선형 모션 시스템은 다양한 극한 산업 환경에 노출됩니다. 모션 시스템 구성요소의 신중한 사양 및 선택은 물론 사려 깊은 엔지니어링 검토를 통해 열악한 산업 환경에서 위험을 완화할 수 있습니다.

기계적 선형 모션 시스템을 설계하는 데 있어서 중요한 단계는 시스템이 작동할 환경 조건을 이해하는 것입니다. 주요 설계 고려 사항에는 온도, 먼지 및 먼지 수준, 화학 물질 노출, 세척 프로세스, 진동 및 충격 부하, 방사선뿐만 아니라 모션 시스템에서 직면할 수 있는 기타 관련 환경 요인이 포함됩니다. 재료를 선택하기 전에 이러한 주요 요소를 문서화하십시오. 실제 데이터를 캡처하고 이전 제품의 결함 코드를 연구하여 의견이 아닌 사실을 바탕으로 작업하고 있는지 확인하십시오.

수집한 데이터를 기반으로 적절한 재료, 코팅 및 윤활제를 선택하여 공급망의 응용 전문 지식을 활용하여 적합한 선형 모션 부품을 선택하십시오. 다음으로, 선택한 재료가 기대하는 수명과 서비스 가능성을 제공하는지 확인하기 위해 내구성 및 환경 테스트를 모두 포함하는 강력한 테스트 검증 계획을 개발합니다. 또한 점차적으로 더 심각한 환경 스트레스를 제공하여 장비가 사용 가능한 것보다 훨씬 더 높은 수준으로 구축되는 HALT(고가속 수명 테스트)를 사용하는 것도 고려해 보십시오. HALT는 일반적으로 개발 단계에서 설계 문제와 주변 구성 요소를 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 구성 요소 재료를 선택하는 작업을 단순화합니다. 선형 베어링 하중/수명, 볼 나사 하중/수명, 볼 나사 임계 속도 등 도구가 계산에 입력하는 주요 응용 프로그램 매개변수를 입력합니다. 또한 올바른 재료, 피복 전략 및 윤활 방식을 선택하는 데 중요한 환경 조건을 입력합니다. 예를 들어 다음을 선택할 수 있습니다.

• 물/약품 스프레이/안개
• 충격/압력인가/진동
• 보통~많은 먼지 입자 수
• 고압/온도 세척
• 물/화학 물질이 튀는 경우,
• 클린룸

애플리케이션에서는 환경 조건을 해결하기 위해 크롬 도금, 스테인리스강 부품 또는 폴리머 플레인 베어링과 같은 선형 슬라이드 기능을 권장합니다.

구성요소 특징
볼 가이드 또는 베어링 레일, 샤프트 또는 알루미늄 표면은 베어링을 지지하며 일반적으로 표준 강철, 스테인리스 스틸, Armoloy 도금 또는 크롬 도금으로 제공됩니다. 선형 베어링은 시스템의 하중 및 모멘트 하중 성능을 제공합니다. 예로는 원형 레일 리니어 볼 부싱 베어링, 프로파일 레일, 휠 가이드 또는 폴리머 가이드가 있습니다. 대부분은 표준, 내부식성("CR") 선형 베어링 또는 폴리머 플레인 베어링으로 ​​제공됩니다. 선형 장치를 함께 고정하는 나사, 볼트 및 너트에 대한 하드웨어 옵션은 일반적으로 표준 또는 스테인리스 스틸로 제공됩니다. 선형 장치의 밀봉 또는 보호 커버는 커버가 전혀 없는 것부터 벨로우즈, 덮개 또는 밀폐형(이상적인 밀봉)까지 다양한 옵션을 제공합니다. 마지막으로 선형 장치 내 윤활을 위해 표준 그리스 또는 클린룸 그리스 옵션을 사용할 수 있습니다.

1 • 환경별 솔루션: Clean—이 환경은 기계 공장 환경으로 특징지어집니다. 일부 공기 중 입자와 어느 정도의 습도가 존재할 것으로 예상할 수 있습니다. 그러나 직원은 일반적으로 어떤 형태의 보호 장비(마스크, 인공호흡기, 지역 먼지 또는 화학 후드) 없이 이 환경에서 작업합니다.

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

이 솔루션 세트를 선택한 이유:미립자나 부식에 대한 우려가 거의 없으므로 표준 알루미늄 및 강철 부품은 이러한 환경에서 허용됩니다.

2 • 보통~많은 먼지 입자 수—이 환경은 작업자가 어떤 형태로든 호흡기 보호 장치를 착용해야 할 만큼 충분한 공기 중 입자가 있다는 특징이 있습니다. 대형 산업용 연마 기계를 갖춘 제지 공장과 공장은 먼지 입자 수가 많은 환경의 예입니다.

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

이 솔루션 세트를 선택한 이유:부식성에 대한 우려가 없기 때문에 표준 강철 부품이 허용됩니다. 오히려, 베어링, 볼 가이드 트랙 및 구동 장치(나사 또는 벨트일 수 있음)에 미립자가 유입되는 것을 방지하는 것이 중요합니다. 큰 입자의 경우 벨로우즈 커버 또는 알루미늄 슈라우드 커버가 허용될 수 있습니다. 더 미세한 입자의 경우 선형 모션 시스템에는 위에서 언급한 내부 부품을 보호하는 견고한 밀봉 시스템이 있어야 합니다. 이러한 인감에는 두 가지 옵션이 있습니다. 첫 번째는 구조적 지지 시스템의 채널 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지 연장되는 스테인리스 스틸 자기 밴드로 구성된 자기 스트립 씰입니다. 밴드는 엔드 캡에 고정되어 있으며 장력을 유지하기 위해 스프링이 장착되어 있습니다. 스트립은 캐리지의 구멍을 통과하여 시스템을 가로지르는 캐리지 바로 앞과 뒤의 자석에서 스트립이 들어올려집니다. 두 번째 잠재적인 밀봉 기술인 플라스틱 커버 밴드는 지퍼탑 냉동고 가방처럼 베이스 돌출부와 연동되는 호환 고무 스트립을 사용합니다. 텅 앤 그루브 프로파일을 결합하면 미립자를 차단하는 미로 씰이 생성됩니다.

3 • 물 / 화학물질 스플라스h — 이 환경은 제품이 간헐적으로 액체가 튀는 상황에 노출될 수 있는 조건을 나타냅니다. 예를 들어, 잉크 저장소가 주기적으로 변경되어 간헐적/우발적 유출이 발생할 수 있는 대규모 인쇄 응용 프로그램입니다. 이 환경에서 유체가 선형 가이드와 접촉하는 것은 제품을 잘못 취급하거나 부품 위치를 벗어난 결과일 수 있지만 일반적으로 정상적인 적용 프로세스의 일부가 아닙니다.

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

이 솔루션 세트를 선택한 이유:이러한 용도의 경우 볼 가이드와 선형 베어링은 부식 방지 기능을 갖추어야 합니다. 원형 레일 베어링 기술의 경우 이는 크롬 도금 또는 440C 스테인리스 스틸 샤프트를 의미합니다. 선형 베어링에는 크롬 도금 베어링 플레이트와 스테인리스 스틸 볼이 있어야 합니다. 더 부드러운 스테인레스 스틸 볼 베어링과 샤프팅은 일반적으로 30%의 부하 감소를 가져오며 이는 설계의 일부로 고려해야 합니다. 프로파일 레일 베어링의 경우 Duralloy와 같은 얇고 밀도가 높은 크롬 도금을 권장합니다. 프리즘 가이드라고도 하는 일반 베어링은 롤링 요소 베어링의 대안입니다. 프리즘 가이드는 화학적 부식에 대한 저항성이 높은 엔지니어링 폴리머입니다. 밀봉의 경우 화학 물질이 튀는 정도에 따라 벨로우즈로도 충분할 수 있지만 완전히 밀봉된 장치가 이상적입니다.

4 • 물, 화학 스프레이/안개— 이 조건은 심각도 측면에서 앞서 설명한 환경보다 한 단계 높은 것입니다. 여기서 스프레이나 안개는 공정의 일부이며 선형 가이드는 이 요소에 직접 노출됩니다. 이는 냉동 응용 분야에서 볼 수 있는 것과 유사한 응축 환경으로 특징지어질 수도 있습니다. 가공 중에 기계 부품에 분사되는 냉각수도 이 클래스에 속합니다. 이 환경 시나리오에서는 기계적 보호가 제공되지 않으면 베어링과 가이드가 유체와 접촉하게 됩니다.

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

이 솔루션 세트를 선택한 이유:이러한 애플리케이션의 경우 완전히 밀봉된 장치가 필수입니다. 화학 스프레이의 심각한 특성으로 인해 롤링 요소 베어링 기술을 피하고 앞서 언급한 프리즘 가이드 베어링을 사용하는 것이 좋습니다. 같은 이유로 이러한 환경에서는 가능하면 볼 스크류 구동 시스템을 피해야 합니다. 대신, 부식성 화학 환경을 처리하는 데는 폴리우레탄 벨트 구동 시스템이 더 적합합니다.

5 • 고압 온도/세척— 이 환경은 일반적으로 식품 가공 애플리케이션을 설명합니다. 여기에서는 장비가 압력을 받아 매우 자주 세척될 수 있습니다. 슬라이드는 유체와 접촉할 뿐만 아니라 청소 과정에서도 상당한 힘을 받게 됩니다.

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

이 솔루션 세트를 선택한 이유:세척 환경으로 인해 표준 강철 부품이 녹슬게 됩니다. 크롬 도금 및 부식 방지 베어링과 볼 가이드는 스테인리스 스틸 하드웨어와 함께 사용해야 합니다. 프리즘 가이드도 사용할 수 있지만 금속 기반 롤링 요소만큼 내열성이 떨어지는 폴리머 재질로 인해 고온 응용 분야에서는 피해야 합니다. 선형 장치는 열려 있어야 하며(밀봉 없음) 세척액을 제거하기 위한 퍼지 피팅 또는 배수 구멍이 있어야 합니다. 고온 용도의 경우 특수 고온 그리스를 사용할 수 있습니다. 이러한 고온의 경우 시스템에서 모든 씰과 기타 플라스틱 요소를 제거해야 합니다.

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

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

이 솔루션 세트를 선택한 이유:클린룸 환경의 경우 선형 슬라이드에는 움직임으로 인해 발생하는 미립자가 최소화되어야 합니다. 모든 종류의 녹을 방지하려면 금속 도금이 필요합니다. 또한 선형 시스템에서 슬라이딩 요소를 제거해야 합니다. 이는 베어링 가이드에 씰/와이퍼가 없고 선형 장치에 커버가 없음을 의미합니다. 특수 클린룸 등급 그리스를 사용해야 합니다.

7 • 충격/압력 App./진동—이 애플리케이션은 종종 여러 가지 다른 프로세스로 특징지어집니다. 일반적으로 분류 장비와 관련된 셰이커 및 진동 테이블이 이 범주에 속합니다. 초기 충격 역학으로 인해 캐리지나 안장에 일반 하중보다 더 높은 하중을 전달하는 프레스 응용 분야도 이 응용 분야의 일부로 간주됩니다.

해결책:
• 볼 가이드: 표준
• 선형 베어링: 폴리머 플레인 베어링
• 하드웨어: 표준
• 표지: 선택사항
• 윤활: 표준

이 솔루션 세트를 선택한 이유:앞서 언급한 바와 같이 프리즘 가이드라고도 불리는 폴리머 스타일 부싱을 사용하면 롤링 요소보다 충격 부하가 높은 응용 분야를 더 잘 처리할 수 있습니다. 이러한 조건에서 롤링 요소는 베어링 표면과의 점대점 접촉으로 인해 절반으로 갈라지거나 베어링 롤링 요소 트랙을 방해할 수 있습니다. 그러나 프리즘 가이드는 평평한 표면을 따라 하중을 균일하게 분산시켜 진동에 이상적입니다. 필요한 경우 미립자 수에 따라 프리즘 가이드를 커버와 결합할 수 있습니다.