선형 모션 시스템은 다양한 극한 산업 환경에 노출됩니다. 모션 시스템 구성 요소의 신중한 사양 및 선정, 그리고 면밀한 엔지니어링 검토를 통해 혹독한 산업 환경에서의 위험을 완화할 수 있습니다.

기계식 선형 모션 시스템을 설계하는 데 있어 중요한 단계는 시스템이 작동할 환경 조건을 이해하는 것입니다. 주요 설계 고려 사항은 온도, 먼지 및 오염 수준, 화학 물질 노출, 세척 공정, 진동 및 충격 하중, 방사선, 그리고 모션 시스템이 직면할 수 있는 기타 관련 환경 요인입니다. 재료를 선택하기 전에 이러한 주요 요인을 문서화해야 합니다. 실제 데이터를 수집하고 이전 제품의 오류 코드를 연구하여 의견이 아닌 사실에 기반하여 작업하는지 확인하십시오.

공급망의 적용 전문성을 활용하여 수집한 데이터를 기반으로 적절한 재료, 코팅 및 윤활제를 선택하여 적합한 선형 운동 부품을 선정하십시오. 다음으로, 선택한 재료가 기대하는 수명과 사용성을 제공하는지 확인하기 위해 내구성 및 환경 시험을 모두 포함하는 견고한 시험 검증 계획을 수립하십시오. 또한, 장비가 실제로 가동될 때 발생하는 환경 응력을 크게 넘어서는 수준까지 점진적으로 가혹한 환경 응력을 가하는 초가속 수명 시험(HALT)을 고려하십시오. HALT는 일반적으로 개발 단계에서 설계 문제와 부적합한 부품을 제거하기 위해 수행됩니다.

환경 고려 사항을 기반으로 구성 요소 선택
차세대 웹 기반 크기 조정 및 선택 도구는 선형 모션 시스템 설계의 환경적 측면을 고려하여 적절한 부품 재질을 선택하는 작업을 간소화합니다. 선형 베어링 하중/수명, 볼 스크류 하중/수명, 볼 스크류 임계 속도 등 도구가 계산에 입력하는 주요 적용 매개변수를 입력하세요. 또한 적절한 재질, 커버 전략, 윤활 방식 선택에 중요한 환경 조건도 입력할 수 있습니다. 예를 들어 다음을 선택할 수 있습니다.

• 물/화학 스프레이/안개
• 충격/압력 적용/진동
• 중간~심각한 먼지-입자 수
• 고압/고온 세척
• 물/화학물질 튀김,
• 클린룸

이 애플리케이션은 환경 조건을 해결하기 위해 크롬 도금, 스테인리스 스틸 구성 요소 또는 폴리머 플레인 베어링과 같은 선형 슬라이드 기능을 권장합니다.

구성 요소 기능
볼 가이드 또는 베어링 레일, 샤프트 또는 알루미늄 표면은 베어링을 지지하며 일반적으로 표준 강철, 스테인리스 강철, 아몰로이 도금 또는 크롬 도금으로 제공됩니다. 선형 베어링은 시스템의 하중 및 모멘트 하중 용량을 제공합니다. 예를 들어 원형 레일 선형 볼 부싱 베어링, 프로파일 레일, 휠 가이드 또는 폴리머 가이드가 있습니다. 대부분은 표준, 내식성("CR") 선형 베어링 또는 폴리머 플레인 베어링으로 ​​제공됩니다. 선형 유닛을 고정하는 나사, 볼트 및 너트의 하드웨어 옵션은 일반적으로 표준 또는 스테인리스 강철로 제공됩니다. 선형 유닛의 밀봉 또는 보호 커버는 커버가 전혀 없는 것부터 벨로우즈, 슈라우드 또는 밀폐형(이상적인 밀봉)까지 다양한 옵션을 제공합니다. 마지막으로, 선형 유닛 내부 윤활을 위해 표준 그리스 또는 클린룸 그리스 옵션을 사용할 수 있습니다.

1 • 환경별 솔루션: 깨끗한—이 환경은 기계 작업장으로 특징지어집니다. 공기 중 입자와 어느 정도의 습도가 존재할 수 있지만, 일반적으로 직원들은 어떠한 보호 장비(마스크, 방독면, 분진 또는 화학 물질 후드)도 착용하지 않고 작업합니다.

해결책:
• 볼 가이드: 표준
• 선형 베어링: 표준
• 하드웨어: 표준
• 커버 : 커버 없음
• 윤활: 표준 그리스

이 솔루션 세트의 이유:이러한 환경에서는 입자나 부식에 대한 우려가 거의 없으므로 표준 알루미늄 및 강철 부품이 허용됩니다.

2 • 중간~심각한 먼지 입자 수—이 환경은 작업자가 호흡기 보호 장비를 착용해야 할 만큼 충분한 공기 중 입자가 존재하는 것이 특징입니다. 제지 공장과 대형 산업용 연마기를 갖춘 공장은 먼지 입자 농도가 높은 환경의 예입니다.

해결책:
• 볼 가이드: 표준
• 선형 베어링: 표준
• 하드웨어: 표준
• 커버: 동봉형(이상적), 덮개 또는 벨로우즈가 허용될 수 있습니다.
• 윤활: 표준

이 솔루션 세트의 이유:표준 강철 부품은 부식성에 대한 우려가 없으므로 허용됩니다. 오히려 베어링, 볼 가이드 트랙 및 구동 장치(나사 또는 벨트)로 미립자가 유입되는 것을 방지하는 것이 중요합니다. 큰 입자의 경우 벨로즈 커버 또는 알루미늄 슈라우드 커버가 적합할 수 있습니다. 미세 입자의 경우, 선형 모션 시스템은 위에서 언급한 내부 부품을 보호하는 견고한 밀봉 시스템을 갖춰야 합니다. 이러한 밀봉에는 두 가지 옵션이 있습니다. 첫 번째는 구조 지지 시스템 채널의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지 스테인리스강 자석 밴드로 구성된 자기 스트립 밀봉입니다. 이 밴드는 엔드캡에 고정되고 스프링이 장착되어 장력을 유지합니다. 밴드는 캐리지의 공간을 통과하여 시스템을 통과할 때 캐리지 바로 앞과 뒤에서 자석에서 떨어지도록 합니다. 두 번째 잠재적 밀봉 기술인 플라스틱 커버 밴드는 지퍼백처럼 베이스 돌출부와 맞물리는 유연한 고무 스트립을 사용합니다. 텅 앤 그루브 프로필을 결합하면 미립자가 들어오지 못하게 하는 미로형 밀봉이 생성됩니다.

3 • 물/화학 물질 튀김h — 이 환경은 제품이 간헐적으로 액체가 튀는 환경에 노출될 수 있는 조건을 나타냅니다. 예를 들어, 잉크 저장 용기를 주기적으로 교체하여 간헐적/우발적으로 잉크가 튀는 대형 인쇄 작업이 있습니다. 이러한 환경에서 액체가 선형 가이드와 접촉하는 것은 제품을 잘못 취급하거나 구성 요소의 위치가 잘못되었기 때문일 수 있지만, 일반적으로 정상적인 작업 과정에는 포함되지 않습니다.

해결책:
• 볼 가이드: 크롬 도금
• 선형 베어링: 부식 방지
• 하드웨어: 스테인리스 스틸
• 커버: 밀폐형(이상형) 또는 벨로우즈가 허용될 수 있습니다.
• 윤활: 표준

이 솔루션 세트의 이유:이러한 용도에서는 볼 가이드와 리니어 베어링이 내식성이 있어야 합니다. 원형 레일 베어링 기술의 경우, 크롬 도금 또는 440C 스테인리스 스틸 샤프트를 사용해야 합니다. 리니어 베어링에는 크롬 도금 베어링 플레이트와 스테인리스 스틸 볼을 사용해야 합니다. 연성이 낮은 스테인리스 스틸 볼 베어링과 샤프트는 일반적으로 30%의 하중 감소 효과를 가져오므로 설계 시 이를 고려해야 합니다. 프로파일 레일 베어링의 경우, 듀랄로이와 같은 얇고 고밀도 크롬 도금을 권장합니다. 프리즘 가이드라고도 하는 플레인 베어링은 구름 베어링의 대안입니다. 프리즘 가이드는 화학적 부식에 대한 내성이 뛰어난 특수 폴리머 소재입니다. 밀봉의 경우, 화학 물질의 튐 정도에 따라 벨로우즈로도 충분할 수 있지만, 완전히 밀봉된 장치가 이상적입니다.

4 • 물 화학 스프레이/안개— 이 조건은 이전에 설명한 환경보다 심각도 측면에서 한 단계 더 높습니다. 여기서는 분무 또는 안개가 공정의 일부이며, 리니어 가이드가 이러한 요소에 직접 노출됩니다. 이는 냉동 응용 분야에서 발견되는 것과 유사한 응축 환경으로 특징지어질 수 있습니다. 가공 중 기계 부품에 분무되는 냉각수도 이 범주에 속합니다. 이러한 환경 시나리오에서 기계적 보호 장치가 제공되지 않으면 베어링과 가이드가 유체와 접촉하게 됩니다.

해결책:
• 볼 가이드: 크롬 도금
• 선형 베어링: 부식 방지
• 하드웨어: 스테인리스 스틸
• 표지: 동봉됨
• 윤활: 표준

이 솔루션 세트의 이유:이러한 용도에는 완전히 밀폐된 장치가 필수적입니다. 화학 물질 분무의 심각성 때문에 구름 베어링 기술은 피하고 앞서 언급한 프리즘 가이드 베어링을 사용하는 것이 좋습니다. 같은 이유로 이러한 환경에서는 가능하면 볼스크류 구동 시스템 사용을 피해야 합니다. 부식성 화학 환경을 처리하려면 폴리우레탄 벨트 구동 시스템이 더 적합합니다.

5 • 고압 온도/세척— 이 환경은 일반적으로 식품 가공 분야를 나타냅니다. 이 환경에서는 장비가 압력을 받아 매우 자주 세척될 수 있습니다. 슬라이드는 유체와 접촉할 뿐만 아니라 세척 과정에서 상당한 힘을 받게 됩니다.

해결책:
• 볼 가이드: 크롬 도금
• 선형 베어링: 부식 방지
• 하드웨어: 스테인리스 스틸
• 커버 : 커버 없음
• 윤활: 표준 그리스 또는 잠재적으로 식품 등급 또는 고온 그리스

이 솔루션 세트의 이유:세척 환경에서는 표준 강철 부품이 녹슬 수 있습니다. 크롬 도금 및 내식성 베어링과 볼 가이드를 스테인리스 스틸 하드웨어와 함께 사용해야 합니다. 프리즘 가이드도 사용할 수 있지만, 폴리머 소재로 제작되어 금속 기반 롤링 요소만큼 내열성이 떨어지므로 고온 환경에서는 사용하지 않는 것이 좋습니다. 선형 유닛은 밀폐되지 않은 개방형이어야 하며, 세척액을 제거하기 위한 퍼지 피팅이나 배수구가 있어야 합니다. 고온 환경에서는 특수 고온 그리스를 사용할 수 있습니다. 이러한 고온 환경에서는 모든 씰 및 기타 플라스틱 부품을 시스템에서 제거해야 합니다.

6 • 클린룸— 여기서는 일반적으로 ISO 클래스 3(때로는 클래스 1000이라고도 함) 클린룸 환경에 대해 언급하고 있지만, 일부 선형 장치 제품군은 클래스 100 클린룸 환경에 맞게 구성할 수 있습니다.

해결책:
• 볼 가이드: 크롬 도금
• 선형 베어링: 부식 방지 및 씰/와이퍼 제거
• 하드웨어: 스테인리스 스틸
• 커버 : 커버 없음
• 윤활: 클린룸 그리스

이 솔루션 세트의 이유:클린룸 환경에서는 리니어 슬라이드의 이동으로 인해 발생하는 미립자가 최소화되어야 합니다. 녹 발생을 방지하기 위해 금속 도금이 필요합니다. 또한 리니어 시스템에서 모든 슬라이딩 요소를 제거해야 합니다. 즉, 베어링 가이드에 씰/와이퍼가 없고 리니어 유닛에 커버가 없어야 합니다. 특수 클린룸 등급 그리스를 사용해야 합니다.

7 • 충격/압박 앱/진동—이 응용 분야는 종종 여러 가지 공정으로 특징지어집니다. 일반적으로 분류 장비와 관련된 셰이커와 진동 테이블이 이 범주에 속합니다. 초기 충격 역학으로 인해 캐리지나 새들에 정상보다 더 높은 하중을 가하는 프레스 응용 분야도 이 범주에 포함됩니다.

해결책:
• 볼 가이드: 표준
• 선형 베어링: 폴리머 플레인 베어링
• 하드웨어: 표준
• 커버: 선택 사항
• 윤활: 표준

이 솔루션 세트의 이유:앞서 언급했듯이 프리즘 가이드라고도 하는 폴리머 부싱을 사용하면 높은 충격 하중을 구름 요소보다 더 잘 처리할 수 있습니다. 이러한 조건에서 구름 요소는 베어링 표면과의 점대점 접촉으로 인해 반으로 갈라지거나 베어링 구름 요소 트랙이 막힐 수 있습니다. 그러나 프리즘 가이드는 평평한 표면을 따라 하중을 균등하게 분산시켜 진동에 이상적입니다. 필요한 경우 미립자 수에 따라 프리즘 가이드와 커버를 함께 사용할 수 있습니다.