋼製の部品と併せて、クロムメッキ加工された耐腐食性ベアリングとボールガイドを使用する必要があります。プリズムガイドも使用できますが、ポリマー素材を使用しているため、金属ベースの転動体ほど耐熱性が高くないため、高温用途には使用しないでください。リニアユニットは開放型（シーリングなし）とし、洗浄液を排出するためのパージフィッティングまたはドレン穴を設けてください。高温用途には、特殊な高温グリースを使用できます。このような高温環境では、すべてのシールおよびその他のプラスチック部品をシステムから取り外す必要があります。

6 • クリーンルーム— ここでは、一般的に ISO クラス 3 (クラス 1000 と呼ばれることもあります) のクリーン ルーム環境について言及していますが、一部のリニア ユニット製品ファミリはクラス 100 のクリーン ルーム環境用に構成できます。

解決：
• ボールガイド：クロムメッキ
• リニアベアリング：耐腐食性、シール/ワイパーの除去
• ハードウェア：ステンレススチール
• カバー: カバーなし
• 潤滑剤：クリーンルーム用グリース

このソリューション セットの理由:クリーンルーム環境では、リニアスライドの動作によって発生する微粒子を最小限に抑える必要があります。錆の発生を防ぐため、金属メッキが必要です。また、リニアシステムからすべての摺動部品を取り除く必要があります。つまり、ベアリングガイドにシールやワイパーを取り付けず、リニアユニットにカバーを取り付けないでください。クリーンルーム仕様の専用グリースを使用してください。

7 • 衝撃/圧力アプリ/振動—このアプリケーションは、多くの場合、複数の異なるプロセスによって特徴付けられます。選別装置に典型的に使用されるシェーカーや振動テーブルはこのカテゴリに該当します。初期の衝撃力学によりキャリッジやサドルに通常よりも高い負荷がかかるプレスアプリケーションも、このクラスのアプリケーションに含まれると考えられます。

解決：
• ボールガイド：標準
• リニアベアリング：ポリマー滑り軸受け
• ハードウェア: 標準
• カバー: オプション
• 潤滑：標準

このソリューション セットの理由:ポリマー製ブッシング（前述の通りプリズムガイドとも呼ばれる）は、転動体よりも高い衝撃荷重がかかる用途に適しています。このような条件下では、転動体が軸受面と点接触するため、転動体が半分に割れたり、転動体トラックに引っかかったりする可能性があります。一方、プリズムガイドは荷重を平面に沿って均等に分散するため、振動に対して理想的です。プリズムガイドは、粒子数に応じて、必要に応じてカバーと組み合わせて使用​​できます。