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 análise de engenharia criteriosa, podem mitigar os riscos em condições industriais severas.

Uma etapa crucial no projeto de qualquer sistema mecânico de movimento linear é compreender as condições ambientais em que o sistema irá operar. As principais considerações de projeto incluem: temperaturas, níveis de poeira e sujeira, exposição a produtos químicos, processos de lavagem, vibração e cargas de choque, radiação, bem como quaisquer outros fatores ambientais pertinentes que o sistema de movimento possa encontrar. Certifique-se de documentar esses fatores-chave antes da seleção de materiais. Colete dados reais e estude os códigos de falha de produtos anteriores para garantir que você esteja trabalhando com fatos, e não com opiniões.

Aproveite a experiência 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 robusto de validação de testes, incluindo testes de durabilidade e ambientais, para garantir que os materiais escolhidos proporcionem a vida útil e a estabilidade esperadas. Considere também o uso de testes de vida altamente acelerados (HALT), que submetem o equipamento a estresses ambientais progressivamente mais severos, atingindo um nível significativamente superior ao que ele enfrentará em serviço. Os testes HALT geralmente são realizados durante a fase de desenvolvimento para eliminar problemas de projeto e componentes com desempenho abaixo do esperado.

Selecionar 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 adequados para levar em conta os aspectos ambientais do projeto de sistemas de movimento linear. Você insere parâmetros-chave da 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 correto, da estratégia de cobertura e do esquema de lubrificação. Por exemplo, você pode selecionar:

• Pulverização/névoa de água/produtos químicos
• Aplicação de impacto/prensagem/vibração
• Contagem moderada a alta de partículas de poeira
• Lavagem com alta pressão/temperatura
• Salpicos de água/produtos químicos,
• Sala limpa

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

Características do componente
O guia de esferas ou trilho de rolamento, eixo ou superfície de alumínio suporta o rolamento e geralmente 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 lineares de esferas com 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 de deslizamento de polímero. As opções de parafusos, porcas e arruelas que fixam a unidade linear geralmente estão disponíveis em aço padrão ou inoxidável. A vedação ou cobertura protetora para uma unidade linear oferece opções que variam desde nenhuma cobertura até foles, invólucros ou vedação completa (vedação ideal). Por fim, estão disponíveis opções de graxa padrão ou graxa para sala limpa para lubrificação dentro da unidade linear.

1 • Soluções por Meio Ambiente: Limpa—Este ambiente é caracterizado como uma oficina mecânica. É esperado a presença de algumas partículas em suspensão no ar e algum grau de umidade; no entanto, os funcionários normalmente trabalhariam neste ambiente sem qualquer tipo de equipamento de proteção (máscaras, respiradores, capuzes de proteção contra poeira ou produtos químicos).

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

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

Solução:
• Guia de Bolas: Padrão
• Rolamento Linear: Padrão
• Hardware: Padrão
• Cobertura: Fechada (ideal), mas também pode ser aceitável uma cobertura tipo sudário ou fole.
• Lubrificação: Padrão

Justificativa para este conjunto de soluções:Componentes de aço padrão são aceitáveis, visto que não há preocupação com corrosão. A preocupação reside em evitar a entrada de partículas no rolamento, nas pistas guia de esferas e no mecanismo de acionamento (que pode ser um parafuso ou correia). Para partículas grandes, uma cobertura tipo fole ou uma proteção de alumínio podem ser aceitáveis. Para partículas mais finas, o sistema de movimento linear deve possuir um sistema de vedação robusto que proteja as peças internas mencionadas anteriormente. Existem duas opções para essa vedação. A primeira é uma vedação por fita magnética, que consiste em faixas magnéticas de aço inoxidável que se estendem de uma extremidade do canal na estrutura de suporte até a outra. As faixas são fixadas às tampas das extremidades e tensionadas por molas. Elas passam por uma cavidade no carro, de modo que a fita se eleva dos ímãs logo à frente e atrás do carro à medida que este se desloca pelo sistema. A segunda tecnologia de vedação, com faixas de cobertura plásticas, utiliza tiras de borracha flexíveis que se encaixam na extrusão da base, como um saco plástico com fecho hermético. O encaixe macho-fêmea cria uma vedação labiríntica que impede a entrada de partículas.

3 • Salpicos de água/produtos 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 as 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: cromado
• Rolamento linear: resistente à corrosão
• Ferragens: Aço inoxidável
• Cobertura: Fechada (ideal) ou tipo fole (aceitável)
• Lubrificação: Padrão

Justificativa 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 trilho circular, isso significa eixos cromados ou de aço inoxidável 440C. Os rolamentos lineares devem ter placas de apoio cromadas e esferas de aço inoxidável. Os rolamentos de esferas e eixos de aço inoxidável, por serem mais macios, geralmente resultam em uma redução de carga de 30%, o que deve ser considerado no projeto. Para rolamentos de trilho perfilado, recomenda-se um revestimento de cromo fino e denso, como o Duralloy. Os mancais de deslizamento, frequentemente chamados de guias prismáticas, são uma alternativa aos rolamentos de esferas. As guias prismáticas são feitas de um polímero de engenharia com alta resistência à corrosão química. Para a vedação, foles podem ser suficientes, dependendo da intensidade do respingo químico, mas uma unidade completamente vedada é o ideal.

4 • Pulverização/Névoa Química de Água— Esta condição representa um nível de severidade superior ao ambiente descrito anteriormente. Aqui, a pulverização ou névoa faz parte do processo e as guias lineares ficariam diretamente expostas a esse elemento. Isso também pode ser caracterizado como um ambiente de condensação, semelhante ao encontrado em aplicações de refrigeração. O fluido refrigerante pulverizado sobre as peças da máquina durante o processamento também se enquadra nesta classe. Neste cenário, os rolamentos e as guias estarão em contato com o fluido caso não haja proteção mecânica.

Solução:
• Guia de esferas: cromado
• Rolamento linear: resistente à corrosão
• Ferragens: Aço inoxidável
• Capa: Inclusa
• Lubrificação: Padrão

Justificativa para este conjunto de soluções:Para essas aplicações, uma unidade completamente selada é imprescindível. Devido à natureza agressiva da pulverização química, recomenda-se fortemente evitar a tecnologia de rolamentos de esferas e utilizar rolamentos guiados por prisma, conforme mencionado anteriormente. Pelo mesmo motivo, um sistema de acionamento por fuso de esferas deve ser evitado 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 • Alta pressão, temperatura/lavagem— Esse ambiente normalmente descreve uma aplicação de processamento de alimentos. Aqui, os equipamentos podem ser lavados sob pressão com bastante frequência. As lâminas não apenas estarão em contato com o fluido, mas também sofrerão uma força considerável durante o processo de limpeza.

Solução:
• Guia de esferas: cromado
• Rolamento linear: resistente à corrosão
• Ferragens: Aço inoxidável
• Capa: Sem capa
• Lubrificação: Graxa padrão ou, potencialmente, graxa de grau alimentício ou para altas temperaturas.

Justificativa 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 usados, juntamente com componentes de aço inoxidável. Guias prismáticas 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 de metal. A unidade linear deve ser aberta (sem vedação) e possuir conexões de purga ou orifícios de drenagem para remover o fluido de lavagem. Para aplicações de alta temperatura, pode-se usar graxa especial para alta temperatura. 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 de classe ISO 3 (às vezes chamada de classe 1000), embora algumas famílias de produtos de unidades lineares possam ser configuradas para um ambiente de sala limpa de classe 100.

Solução:
• Guia de esferas: cromado
• Rolamento Linear: Resistente à corrosão e com possibilidade de remoção de vedações/raspadores.
• Ferragens: Aço inoxidável
• Capa: Sem capa
• Lubrificação: Graxa para salas limpas

Justificativa para este conjunto de soluções:Para ambientes de salas limpas, o sistema de deslizamento linear deve gerar o mínimo de partículas possível devido ao seu movimento. É necessário o uso de revestimentos metálicos para evitar qualquer tipo de ferrugem. Além disso, todos os elementos deslizantes do sistema linear devem ser removidos. Isso significa que não devem haver vedações/raspadores nos guias dos rolamentos nem qualquer cobertura na unidade linear. Deve-se utilizar graxa especial para salas limpas.

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

Solução:
• Guia de Bolas: Padrão
• Rolamento Linear: Rolamento de deslizamento de polímero
• Hardware: Padrão
• Capa: Opcional
• Lubrificação: Padrão

Justificativa para este conjunto de soluções:O uso de buchas de polímero, também chamadas de guias prismáticas, como mencionado anteriormente, suporta melhor aplicações com cargas de choque elevadas do que elementos rolantes. Nessas condições, os elementos rolantes podem rachar ao meio ou travar as pistas de rolamento devido ao contato ponto a ponto com a superfície do rolamento. As guias prismáticas, por outro lado, 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 cobertura, se necessário, dependendo da quantidade de partículas presentes.