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

Um passo crítico no projeto de qualquer sistema mecânico de movimento linear é compreender as condições ambientais sob as quais o sistema irá operar. As principais considerações do 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 encontrados pelo sistema de movimento. Certifique-se de documentar esses fatores-chave antes da seleção do material. Capture dados reais e estude códigos de falha de produtos anteriores para garantir que você esteja trabalhando com fatos e não com opiniões.

Aproveite a experiência em aplicações de sua cadeia de fornecimento para selecionar componentes de movimento linear adequados, escolhendo materiais, revestimentos e lubrificantes apropriados com base nos dados coletados. Em seguida, desenvolva um plano robusto de validação de testes, incluindo testes ambientais e de durabilidade, para garantir que os materiais escolhidos proporcionarão a vida útil e a facilidade de manutenção esperadas. Considere também o uso de testes de vida altamente acelerados (HALT), que proporcionam tensões ambientais cada vez mais severas, atingindo um nível significativamente além do que o equipamento verá em serviço. O HALT geralmente é conduzido 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 materiais de componentes apropriados para levar em conta os aspectos ambientais do projeto do sistema de movimento linear. Você insere os principais parâmetros de aplicação que a ferramenta insere 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 críticas para a escolha do material, estratégia de cobertura e esquema de lubrificação corretos. Por exemplo, você pode selecionar:

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

A aplicação recomendará recursos de deslizamento linear – como cromagem, componentes de aço inoxidável ou mancais lisos de polímero para atender às condições ambientais.

Recursos do componente
A guia esférica ou o trilho do rolamento, o eixo ou a superfície de alumínio suportarão o rolamento e normalmente estão disponíveis em aço padrão, aço inoxidável, revestido com Armoloy ou cromado. Os rolamentos lineares fornecem a capacidade de carga e momento de carga do sistema. Os exemplos incluem rolamentos de buchas 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 rolamentos lisos de polímero. As opções de hardware para os parafusos, porcas e porcas que prendem a unidade linear geralmente estão disponíveis como padrão ou em aço inoxidável. A vedação ou cobertura protetora para uma unidade linear oferece opções que vão desde nenhuma cobertura até fole, cobertura ou fechada (vedação ideal). Finalmente, opções de graxa padrão ou graxa para sala limpa estão disponíveis para lubrificação dentro da unidade linear.

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

Solução:
• Guia de bola: Padrão
• Rolamento Linear: Padrão
• Hardware: Padrão
• Cobertura: Sem cobertura
• Lubrificação: Graxa padrão

Razão 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 transportadas pelo ar suficientes para exigir que o operador use alguma forma de proteção respiratória. Fábricas de papel e fábricas com grandes máquinas de polimento industrial são exemplos de ambientes sob forte contagem de partículas de poeira.

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

Razão para este conjunto de soluções:Componentes de aço padrão são aceitáveis, pois não há preocupação com a corrosividade. Em vez disso, a preocupação é evitar a entrada de partículas no rolamento, nas pistas da guia esférica e no mecanismo de acionamento (que pode ser um parafuso ou uma correia). Para partículas grandes, uma cobertura de fole ou uma cobertura de alumínio pode ser aceitável. Para partículas mais finas, o sistema de movimento linear deve ter um sistema de vedação robusto que proteja as partes internas mencionadas acima. Existem duas opções para esse selo. O primeiro é uma vedação de fita magnética que consiste em faixas magnéticas de aço inoxidável que se estendem de uma extremidade à outra do canal no sistema de suporte estrutural. As faixas são fixadas nas tampas e acionadas por mola para manter a tensão. Eles passam por uma cavidade no carro, de modo que a tira é levantada dos ímãs logo à frente e atrás do carro, à medida que atravessa o sistema. A segunda tecnologia de vedação potencial, as faixas de cobertura de plástico, usam tiras de borracha compatíveis que se interligam com a extrusão da base, como um saco para freezer com zíper. Os perfis macho e fêmea correspondentes criam uma vedação em labirinto que impede a entrada de partículas.

3 • Água / Respingos Químicosh — Este ambiente representa uma condição onde o produto pode ser exposto a respingos intermitentes de fluido. Uma grande aplicação de impressão, por exemplo, onde os reservatórios de tinta podem ser trocados periodicamente, resultando em derramamento ocasional/acidental. 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 bola: cromado
• Rolamento Linear: Resistente à corrosão
• Ferragens: Aço inoxidável
• Cobertura: fechada (ideal) ou com fole pode ser aceitável
• Lubrificação: Padrão

Razão para este conjunto de soluções:Para estas aplicações, as guias de esferas e os rolamentos lineares devem ser resistentes à corrosão. Para a tecnologia de rolamentos de trilho redondo, isso significaria um eixo cromado 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 trilho perfilado, recomenda-se um revestimento cromado fino e denso, como Duralloy. Os rolamentos lisos, frequentemente chamados de guias de prisma, são uma alternativa aos rolamentos de elementos rolantes. As guias do prisma são um polímero projetado com alta resistência à corrosão química. Para a vedação, o fole pode ser suficiente, dependendo da gravidade do respingo do produto químico, mas uma unidade completamente vedada é o ideal.

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

Solução:
• Guia de bola: cromado
• Rolamento Linear: Resistente à corrosão
• Ferragens: Aço inoxidável
• Capa: Fechada
• Lubrificação: Padrão

Razão para este conjunto de soluções:Para estas aplicações, uma unidade completamente selada é obrigatória. Devido à natureza severa da pulverização química, também é altamente recomendável evitar a tecnologia de rolamentos de elementos rolantes e usar rolamentos guiados por prisma, conforme observado anteriormente. Pela mesma razão, um sistema de acionamento por fuso de esferas deve ser evitado sempre que possível nesses ambientes. Em vez disso, um sistema de transmissão por correia de poliuretano será mais adequado para lidar com o ambiente químico corrosivo.

5 • Temperatura/lavagem de alta pressão— Este ambiente normalmente descreve uma aplicação de processamento de alimentos. Aqui, o equipamento pode ser lavado, sob pressão, com bastante frequência. As lâminas não apenas entrarão em contato com o fluido, mas também sofrerão uma força considerável no processo de limpeza.

Solução:
• Guia de bola: cromado
• Rolamento Linear: Resistente à corrosão
• Ferragens: Aço inoxidável
• Cobertura: Sem cobertura
• Lubrificação: Graxa padrão ou, potencialmente, de qualidade alimentar ou para alta temperatura

Razão para este conjunto de soluções:O ambiente de lavagem causará ferrugem nas peças de aço padrão. Rolamentos e guias de esferas cromados e resistentes à corrosão devem ser usados ​​junto com ferragens de aço inoxidável. Guias de prisma também podem ser usadas, 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 à base de metal. 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 usada graxa especial para alta temperatura. Nesses casos de altas temperaturas, todas as vedações e outros elementos plásticos devem ser removidos do sistema.

6 • Sala Limpa— Aqui estamos nos referindo geralmente 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 bola: cromado
• Rolamento Linear: Resistente à corrosão e remoção de vedações/limpadores
• Ferragens: Aço inoxidável
• Cobertura: Sem cobertura
• Lubrificação: graxa para sala limpa

Razão para este conjunto de soluções:Para ambientes de sala limpa, a corrediça linear deve ter 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. Isto significa que não há vedações/limpadores nas guias dos rolamentos e nenhuma tampa na unidade linear. Deve ser usada graxa especial para salas limpas.

7 • Impacto/Pressione App./Vibração—Esta aplicação é frequentemente caracterizada por vários processos diferentes. Agitadores e mesas vibratórias normalmente associados a equipamentos de classificação se enquadram nesta categoria. As aplicações de prensas que transmitiriam cargas superiores às normais em carros ou selas devido à dinâmica de impacto inicial também são consideradas parte desta classe de aplicações.

Solução:
• Guia de bola: Padrão
• Rolamento Linear: Rolamento liso de polímero
• Hardware: Padrão
• Capa: Opcional
• Lubrificação: Padrão

Razão para este conjunto de soluções:O uso de buchas de estilo polímero, também chamadas de guias de prisma, conforme observado anteriormente, lidam melhor com aplicações de alta carga de choque do que elementos rolantes. Sob tais condições, os elementos rolantes podem rachar ao meio ou emperrar os trilhos dos elementos rolantes do rolamento devido aos seus contatos ponto a ponto com a superfície do rolamento. As guias prismáticas, entretanto, permitem uma distribuição igual da carga ao longo da superfície plana, o que é ideal para vibrações. O uso de guias prismáticas pode ser combinado com uma tampa, se necessário, dependendo da contagem de partículas.