リニアモーションシステムは、さまざま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と選択、および思慮深いエンジニアリング レビューにより、過酷な産業条件におけるリスクを軽減できます。

機械式直線運動システムを設計する際の重要なステップは、システムが動作する環境条件を理解することです。設計上の主な考慮事項には、温度、塵や汚れのレベル、化学薬品への曝露、洗浄プロセス、振動と衝撃負荷、放射線、およびモーション システムが遭遇する可能性のあるその他の関連環境要因が含まれます。材料を選択する前に、これらの重要な要素を必ず文書化してください。実際のデータを取得し、以前の製品の障害コードを調査して、意見ではなく事実に基づいて作業していることを確認します。

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て、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、適切な直線運動コンポーネントを選択します。次に、選択した材料が期待どおりの寿命と耐用性を提供することを確認するために、耐久性と環境テストの両方を含む堅牢なテスト検証計画を作成します。また、高度加速寿命試験 (HALT) の使用も検討してください。HALT では、機器の使用中に見られるレベルを大幅に超えるレベルまで徐々に厳しい環境ストレスを与えます。 HALT は通常、設計上の問題や限界コンポーネントを取り除くために開発段階で実施されます。

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および選択ツールにより、リニア モーション システム設計の環境面を考慮して適切なコンポーネント材料を選択するタスクが簡素化されます。リニア ベアリングの負荷/寿命、ボールネジの負荷/寿命、ボールネジの臨界速度など、ツールが計算に入力する主要なアプリケーション パラメータを入力します。また、適切な材料、カバー戦略、および潤滑方式を選択するために重要な環境条件も入力します。たとえば、次を選択できます。

• 水/化学スプレー/霧
・衝撃・加圧・振動
• 中程度から多量の粉塵粒子数
• 高圧/高温洗浄
• 水/化学薬品の飛沫、
・クリーンルーム

アプリケーションでは、環境条件に対処するために、クロムメッキ、ステンレス鋼コンポーネント、ポリマー製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の表面がベアリングをサポートし、通常は標準スチール、ステンレススチール、アーモロイメッキ、またはクロムメッキで入手できます。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、ラウンド レール リニア ボール ブッシュ ベアリング、プロファイル レール、ホイール ガイド、ポリマー ガイドなどがあります。ほとんどの製品は、標準の耐食性 (「CR」) リニア ベアリングまたはポリマー製滑りベアリングとして利用できます。リニアユニットを固定するネジ、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で入手できます。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) までの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使用できます。

1 • 環境別のソリューション: クリーン—この環境は機械工場の設定として特徴付けられます。ある程度の浮遊粒子とある程度の湿度が存在することが予想されます。ただし、職員は通常、いかなる保護具 (マスク、呼吸用保護具、局所粉塵または化学フード) も着用せずにこの環境で活動します。

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:粒子や腐食の心配がほとんどないため、標準のアルミニウムおよびスチール部品はこれらの環境で使用できます。

2 • 中程度から多量の粉塵粒子数—この環境は、オペレーターが何らかの呼吸保護具を着用する必要があるほど、浮遊粒子が多いという特徴があります。製紙工場や大型の工業用研磨機を備えた工場は、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が許容される場合があります。
• 潤滑: 標準

このソリューション セットの理由:腐食の心配がないため、標準的な鋼製部品を使用できます。むしろ、懸念されるのは、ベアリング、ボール ガイド トラック、および駆動機構 (ネジまたはベルトなど) への微粒子の侵入を防ぐことです。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 カバーが許容される場合があります。より微細な粒子の場合、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ル システムが必要です。このようなシールには 2 つのオプションがあります。 1 つ目は磁気ストリップ シールで、構造支持システムのチャネルの一方の端からもう一方の端まで延びるステンレス鋼の磁気バンドで構成されています。バンドはエンドキャップに固定されており、張力を維持するためにバネが仕掛けられています。それらはキャリッジ内のキャビティを通過するため、ストリップはシステムを横切るときにキャリッジの前後で磁石から持ち上げられます。 2 番目の潜在的なシーリング技術であるプラスチック カバー バンドは、ジップトップ フリーザー バッグのように、ベースの押出成形品と連動する準拠性のあるゴム ストリップを使用します。かみ合うさねはぎのプロファイルにより、微粒子の侵入を防ぐラビリンスシールが形成されます。

3 • 水/化学物質の飛沫h — この環境は、製品が断続的な液体の飛沫にさらされる可能性がある状態を表します。たとえば、大規模な印刷アプリケーションでは、インクのリザーバが定期的に変更され、その結果、偶発的または偶発的にインクがこぼれてしまう可能性があります。この環境におけるリニアガイドと流体の接触は、製品の誤った取り扱いやコンポーネントの位置のずれの結果である可能性がありますが、通常は通常の塗布プロセスの一部ではありません。

解決：
・ボールガイド：クロームメッキ
• リニアベアリング: 耐腐食性
• 金具: ステンレススチール
• カバー: 密閉型 (理想的) またはジャバラが許容される場合があります。
• 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食性を備えていなければなりません。ラウンド 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 ステンレス鋼シャフトのいずれかを意味します。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により、通常は 30% の負荷が軽減されますが、これを設計の一部として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、ジュラロイなどの薄くて緻密なクロムメッキを推奨します。プレーンベアリングはプリズムガイドとも呼ばれ、転動体ベアリングの代替品です。プリズムガイドは、化学的腐食に対して高い耐性を備えた人工ポリマーです。密閉には、化学薬品の飛沫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 • 水の化学スプレー/霧— この状態は、深刻度の点で前述の環境よりも 1 段階上です。ここではスプレーまたは霧がプロセスの一部であり、リニアガイドはこの要素に直接さらされます。これは、冷凍用途で見られるものと同様の凝縮環境として特徴付けることもできます。加工中に機械部品に噴霧されるクーラントもこのクラスの一部です。この環境シナリオでは、機械的保護が提供されていない場合、ベアリングとガイドが流体と接触します。

解決：
・ボールガイド：クロームメッキ
• リニアベアリング: 耐腐食性
• 金具: ステンレススチール
• カバー: 同梱
• 潤滑: 標準

このソリューション セットの理由:これらの用途には、完全に密閉されたユニットが必須です。化学スプレーの過酷な性質のため、前述したように転がり要素ベアリング技術を避け、プリズムガイド付きベアリングを使用することも強くお勧めします。同じ理由で、これらの環境ではボールねじ駆動システムの使用は可能な限り避けてください。代わりに、ポリウレタン製のベルトドライブ システムが、腐食性の化学環境の処理に適しています。

5 • 高温高圧/洗浄— この環境は通常、食品加工アプリケーションを表します。ここでは、機器が圧力を受けて頻繁に洗い流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を受けることになります。

解決：
・ボールガイド：クロームメッキ
• リニアベアリング: 耐腐食性
• 金具: ステンレススチール
• カバー: カバーなし
• 潤滑: 標準、または場合によっては食品グレードまたは高温用グリース

このソリューション セットの理由:洗浄環境では、標準のスチール部品が錆びる原因となります。クロムメッキの耐食性ベアリングとボールガイドをステンレス鋼のハードウェアと一緒に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、ポリマー材料が金属ベースの回転要素ほど耐熱性がないため、高温での用途では避けてください。リニアユニットは開いていて (密閉されていない)、洗浄液を除去するためのパージフィッティングまたはドレン穴がある必要があります。高温用途には、特殊な高温用グリースを使用できます。このような高温の場合には、すべてのシールおよびその他のプラスチック要素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— ここでは一般に ISO クラス 3 (クラス 1000 とも呼ばれる) 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 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：クロームメッキ
• リニアベアリング: 耐食性とシール/ワイパーの除去
• 金具: ステンレススチール
• カバー: カバーなし
・潤滑：クリーンルームグリース

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 スライドの移動による粒子の発生を最小限に抑える必要があります。あらゆる種類の錆を防ぐために金属メッキが必要です。また、リニア システムから滑り要素を取り除く必要もあります。これは、ベアリング ガイドにシール/ワイパーがなく、リニア ユニットにカバーがないことを意味します。クリーンルーム対応の特殊グリースを使用してください。

7 • 衝撃/プレスアプリ/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。通常、選別装置に関連するシェーカーや振動テーブルがこのカテゴリに分類されます。初期衝撃力学によりキャリッジまたはサドルに通常よりも高い負荷を与えるプレス用途も、このクラスの用途の一部とみなされます。

解決：
・ボールガイド：標準
• リニアベアリング: ポリマー製すべり軸受
• 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:前述のように、プリズム ガイドとも呼ばれるポリマー スタイルのブッシングを使用すると、転動体よりも高い衝撃荷重の用途にうまく対応できます。このような条件下では、転動体が軸受面と点と点で接触するため、転動体が半分に割れたり、軸受の転動体の軌道に引っかかったりする可能性があります。ただし、プリズム ガイドを使用すると、平面に沿って荷重を均等に分散できるため、振動に対しては理想的です。粒子数に応じて、必要に応じてプリズム ガイドをカバーと組み合わせて使用​​できます。