Системы линейного перемещения подвергаются воздействию различных экстремальных промышленных условий. Тщательная спецификация и выбор компонентов системы перемещения, а также вдумчивый инженерный анализ могут снизить риски в суровых промышленных условиях.

Важным шагом при проектировании любой механической системы линейного перемещения является понимание условий окружающей среды, в которых система будет работать. Ключевые факторы проектирования включают: температуру, уровень пыли и грязи, химическое воздействие, процессы промывки, вибрацию и ударную нагрузку, радиацию, а также любые другие соответствующие факторы окружающей среды, с которыми может столкнуться система движения. Обязательно задокументируйте эти ключевые факторы перед выбором материала. Собирайте фактические данные и изучайте коды неисправностей предыдущих продуктов, чтобы убедиться, что вы работаете с фактами, а не с мнениями.

Используйте опыт своей цепочки поставок для выбора подходящих компонентов линейного перемещения, выбирая подходящие материалы, покрытия и смазочные материалы на основе собранных вами данных. Затем разработайте надежный план проверки испытаний, включающий испытания на долговечность и воздействие окружающей среды, чтобы гарантировать, что выбранные вами материалы обеспечат ожидаемый срок службы и удобство эксплуатации. Также рассмотрите возможность использования ускоренных испытаний на срок службы (HALT), которые обеспечивают все более серьезные нагрузки на окружающую среду, достигая уровня, значительно превышающего тот, который оборудование будет испытывать в эксплуатации. HALT обычно проводится на этапе разработки, чтобы отсеять проблемы проектирования и второстепенные компоненты.

Выбор компонентов с учетом экологических соображений
Новое поколение веб-инструментов для определения размеров и выбора упрощает задачу выбора подходящих материалов для компонентов с учетом экологических аспектов проектирования систем линейного перемещения. Вы вводите ключевые параметры приложения, которые инструмент вводит в расчеты, такие как линейная нагрузка/срок службы подшипника, нагрузка/срок службы шарико-винтовой передачи и критическая скорость шарико-винтовой передачи. Вы также вводите условия окружающей среды, которые имеют решающее значение для выбора правильного материала, стратегии покрытия и схемы смазки. Например, вы можете выбрать:

• Вода/химический спрей/туман
• Удар/нажатие/вибрация
• Количество твердых частиц от умеренного до тяжелого.
• Промывка под высоким давлением/температурой
• Брызги воды/химикатов,
• Чистая комната.

В приложении будут рекомендованы функции линейного скольжения, такие как хромирование, компоненты из нержавеющей стали или полимерные подшипники скольжения, с учетом условий окружающей среды.

Особенности компонента
Шариковая направляющая или подшипниковая рейка, вал или алюминиевая поверхность будут поддерживать подшипник и обычно доступны из стандартной стали, нержавеющей стали, армолой или хромированной стали. Линейные подшипники обеспечивают нагрузку и моментную нагрузку системы. Примеры включают шариковые шариковые втулки с круглым рельсом, профильные рельсы, колесные направляющие или полимерные направляющие. Большинство из них доступны в стандартной комплектации: коррозионностойкие линейные подшипники («CR») или полимерные подшипники скольжения. Варианты оборудования для винтов, болтов и гаек, скрепляющих линейный блок, обычно доступны в стандартном исполнении или из нержавеющей стали. Уплотнение или защитное покрытие для линейного агрегата может варьироваться от полного отсутствия крышки до сильфона, кожуха или закрытого типа (идеальное уплотнение). Наконец, для смазки линейного агрегата доступны стандартная смазка или смазка для чистых помещений.

1 • Решения по окружающей среде: чистота—Эта среда характеризуется как обстановка механического цеха. Вы можете ожидать присутствия некоторых частиц в воздухе и некоторой степени влажности; однако персонал обычно работает в этой среде без каких-либо защитных средств (масок, респираторов, зонтов от местной пыли или химических капюшонов).

Решение:
• Шариковая направляющая: стандартная
• Линейный подшипник: стандартный
• Аппаратное обеспечение: стандартное.
• Крышка: без крышки
• Смазка: стандартная смазка.

Причина этого набора решений:Стандартные алюминиевые и стальные детали приемлемы в этих средах, поскольку при этом не возникает проблем с образованием твердых частиц или коррозией.

2 • Умеренное и тяжелое количество частиц пыли—Эта среда характеризуется достаточным количеством частиц в воздухе, поэтому оператору необходимо носить ту или иную форму защиты органов дыхания. Бумажно-бумажные фабрики и фабрики с большими промышленными полировальными машинами являются примерами сред с высоким содержанием частиц пыли.

Решение:
• Шариковая направляющая: стандартная
• Линейный подшипник: стандартный
• Аппаратное обеспечение: стандартное.
• Крышка: Закрытая (идеально), кожух или сильфон могут быть приемлемыми.
• Смазка: Стандартная

Причина этого набора решений:Стандартные стальные компоненты приемлемы, поскольку не возникает опасений по поводу коррозионной активности. Скорее, речь идет о предотвращении попадания твердых частиц в подшипник, направляющие шарика и приводной механизм (который может быть винтом или ремнем). Для крупных частиц может быть приемлемо использование сильфонного покрытия или алюминиевого кожуха. Для более мелких частиц система линейного перемещения должна иметь надежную систему уплотнений, которая защищает внутренние части, упомянутые выше. Существует два варианта такой печати. Первый представляет собой уплотнение с магнитной полосой, состоящее из магнитных лент из нержавеющей стали, идущих от одного конца канала в системе несущей конструкции к другому. Ленты прикреплены к торцевым крышкам и подпружинены для поддержания натяжения. Они проходят через полость каретки, поэтому полоса поднимается над магнитами непосредственно перед и позади каретки, когда она пересекает систему. Вторая потенциальная технология запечатывания — пластиковые защитные ленты — использует гибкие резиновые полоски, которые сцепляются с базовым выступом, как пакет для заморозки с застежкой-молнией. Сопрягающиеся профили «гребень-паз» создают лабиринтное уплотнение, защищающее от попадания твердых частиц.

3 • Вода/химические взрывыh — Эта среда представляет собой состояние, при котором продукт может подвергаться периодическому воздействию брызг жидкости. Например, крупное полиграфическое предприятие, где резервуары с чернилами могут периодически меняться, что приводит к случайным/случайным проливам. Контакт жидкости с линейными направляющими в этой среде может быть результатом неправильного обращения с продуктом или смещения компонентов, но обычно не является частью обычного процесса нанесения.

Решение:
• Шариковая направляющая: хромированная.
• Линейный подшипник: устойчив к коррозии.
• Фурнитура: нержавеющая сталь.
• Крышка: закрытая (идеально) или сильфонная.
• Смазка: Стандартная

Причина этого набора решений:Для этих применений шариковые направляющие и линейные подшипники должны быть устойчивы к коррозии. Для технологии круглых рельсовых подшипников это будет означать либо хромированный вал, либо вал из нержавеющей стали 440C. Линейные подшипники должны иметь хромированные подшипниковые пластины и шарики из нержавеющей стали. Использование более мягких шарикоподшипников и валов из нержавеющей стали обычно приводит к снижению нагрузки на 30 %, что следует учитывать при проектировании. Для профильных рельсовых подшипников рекомендуется тонкое плотное хромирование, например дюраллой. Подшипники скольжения, часто называемые призматическими направляющими, являются альтернативой подшипникам качения. Направляющие призмы изготовлены из специального полимера с высокой устойчивостью к химической коррозии. Для герметизации может быть достаточно сильфона, в зависимости от силы разбрызгивания химикатов, но идеально подходит полностью герметичный блок.

4 • Водный химический спрей/туман— По степени тяжести это состояние на ступень выше описанной ранее среды. Здесь брызги или туман являются частью процесса, и линейные направляющие будут подвергаться непосредственному воздействию этого элемента. Это также можно охарактеризовать как конденсирующую среду, аналогичную той, которая наблюдается в холодильных установках. Охлаждающая жидкость, попадающая на детали машин во время обработки, также относится к этому классу. В этом сценарии окружающей среды подшипник и направляющие будут контактировать с жидкостью, если не предусмотрена механическая защита.

Решение:
• Шариковая направляющая: хромированная.
• Линейный подшипник: устойчив к коррозии.
• Фурнитура: нержавеющая сталь.
• Крышка: закрытая.
• Смазка: Стандартная

Причина этого набора решений:Для таких применений необходим полностью герметичный блок. Из-за агрессивного воздействия химикатов также настоятельно рекомендуется избегать использования подшипников качения и использовать подшипники с призматическими направляющими, как отмечалось ранее. По той же причине в таких условиях следует по возможности избегать использования системы шарико-винтовой передачи. Вместо этого система ременного привода из полиуретана лучше подойдет для работы в агрессивной химической среде.

5 • Температура высокого давления/промывка— Эта среда обычно описывает приложение для переработки пищевых продуктов. Здесь оборудование довольно часто моют под давлением. Слайды будут не только контактировать с жидкостью, но и подвергаться воздействию значительных сил в процессе очистки.

Решение:
• Шариковая направляющая: хромированная.
• Линейный подшипник: устойчив к коррозии.
• Фурнитура: нержавеющая сталь.
• Крышка: без крышки
• Смазка: стандартная или, возможно, пищевая или высокотемпературная смазка.

Причина этого набора решений:Среда промывки приведет к ржавчине стандартных стальных деталей. Вместе с крепежом из нержавеющей стали следует использовать хромированные и устойчивые к коррозии подшипники и шариковые направляющие. Также можно использовать призматические направляющие, но их следует избегать при высоких температурах из-за их полимерного материала, который не так термостоек, как элементы качения на металлической основе. Линейный блок должен быть открытым (без уплотнений) и иметь продувочные фитинги или сливные отверстия для удаления промывочной жидкости. Для высокотемпературных применений можно использовать специальную высокотемпературную смазку. В случаях таких высоких температур из системы следует удалить все уплотнения и другие пластиковые элементы.

6 • Чистая комната— Здесь мы обычно имеем в виду чистые помещения класса 3 по ISO (иногда называемые классом 1000), хотя некоторые семейства линейных установок могут быть сконфигурированы для условий чистых помещений класса 100.

Решение:
• Шариковая направляющая: хромированная.
• Линейный подшипник: устойчив к коррозии плюс удаление уплотнений/грязесъемников.
• Фурнитура: нержавеющая сталь.
• Крышка: без крышки
• Смазка: смазка для чистых помещений.

Причина этого набора решений:Для чистых помещений линейная направляющая должна содержать минимальное количество частиц, образующихся при ее движении. Металлические покрытия необходимы для предотвращения любого вида ржавчины. Также необходимо удалить любые скользящие элементы из линейной системы. Это означает отсутствие уплотнений/грязесъемников в направляющих подшипников и отсутствие крышки на линейном блоке. Следует использовать специальную смазку, предназначенную для чистых помещений.

7 • Удар/Нажатие Приложение/Вибрация— Это приложение часто характеризуется несколькими различными процессами. В эту категорию попадают шейкеры и вибрационные столы, обычно используемые в сортировочном оборудовании. Прессовые применения, которые могут создавать более высокие, чем обычно, нагрузки на каретки или седла из-за начальной динамики удара, также считаются частью этого класса применений.

Решение:
• Шариковая направляющая: стандартная
• Линейный подшипник: полимерный подшипник скольжения.
• Аппаратное обеспечение: стандартное.
• Крышка: опционально
• Смазка: Стандартная

Причина этого набора решений:Использование полимерных втулок, также называемых призматическими направляющими, как отмечалось ранее, лучше справляется с высокими ударными нагрузками, чем элементы качения. В таких условиях тела качения могут расколоться пополам или заклинить дорожки тел качения подшипника из-за их точечного контакта с поверхностью подшипника. Однако призматические направляющие позволяют равномерно распределить нагрузку по ровной поверхности, что идеально подходит для вибраций. При необходимости использование призменных направляющих можно комбинировать с крышкой, в зависимости от количества частиц.