Системи лінійного руху піддаються впливу ряду екстремальних промислових середовищ. Ретельна специфікація та вибір компонентів системи руху, а також ретельний інженерний аналіз можуть зменшити ризики в суворих промислових умовах.

Важливим кроком у проектуванні будь-якої механічної системи лінійного руху є розуміння умов навколишнього середовища, за яких система працюватиме. Основні міркування щодо конструкції включають: температуру, рівень пилу та бруду, хімічний вплив, процеси змивання, вібрацію та ударне навантаження, радіацію, а також будь-які інші відповідні фактори навколишнього середовища, з якими може зіткнутися система руху. Обов’язково задокументуйте ці ключові фактори перед вибором матеріалу. Збирайте фактичні дані та вивчайте коди несправностей попередніх продуктів, щоб переконатися, що ви працюєте з фактами, а не з думками.

Скористайтеся досвідом роботи у вашому ланцюзі постачання, щоб вибрати відповідні компоненти лінійного руху, вибравши відповідні матеріали, покриття та мастильні матеріали на основі зібраних вами даних. Далі розробіть надійний план перевірки випробувань, включаючи випробування як на довговічність, так і на навколишнє середовище, щоб переконатися, що вибрані вами матеріали забезпечать очікуваний термін служби та експлуатаційну придатність. Також розгляньте можливість використання високоприскореного тестування терміну служби (HALT), яке забезпечує все більш серйозні навантаження на навколишнє середовище, досягаючи рівня, який значно перевищує той, який обладнання буде бачити під час експлуатації. HALT зазвичай проводиться на етапі розробки, щоб усунути проблеми проектування та маргінальні компоненти.

Вибір компонентів з урахуванням екологічних міркувань
Нове покоління веб-інструментів визначення розмірів і вибору спрощує завдання вибору відповідних матеріалів компонентів для врахування екологічних аспектів проектування системи лінійного руху. Ви вводите основні прикладні параметри, які інструмент вводить у розрахунки, наприклад навантаження/термін служби лінійного підшипника, навантаження/термін служби кулькового гвинта та критична швидкість кулькового гвинта. Ви також вводите умови навколишнього середовища, які мають вирішальне значення для вибору правильного матеріалу, стратегії покриття та схеми змащення. Наприклад, ви можете вибрати:

• Вода/хімічний спрей/туман
• Удар/натискання/вібрація
• Кількість часток пилу від помірної до великої
• Високий тиск/температура прання
• Бризки води/хімічних речовин,
• Чиста кімната

Програма рекомендуватиме лінійні елементи ковзання, такі як хромування, компоненти з нержавіючої сталі або полімерні підшипники ковзання відповідно до умов навколишнього середовища.

Особливості компонентів
Кулькова напрямна або підшипникова рейка, вал або алюмінієва поверхня будуть підтримувати підшипник і зазвичай доступні зі стандартної сталі, нержавіючої сталі, армолоя або хрому. Лінійні підшипники забезпечують навантаження та здатність системи навантажувати момент. Приклади включають шарикопідшипники з круглою рейкою, профільні рейки, колісні напрямні або полімерні напрямні. Більшість доступні як стандартні, стійкі до корозії («CR») лінійні підшипники або полімерні підшипники ковзання. Варіанти фурнітури для гвинтів, болтів і гайок, які утримують разом лінійний блок, зазвичай доступні як стандартні, так і з нержавіючої сталі. Ущільнення або захисне покриття для лінійного блоку пропонує варіанти від повної відсутності кришки до сильфона, кожуха або закритого (ідеального ущільнення). Нарешті, стандартне мастило або мастило для чистих приміщень доступні для змащування лінійного блоку.

1 • Рішення для навколишнього середовища: Чистота—Це середовище характеризується як середовище машинного цеху. Ви можете очікувати присутність частинок у повітрі та певної вологості; однак персонал, як правило, працює в цьому середовищі без будь-якого захисного спорядження (маски, респіратори, пилові або хімічні ковпаки).

рішення:
• Кульова направляюча: стандартна
• Лінійний підшипник: стандартний
• Обладнання: стандартне
• Обкладинка: без кришки
• Змащення: стандартне мастило

Причини цього рішення:Стандартні алюмінієві та сталеві деталі прийнятні для цих середовищ, оскільки майже немає занепокоєння щодо частинок або корозії.

2 • Кількість часток пилу від помірної до великої— Це середовище характеризується достатньою кількістю частинок у повітрі, щоб оператор мав носити певний захист органів дихання. Паперові фабрики та фабрики з великими промисловими полірувальними машинами є прикладами середовищ із високим вмістом частинок пилу.

рішення:
• Кульова направляюча: стандартна
• Лінійний підшипник: стандартний
• Обладнання: стандартне
• Кришка: може бути закрита (ідеально), кожух або сильфон
• Мастило: Стандартне

Причини цього рішення:Стандартні сталеві компоненти є прийнятними, оскільки немає занепокоєння щодо корозійної активності. Швидше, проблема полягає в тому, щоб запобігти проникненню частинок у підшипник, кулькові напрямні доріжки та приводний механізм (яким може бути гвинт або ремінь). Для великих частинок може бути прийнятною кришка сильфона або алюмінієвий кожух. Для більш дрібних частинок система лінійного руху повинна мати надійну систему ущільнення, яка захищає внутрішні частини, зазначені вище. Є два варіанти такої пломби. Перший — це ущільнення з магнітної смуги, яке складається з магнітних стрічок з нержавіючої сталі, що простягаються від одного кінця каналу в структурній опорній системі до іншого. Стрічки закріплені на торцевих кришках і підпружинені для підтримки натягу. Вони проходять крізь порожнину в каретці, тому стрічка піднімається від магнітів безпосередньо перед і позаду каретки, коли вона перетинає систему. Друга потенційна технологія герметизації, пластикові захисні стрічки, використовує сумісні гумові смужки, які з’єднуються з основною екструзією, як пакет для заморозки на блискавці. Поєднані шпунтові профілі створюють лабіринтове ущільнення, яке запобігає проникненню частинок.

3 • Вода / Хімічні бризкиh — це середовище означає стан, за якого продукт може піддаватися періодичному бризку рідини. Наприклад, велика програма друку, де резервуари з чорнилом можуть періодично змінюватися, що призводить до випадкового/випадкового проливання. Контакт рідини з лінійними направляючими в такому середовищі може бути результатом неправильного поводження з продуктом або компонентами, що вийшли з ладу, але зазвичай не є частиною нормального процесу нанесення.

рішення:
• Кулькова направляюча: хромована
• Лінійний підшипник: стійкий до корозії
• Фурнітура: нержавіюча сталь
• Кришка: може бути закрита (в ідеалі) або з сильфоном
• Мастило: Стандартне

Причини цього рішення:Для цих застосувань кулькові напрямні та лінійні підшипники мають бути стійкими до корозії. Для технології круглих рейкових підшипників це означатиме або хромований вал, або вал із нержавіючої сталі 440C. Лінійні підшипники повинні мати хромовані опорні пластини та кульки з нержавіючої сталі. Більш м’які шарикопідшипники та вал із нержавіючої сталі зазвичай призводять до зменшення навантаження на 30%, що слід розглядати як частину конструкції. Для підшипників профільних рейок рекомендується тонке щільне хромування, наприклад Duralloy. Альтернативою підшипникам кочення є підшипники ковзання, які часто називають призматичними напрямними. Направляючі призми — це розроблений полімер із високою стійкістю до хімічної корозії. Для герметизації сильфон може бути достатнім залежно від інтенсивності бризок хімічних речовин, але ідеальним є повністю герметичний блок.

4 • Водний хімічний спрей/туман— За ступенем тяжкості цей стан є ступенем вище описаного раніше середовища. Тут спрей або туман є частиною процесу, і лінійні напрямні будуть безпосередньо піддані цьому елементу. Це також можна охарактеризувати як конденсаційне середовище, схоже на те, що спостерігається в холодильних установках. Охолоджуюча рідина, яка потрапляє на частини машини під час обробки, також відноситься до цього класу. У цьому сценарії навколишнього середовища підшипник і напрямні будуть контактувати з рідиною, якщо немає механічного захисту.

рішення:
• Кулькова направляюча: хромована
• Лінійний підшипник: стійкий до корозії
• Фурнітура: нержавіюча сталь
• Обкладинка: в комплекті
• Мастило: Стандартне

Причини цього рішення:Для цих застосувань повністю герметичний пристрій є обов’язковим. Через сильну природу хімічного розпилення також настійно рекомендується уникати технології підшипників кочення та використовувати підшипники з призматичними напрямками, як зазначалося раніше. З тієї ж причини слід уникати кулькових гвинтових приводів, коли це можливо в цих середовищах. Натомість поліуретанова система ремінного приводу краще підійде для роботи з агресивним хімічним середовищем.

5 • Температура під високим тиском/промивання— Це середовище зазвичай описує програму для обробки харчових продуктів. Тут обладнання може промиватися, під тиском, досить часто. Слайди не тільки контактуватимуть з рідиною, але й відчуватимуть значну силу в процесі очищення.

рішення:
• Кулькова направляюча: хромована
• Лінійний підшипник: стійкий до корозії
• Фурнітура: нержавіюча сталь
• Обкладинка: без кришки
• Змащення: стандартне або, потенційно, харчове або високотемпературне мастило

Причини цього рішення:Змивне середовище призведе до іржі стандартних сталевих деталей. Хромовані та стійкі до корозії підшипники та кулькові напрямні слід використовувати разом із фурнітурою з нержавіючої сталі. Призматичні напрямні також можна використовувати, але їх слід уникати у високотемпературних застосуваннях через їхній полімерний матеріал, який не такий термостійкий, як елементи кочення на металевій основі. Лінійний блок має бути відкритим (без герметизації) і мати продувні фітинги або дренажні отвори для видалення промивної рідини. Для високотемпературного застосування можна використовувати спеціальне високотемпературне мастило. У таких випадках високої температури з системи слід видалити всі ущільнювачі та інші пластикові елементи.

6 • Чиста кімната— Тут ми загалом маємо на увазі середовище чистих приміщень ISO класу 3 (іноді його називають класом 1000), хоча деякі сімейства лінійних пристроїв можна налаштувати для середовища чистих приміщень класу 100.

рішення:
• Кулькова направляюча: хромована
• Лінійний підшипник: стійкий до корозії плюс видалення ущільнень/очисників
• Фурнітура: нержавіюча сталь
• Обкладинка: без кришки
• Змащення: мастило для чистих приміщень

Причини цього рішення:Для чистих приміщень лінійна гірка повинна мати мінімальну кількість частинок, що утворюються в результаті її руху. Металеві покриття необхідні для запобігання будь-якого іржавіння. Також необхідно видалити будь-які висувні елементи з лінійної системи. Це означає відсутність ущільнень/очисників у напрямних підшипників і відсутність кришки на лінійному блоці. Слід використовувати спеціальне мастило для чистих приміщень.

7 • Удар/Натиснення/Вібрація— Ця програма часто характеризується кількома різними процесами. Шейкери та вібраційні столи, які зазвичай пов’язані з обладнанням для сортування, підпадають під цю категорію. Застосування пресів, які створюють вищі за звичайні навантаження на візки або сідла через початкову динаміку удару, також вважаються частиною цього класу застосувань.

рішення:
• Кульова направляюча: стандартна
• Лінійний підшипник: полімерний підшипник ковзання
• Обладнання: стандартне
• Обкладинка: Додатково
• Мастило: Стандартне

Причини цього рішення:Використання полімерних втулок, які також називаються призматичними напрямними, як зазначалося раніше, справляється з високими ударними навантаженнями краще, ніж тіла кочення. За таких умов тіла кочення можуть тріснути навпіл або заклинити доріжки тіл кочення підшипника через їх точковий контакт з поверхнею підшипника. Однак призматичні напрямні дозволяють рівномірно розподілити навантаження по плоскій поверхні, що ідеально підходить для вібрацій. За потреби використання призматичних напрямних можна поєднати з кришкою, залежно від кількості частинок.