Os sistemas de movimento linear são expostos a uma variedade de ambientes industriais extremos. A especificação e a seleção cuidadosas dos componentes do sistema de movimento, bem como uma análise criteriosa da engenharia, podem mitigar os riscos em condições industriais adversas.

Uma etapa crítica no projeto de qualquer sistema mecânico de movimento linear é compreender as condições ambientais sob as quais o sistema operará. As principais considerações de projeto incluem: temperaturas, níveis de poeira e sujeira, exposição a produtos químicos, processos de lavagem, vibração e carga de choque, radiação, bem como quaisquer outros fatores ambientais pertinentes que possam ser enfrentados pelo sistema de movimento. Certifique-se de documentar esses fatores-chave antes da seleção do material. Colete dados reais e estude códigos de falhas de produtos anteriores para garantir que você esteja trabalhando com fatos e não com opiniões.

Aproveite a expertise em aplicações da sua cadeia de suprimentos para selecionar componentes de movimento linear adequados, escolhendo materiais, revestimentos e lubrificantes apropriados com base nos dados coletados. Em seguida, desenvolva um plano de validação de testes robusto, incluindo testes de durabilidade e ambientais, para garantir que os materiais escolhidos ofereçam a vida útil e a capacidade de manutenção esperadas. Considere também a utilização de testes de vida altamente acelerados (HALT), que fornecem tensões ambientais progressivamente mais severas, atingindo um nível significativamente superior ao que o equipamento suportará em serviço. O HALT geralmente é realizado durante a fase de desenvolvimento para eliminar problemas de projeto e componentes marginais.

Escolha de componentes com base em considerações ambientais
Uma nova geração de ferramentas de dimensionamento e seleção baseadas na web simplifica a tarefa de escolher os materiais de componentes apropriados, levando em conta os aspectos ambientais do projeto de sistemas de movimento linear. Você insere os principais parâmetros de aplicação que a ferramenta utiliza nos cálculos, como carga/vida útil do rolamento linear, carga/vida útil do fuso de esferas e velocidade crítica do fuso de esferas. Você também insere as condições ambientais que são cruciais para a escolha do material, da estratégia de cobertura e do esquema de lubrificação corretos. Por exemplo, você pode selecionar:

• Água/spray químico/névoa
• Aplicação de impacto/pressão/vibração
• Contagem de partículas de poeira moderada a alta
• Lavagem de alta pressão/temperatura
• Respingos de água/produtos químicos,
• Sala limpa

O aplicativo recomendará recursos de deslizamento linear — como cromagem, componentes de aço inoxidável ou mancais simples de polímero para atender às condições ambientais.

Características dos componentes
A guia de esferas ou trilho de rolamento, eixo ou superfície de alumínio suportará o rolamento e normalmente está disponível em aço padrão, aço inoxidável, revestido com Armoloy ou cromado. Os rolamentos lineares fornecem a capacidade de carga e momento do sistema. Exemplos incluem rolamentos de esferas lineares de trilho redondo, trilhos perfilados, guias de roda ou guias de polímero. A maioria está disponível como rolamentos lineares padrão resistentes à corrosão ("CR") ou mancais lisos de polímero. As opções de ferragens para os parafusos, porcas e parafusos que mantêm a unidade linear unida geralmente estão disponíveis como padrão ou aço inoxidável. A vedação ou cobertura protetora para uma unidade linear oferece opções que variam de nenhuma cobertura a fole, cobertura ou vedação fechada (vedação ideal). Finalmente, opções de graxa padrão ou graxa para sala limpa estão disponíveis para lubrificação dentro da unidade linear.

1 • Soluções por Meio Ambiente: Limpo—Este ambiente é caracterizado como um ambiente de oficina mecânica. É possível esperar a presença de algumas partículas em suspensão e algum grau de umidade; no entanto, o pessoal normalmente trabalharia neste ambiente sem qualquer tipo de equipamento de proteção (máscaras, respiradores, capuzes para poeira local ou químicos).

Solução:
• Guia de esferas: Padrão
• Rolamento Linear: Padrão
• Hardware: Padrão
• Capa: Sem capa
• Lubrificação: Graxa padrão

Motivo para este conjunto de soluções:Peças padrão de alumínio e aço são aceitáveis ​​nesses ambientes, pois há pouca preocupação com partículas ou corrosão.

2 • Contagem de partículas de poeira moderada a pesada—Este ambiente é caracterizado por partículas em suspensão no ar em quantidade suficiente para exigir que o operador use algum tipo de proteção respiratória. Fábricas de papel e fábricas com grandes máquinas de polimento industrial são exemplos de ambientes com alta concentração de partículas de poeira.

Solução:
• Guia de esferas: Padrão
• Rolamento Linear: Padrão
• Hardware: Padrão
• Cobertura: Fechada (ideal), mortalha ou fole podem ser aceitáveis
• Lubrificação: Padrão

Motivo para este conjunto de soluções:Componentes de aço padrão são aceitáveis, uma vez que não há preocupação com a corrosividade. Em vez disso, a preocupação é evitar a entrada de partículas no rolamento, nas pistas de guia de esferas e no mecanismo de acionamento (que pode ser um parafuso ou correia). Para partículas grandes, uma tampa de fole ou uma cobertura de alumínio podem ser aceitáveis. Para partículas mais finas, o sistema de movimento linear deve ter um sistema de vedação robusto que proteja as partes internas mencionadas acima. Há duas opções para tal vedação. A primeira é uma vedação de fita magnética, que consiste em bandas magnéticas de aço inoxidável que se estendem de uma extremidade do canal no sistema de suporte estrutural à outra. As bandas são fixadas às tampas das extremidades e acionadas por mola para manter a tensão. Elas passam por uma cavidade no carro, de modo que a fita é levantada dos ímãs logo à frente e atrás do carro à medida que atravessa o sistema. A segunda tecnologia de vedação potencial, as bandas de cobertura plástica, usam tiras de borracha flexíveis que se interligam com a extrusão da base, como um saco plástico para freezer com fecho zip. Perfis macho e fêmea acoplados criam uma vedação tipo labirinto que impede a entrada de partículas.

3 • Água / Respingos Químicosh — Este ambiente representa uma condição em que o produto pode ser exposto a respingos intermitentes de fluido. Uma aplicação de impressão de grande porte, por exemplo, onde os reservatórios de tinta podem ser trocados periodicamente, resultando em derramamentos ocasionais/acidentais. O contato do fluido com guias lineares neste ambiente pode ser resultado de manuseio incorreto do produto ou de componentes fora de posição, mas normalmente não faz parte do processo normal de aplicação.

Solução:
• Guia de esferas: cromada
• Rolamento Linear: Resistente à corrosão
• Ferragens: Aço inoxidável
• Cobertura: Fechada (ideal) ou fole podem ser aceitáveis
• Lubrificação: Padrão

Motivo para este conjunto de soluções:Para essas aplicações, as guias de esferas e os rolamentos lineares devem ser resistentes à corrosão. Para a tecnologia de rolamentos de trilhos redondos, isso significaria eixos cromados ou de aço inoxidável 440C. Os rolamentos lineares devem ter placas de rolamento cromadas e esferas de aço inoxidável. Os rolamentos de esferas e eixos de aço inoxidável mais macios normalmente resultam em uma redução de carga de 30%, o que deve ser considerado como parte do projeto. Para rolamentos de trilhos perfilados, recomenda-se uma cromagem fina e densa, como Duralloy. Mancais lisos, frequentemente chamados de guias prismáticas, são uma alternativa aos rolamentos de elementos rolantes. As guias prismáticas são um polímero projetado com alta resistência à corrosão química. Para vedação, foles podem ser suficientes, dependendo da gravidade do respingo químico, mas uma unidade completamente selada é o ideal.

4 • Spray/névoa química de água— Esta condição está um nível acima do ambiente descrito anteriormente em termos de severidade. Aqui, um spray ou névoa faz parte do processo e as guias lineares estariam diretamente expostas a esse elemento. Isso também poderia ser caracterizado como um ambiente de condensação semelhante ao encontrado em uma aplicação de refrigeração. O líquido de arrefecimento borrifado em peças da máquina durante o processamento também faz parte desta classe. Neste cenário ambiental, o mancal e as guias estarão em contato com o fluido se nenhuma proteção mecânica for oferecida.

Solução:
• Guia de esferas: cromada
• Rolamento Linear: Resistente à corrosão
• Ferragens: Aço inoxidável
• Capa: Inclusa
• Lubrificação: Padrão

Motivo para este conjunto de soluções:Para essas aplicações, uma unidade completamente selada é essencial. Devido à natureza severa da pulverização química, também é altamente recomendável evitar a tecnologia de rolamentos de elementos rolantes e utilizar rolamentos guiados por prisma, conforme observado anteriormente. Pelo mesmo motivo, sistemas de acionamento por fuso de esferas devem ser evitados sempre que possível nesses ambientes. Em vez disso, um sistema de acionamento por correia de poliuretano será mais adequado para lidar com o ambiente químico corrosivo.

5 • Temperatura de alta pressão/lavagem— Este ambiente normalmente descreve uma aplicação de processamento de alimentos. Aqui, o equipamento pode ser lavado, sob pressão, com bastante frequência. As lâminas não só estarão em contato com o fluido, como também sofrerão uma força considerável durante o processo de limpeza.

Solução:
• Guia de esferas: cromada
• Rolamento Linear: Resistente à corrosão
• Ferragens: Aço inoxidável
• Capa: Sem capa
• Lubrificação: graxa padrão ou, potencialmente, de grau alimentício ou de alta temperatura

Motivo para este conjunto de soluções:O ambiente de lavagem causará ferrugem em peças de aço padrão. Rolamentos e guias de esferas cromados e resistentes à corrosão devem ser utilizados juntamente com ferragens de aço inoxidável. Guias prismáticas também podem ser utilizadas, mas devem ser evitadas em aplicações de alta temperatura devido ao seu material polimérico, que não é tão resistente à temperatura quanto os elementos rolantes metálicos. A unidade linear deve ser aberta (sem vedação) e possuir conexões de purga ou furos de drenagem para remover o fluido de lavagem. Para aplicações de alta temperatura, pode ser utilizada graxa especial para altas temperaturas. Nesses casos de alta temperatura, todas as vedações e outros elementos plásticos devem ser removidos do sistema.

6 • Sala Limpa— Aqui, geralmente nos referimos a um ambiente de sala limpa ISO Classe 3 (às vezes chamado de Classe 1000), embora algumas famílias de produtos de unidades lineares possam ser configuradas para um ambiente de sala limpa Classe 100.

Solução:
• Guia de esferas: cromada
• Rolamento linear: resistente à corrosão e remoção de vedações/limpadores
• Ferragens: Aço inoxidável
• Capa: Sem capa
• Lubrificação: Graxa para sala limpa

Motivo para este conjunto de soluções:Para ambientes de sala limpa, a corrediça linear deve apresentar o mínimo de partículas resultantes de seu movimento. Revestimentos metálicos são necessários para evitar qualquer tipo de ferrugem. Também é necessário remover quaisquer elementos deslizantes do sistema linear. Isso significa que não há vedações/limpadores nas guias dos mancais e nenhuma cobertura na unidade linear. Deve-se utilizar graxa especial para salas limpas.

7 • Impacto/Pressão/Vibração— Esta aplicação é frequentemente caracterizada por diversos processos diferentes. Agitadores e mesas vibratórias, normalmente associados a equipamentos de triagem, se enquadram nesta categoria. Aplicações de prensas que impõem cargas maiores do que o normal aos carros ou selas devido à dinâmica de impacto inicial também são consideradas parte desta classe de aplicações.

Solução:
• Guia de esferas: Padrão
• Mancal linear: mancal liso de polímero
• Hardware: Padrão
• Capa: Opcional
• Lubrificação: Padrão

Motivo para este conjunto de soluções:O uso de buchas do tipo polímero, também chamadas de guias prismáticas, como observado anteriormente, lida melhor com aplicações de altas cargas de choque do que os elementos rolantes. Nessas condições, os elementos rolantes podem rachar ao meio ou travar as pistas dos elementos rolantes devido aos seus contatos ponto a ponto com a superfície do rolamento. As guias prismáticas, no entanto, permitem uma distribuição uniforme da carga ao longo da superfície plana, o que é ideal para vibrações. O uso de guias prismáticas pode ser combinado com uma capa, se necessário, dependendo da contagem de partículas.