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

Критичним кроком у проектуванні будь-якої механічної системи лінійного руху є розуміння умов навколишнього середовища, в яких система працюватиме. Ключові конструктивні міркування включають: температуру, рівень пилу та бруду, хімічний вплив, процеси промивання, 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. Зберіть фактичні дані та вивчіть коди несправностей попередніх продуктів, щоб переконатися, що ви працюєте з фактами, а не з думками.

Використовуйте досвід застосування вашого ланцюга постачання, щоб вибрати відповідні компоненти лінійного руху, обравши відповідні матеріали, покриття та мастила на основі зібраних вами даних. Далі розробіть надійний план валідаційних випробувань, що включає як випробування на довговічність, так і випробування на вплив навколишнього середовища, щоб переконатися, що обрані вами матеріали забезпечать очікуваний вами термін служби та експлуатаційну придатність. Також розгляньте можливість використання високоприскорених випробувань на термін служби (HALT), які поступово призводять до дедалі більших навантажень навколишнього середовища, що значно перевищують той, який обладнання зазнає під час експлуатації. HALT зазвичай проводиться на етапі розробки, щоб виключити проблеми з проектуванням та незначні компоненти.

Вибір компонентів з урахуванням екологічних міркувань
Нове покоління веб-інструментів для визначення розмірів та вибору спрощує завдання вибору відповідних матеріалів для компонентів з урахуванням екологічних аспектів проектування лінійних систем руху. Ви вводите ключові параметри застосування, які інструмент вводить у розрахунки, такі як навантаження/термін служби лінійного підшипника, навантаження/термін служби кульової гвинтової передачі та критична швидкість кульової гвинтової передачі. Ви також вводите умови навколишнього середовища, які є критичними для вибору правильного матеріалу, стратегії покриття та схеми змащування. Наприклад, ви можете вибрати:

• Вода/хімічний спрей/туман
• Удар/пресування/вібрація
• Помірний та сильний рівень пилу та твердих частинок
• Миття під високим тиском/температурою
• Бризки води/хімічних речовин,
• Чиста кімната

У застосунку будуть рекомендовані елементи лінійного ковзання, такі як хромоване покриття, компоненти з нержавіючої сталі або полімерні підшипники ковзання, для врахування умов навколишнього середовища.

Характеристики компонентів
Кулькова напрямна або рейка підшипника, вал або алюмінієва поверхня підтримуватимуть підшипник і зазвичай доступні зі стандартної сталі, нержавіючої сталі, з армолоєвим або хромованим покриттям. Лінійні підшипники забезпечують вантажопідйомність та моментне навантаження системи. Прикладами є круглі рейкові лінійні кулькові втулкові підшипники, профільні рейки, колісні напрямні або полімерні напрямні. Більшість з них доступні як стандартні, стійкі до корозії («CR») лінійні підшипники або полімерні підшипники ковзання. Варіанти кріплення для гвинтів, болтів і гайок, що утримують лінійний блок, зазвичай доступні як стандартні або з нержавіючої сталі. Герметизація або захисне покриття для лінійного блоку пропонує варіанти від повної відсутності покриття до сильфонного, кожухового або закритого (ідеальне ущільнення). Нарешті, для змащування всередині лінійного блоку доступні стандартні варіанти мастила або мастила для чистих приміщень.

1 • Рішення за навколишнім середовищем: Чистота— Це середовище характеризується як середовище машинного цеху. Можна очікувати присутність деяких частинок у повітрі та певного ступеня вологості; проте персонал зазвичай працює в цьому середовищі без будь-яких захисних засобів (масок, респіраторів, місцевих пилозахисних або хімічних капюшонів).

Рішення:
• Кулькова направляюча: Стандартна
• Лінійний підшипник: Стандартний
• Апаратне забезпечення: Стандартне
• Обкладинка: Без обкладинки
• Змащення: стандартне мастило

Причина для цього набору рішень:Стандартні алюмінієві та сталеві деталі прийнятні в цих середовищах, оскільки мало ризикують потрапляння твердих частинок або корозії.

2 • Кількість частинок пилу від помірного до сильного— Це середовище характеризується достатньою кількістю частинок у повітрі, що вимагає від оператора використання певних засобів захисту органів дихання. Паперові фабрики та фабрики з великими промисловими полірувальними машинами є прикладами середовищ з високим вмістом частинок пилу.

Рішення:
• Кулькова направляюча: Стандартна
• Лінійний підшипник: Стандартний
• Апаратне забезпечення: Стандартне
• Кришка: Закрита (ідеально), кожух або сильфон можуть бути прийнятними
• Змащення: Стандартне

Причина для цього набору рішень:Стандартні сталеві компоненти є прийнятними, оскільки немає побоювань щодо корозійності. Швидше, метою є запобігання потраплянню частинок у підшипник, кулькові напрямні доріжки та приводний механізм (який може бути гвинтом або ременем). Для великих частинок може бути прийнятним сильфонний кожух або алюмінієвий кожух. Для дрібніших частинок система лінійного руху повинна мати надійну систему ущільнення, яка захищає внутрішні деталі, зазначені вище. Існує два варіанти такого ущільнення. Перший - це магнітне ущільнення, яке складається з магнітних стрічок з нержавіючої сталі, що простягаються від одного кінця каналу в системі опори конструкції до іншого. Стрічки закріплені на торцевих кришках і підпружинені для підтримки натягу. Вони проходять через порожнину в каретці, тому стрічка піднімається з магнітів безпосередньо перед і позаду каретки, коли вона переміщується по системі. Друга потенційна технологія ущільнення, пластикові кришки, використовують сумісні гумові стрічки, які зчіплюються з основним екструдованим елементом, як пакет для заморожування на блискавці. З'єднані профілі з пазом і шпунтом створюють лабіринтове ущільнення, яке запобігає потраплянню частинок.

3 • Бризки води / хімікатівh — Це середовище відповідає умовам, за яких виріб може періодично піддаватися впливу бризок рідини. Наприклад, велике друкарське застосування, де резервуари з чорнилом можуть періодично змінюватися, що призводить до випадкового/випадкового розливу. Контакт рідини з лінійними напрямними в цьому середовищі може бути результатом неправильного поводження з виробом або невідповідного положення компонентів, але зазвичай не є частиною звичайного процесу нанесення.

Рішення:
• Кулькова направляюча: хромована
• Лінійний підшипник: стійкий до корозії
• Фурнітура: нержавіюча сталь
• Кришка: Закрита (в ідеалі) або сильфонна може бути прийнятною
• Змащення: Стандартне

Причина для цього набору рішень:Для цих застосувань кулькові напрямні та лінійні підшипники повинні бути стійкими до корозії. Для технології підшипників круглих рейок це означатиме хромований вал або вал з нержавіючої сталі 440C. Лінійні підшипники повинні мати хромовані опорні пластини та кульки з нержавіючої сталі. М'якші кулькові підшипники та вали з нержавіючої сталі зазвичай призводять до зниження навантаження на 30%, що необхідно враховувати в конструкції. Для підшипників профільних рейок рекомендується тонке щільне хромоване покриття, таке як Duralloy. Підшипники ковзання, які часто називають призматичними напрямними, є альтернативою підшипникам кочення. Призматичні напрямні - це спеціалізований полімер з високою стійкістю до хімічної корозії. Для герметизації може бути достатньо сильфона залежно від ступеня хімічного впливу, але ідеальним є повністю герметичний вузол.

4 • Водяний хімічний спрей/туман— Цей стан за рівнем серйозності на крок перевищує раніше описане середовище. Тут бризки або туман є частиною процесу, і лінійні напрямні безпосередньо піддаються впливу цього елемента. Це також можна охарактеризувати як середовище конденсації, подібне до того, що спостерігається в холодильних установках. Охолоджувальна рідина, що розпилюється на деталі машин під час обробки, також є частиною цього класу. У цьому сценарії середовища підшипник і напрямні контактуватимуть з рідиною, якщо не буде забезпечено механічний захист.

Рішення:
• Кулькова направляюча: хромована
• Лінійний підшипник: стійкий до корозії
• Фурнітура: нержавіюча сталь
• Кришка: Закрита
• Змащення: Стандартне

Причина для цього набору рішень:Для цих застосувань обов'язковим є повністю герметичний вузол. Через серйозний характер хімічного розпилення також наполегливо рекомендується уникати технології підшипників кочення та використовувати призматичні підшипники, як зазначалося раніше. З цієї ж причини в цих середовищах слід уникати кульково-гвинтової системи приводу, коли це можливо. Натомість, поліуретанова ремінна система приводу краще підійде для роботи в агресивному хімічному середовищі.

5 • Високий тиск, температура/промивання— Це середовище зазвичай описує застосування в харчовій промисловості. Тут обладнання може досить часто митися під тиском. Скляні поверхні не лише контактуватимуть з рідиною, але й зазнаватимуть значного навантаження в процесі очищення.

Рішення:
• Кулькова направляюча: хромована
• Лінійний підшипник: стійкий до корозії
• Фурнітура: нержавіюча сталь
• Обкладинка: Без обкладинки
• Змащення: стандартне або, можливо, харчове чи високотемпературне мастило

Причина для цього набору рішень:Промивне середовище спричиняє іржу стандартних сталевих деталей. Хромовані та стійкі до корозії підшипники та кулькові напрямні слід використовувати разом з кріпильними елементами з нержавіючої сталі. Також можна використовувати призматичні напрямні, але їх слід уникати в умовах високих температур через їх полімерний матеріал, який не такий стійкий до температур, як елементи кочення на основі металу. Лінійний блок повинен бути відкритим (без ущільнень) та мати продувні фітинги або зливні отвори для видалення промивної рідини. Для високотемпературних застосувань можна використовувати спеціальне високотемпературне мастило. У випадках таких високих температур усі ущільнення та інші пластикові елементи слід видалити з системи.

6 • Чиста кімната— Тут ми зазвичай маємо на увазі чисте приміщення класу ISO 3 (іноді його називають класом 1000), хоча деякі сімейства лінійних одиниць продукції можуть бути налаштовані для чистого приміщення класу 100.

Рішення:
• Кулькова направляюча: хромована
• Лінійний підшипник: стійкий до корозії, а також дозволяє знімати ущільнення/скряги
• Фурнітура: нержавіюча сталь
• Обкладинка: Без обкладинки
• Змащення: Мастило для чистих приміщень

Причина для цього набору рішень:Для чистих приміщень лінійний напрямний механізм повинен мати мінімальну кількість частинок, що утворюються в результаті його руху. Металеве покриття необхідне для запобігання будь-якій іржі. Також необхідно видалити будь-які ковзні елементи з лінійної системи. Це означає відсутність ущільнень/очисників у напрямних підшипників та кришок на лінійному вузлі. Слід використовувати спеціальне мастило, призначене для чистих приміщень.

7 • Удар/Натискання/Вібрація—Це застосування часто характеризується кількома різними процесами. Вібростоли та вібраційні столи, зазвичай пов'язані з сортувальним обладнанням, належать до цієї категорії. Пресові застосування, які можуть створювати вищі, ніж зазвичай, навантаження на каретки або сідла через початкову динаміку удару, також вважаються частиною цього класу застосувань.

Рішення:
• Кулькова направляюча: Стандартна
• Лінійний підшипник: полімерний підшипник ковзання
• Апаратне забезпечення: Стандартне
• Обкладинка: необов'язково
• Змащення: Стандартне

Причина для цього набору рішень:Використання полімерних втулок, які також називають призматичними напрямними, як зазначалося раніше, краще справляються з високими ударними навантаженнями, ніж елементи кочення. За таких умов елементи кочення можуть тріснути навпіл або заклинити доріжки елементів кочення підшипника через їх точковий контакт з поверхнею підшипника. Однак призматичні напрямні забезпечують рівномірний розподіл навантаження вздовж гладкої поверхні, що ідеально підходить для вібрацій. Використання призматичних напрямних можна поєднувати з кришкою, якщо необхідно, залежно від кількості частинок.