适用于恶劣环境的关键线性运动设计细节

来源：安博官网体育竞技发布时间：2023-09-03 21:24:43

产品信息

　　直线运动系统暴露在一系列的工业环境中。移动系统组件的仔细规格和选择，以及深思熟虑的工程审查能够更好的降低恶劣工业条件下的风险。

　　设计任何机械直线运动系统的关键步骤是了解系统运行的环境条件。关键设计考虑因素包括：温度、灰尘和污垢水平、化学暴露、清洗过程、振动和冲击载荷、辐射以及运动系统可能遇到的任何其他相关外因。确保在选择材料之前记录这些重要的条件。获取实际数据并研究以前产品的故障代码，以确保您使用的是事实而不是观点。

　　利用供应链的应用专业相关知识，根据您收集的数据选择正真适合的材料、涂层和润滑剂以及合适的直线运动部件。接下来，制定一个强有力的测试验证计划，包括耐久性和环境测试，以确保您选择的材料将提供您预期的常规使用的寿命和可维护性。还可优先考虑使用高加速寿命试验(HALT)，它提供的环境压力逐渐更严重，其建造水平大大超过在役设备所见的水平。HALT通常在开发阶段执行，以消除设计问题和边缘组件。

　　选择组件新一代基于网络的选择工具简化了选择正真适合组件材料的任务，以考虑线性运动系统模块设计的外因。将关键应用参数输入到计算中，例如线性轴承载荷/寿命、滚珠丝杠载荷/寿命和滚珠丝杠的临界速度。您还可以输入环境条件，这对于选择正确的材料、覆盖策略和润滑方案至关重要。例如，您可以选择：

　　应用程序将推荐线性滑动功能，如镀铬、不锈钢零件或工程塑料滑动轴承，以应对环境条件。

　　滚珠导轨或轴承导轨、轴或铝表面将支撑轴承，通常由标准钢、不锈钢、molloy涂层或镀铬制成。线性轴承提供系统的负载和力矩负载能力。包括例如圆形轨道线性滚珠衬套轴承、轮廓导轨、轮导轨或工程塑料导轨。最标准的耐腐蚀(“CR)线性轴承或工程塑料滑动轴承可用。用于将线性单元固定在一起的螺钉、螺栓和螺母的硬件选项通常是标准的或不锈钢的。线性装置的密封或保护盖提供了从无盖到波纹管、屏蔽或封闭(理想密封)的选择。最后，标准润滑脂或洁净室润滑脂选项可用于线性装置的润滑。

　　1.靠环境解决：干净——这个环境的特点是机加工车间的设置。你可以预期空气中的一些颗粒和某些特定的程度的湿度；然而，人们通常在这种环境中工作，没有一点形式的防护设备(口罩、呼吸器、局部灰尘或化学头罩)。解决方案：滚珠导轨：标准直线轴承：标准硬件：标准盖：无盖。

　　设置此解决方案的原因：在这些环境中，标准的铝和钢组件是可接受的，因为几乎不需要过多的担心颗粒或腐蚀。

　　2.中等到严重的尘埃粒子数——这种环境的特点是空气中有足够多的粒子，这就要求操作者佩戴某种形式的呼吸保护设施。造纸厂和拥有大型工业抛光机的工厂就是高尘埃环境的例子。

　　解决方案：滚珠导轨：标准线性轴承：标准硬件：标准盖：关闭(理想)，屏蔽或波纹管可能是可接受的。

　　设置此解决方案的原因：标准钢部件是可接受的，因为无需担心腐蚀性。相反，关注的是防止颗粒进入轴承、滚珠导轨和驱动机构(可能是螺杆或皮带)。对于大颗粒，波纹管盖或铝屏蔽盖可能是可接受的。对于细小颗粒，直线运动系统应有牢固的密封系统，以保护上述内部部件。这种密封有两种选择。种是磁条密封，由不锈钢带组成，从结构支撑系统中通道的一端延伸到另一端。皮带固定在端盖上，并装有弹簧以保持张力。它们穿过滑块中的一个空腔，因此当磁条穿过系统时，磁条会从滑块前后的磁铁上提起。第二种潜在的密封技术是塑料盖带，它使用一种兼容的橡胶条，与底部挤出物互锁，如拉链顶部冷冻袋。迷宫式密封是通过与榫槽轮廓相匹配而形成的，可以有效的预防颗粒进入。

　　3/化学塑料h——这种环境表明产品可能暴露在间歇性飞溅的液体中。例如，大型打印应用可能会定期更换储墨器，导致偶尔/意外的溢出。在这种环境下，流体与直线导轨的接触可能是由于产品操作不当或部件错位造成的，但通常不是正常应用过程的一部分。

　　4.制定该解决方案的原因：对这些应用，滚珠导轨和直线轴承必须耐腐蚀。对于圆轨轴承技术，这在某种程度上预示着镀铬或440C不锈钢轴系。线性轴承应具有镀铬轴承板和不锈钢球。较软的不锈钢球轴承和轴系通常能够大大减少30%的负荷，这必须作为设计的一部分加以考虑。对于直线导轨轴承，建议使用薄而致密的镀铬，如硬质合金。滑动轴承，俗称棱镜导轨，是滚动轴承的替代品。Prism guide是一种工程聚合物，具备极高的耐化学性。对于密封，波纹管可能就足够了，这取决于化学品飞溅的严重程度，但是密封的装置是理想的。4水化学喷雾/雾—就严重程度而言，这样的一种情况比前面描述的环境高一级。这里喷或雾是工艺的一部分，直线导轨会直接暴露在元素上。这也可以描述为类似于制冷应用中的冷凝环境。工艺流程中雾化在机床零件上的冷却液也是这类的一部分。在这种环境下，如果不提供机械保护，轴承和导轨将与流体接触。

　　设置此解决方案的原因：对这些应用，一定要使用密封的设备。由于化学喷涂的严重性，强烈建议避开使用滚动元件轴承技术，使用棱镜导向轴承，如前所述。出于同样的原因，在这些环境中应尽可能避开使用滚珠丝杠传动系统。相反，聚氨酯带传动系统将更适合处理腐蚀性化学环境。

　　5高压高温/冲洗—这种环境通常指食品加工应用。在这里，设备可能会在压力下频繁清洗。在清洗过程中，不仅载玻片会与液体接触，还会受到相当大的力。

　　设置此解决方案的原因：冲洗环境会导致标准件生锈。镀铬和耐腐蚀轴承和滚珠导轨应该与不锈钢五金件一起使用。也能够正常的使用棱镜导轨，但应避免在高温应用中使用，因为其聚合物材料不如金属基滚动元件耐高温。线性装置应是开放的(未密封的),并配有吹扫配件或排水孔，以清除冲洗液。对于高温应用，能够正常的使用特殊的高温润滑脂。在如此高的温度下，应将所有密封件和其他塑料部件从系统中取出。

　　6.洁净室—这里我们一般指ISO 3(有时称为1000)洁净室环境，尽管一些线性单元产品线洁净室环境。

　　解决方案：滚珠导轨：镀铬线性轴承：耐腐蚀、可拆卸密封/擦拭器硬件：不锈钢。

　　设置此解决方案的原因：对于洁净室环境，直线滑台必须有最小的运动产生的颗粒。需要镀金属来防止任何形式的生锈。也有必要从线性系统中移除任何滑动元件。这在某种程度上预示着轴承导轨中没有密封件/擦拭器，线性装置上也没有盖子。应使用特殊的洁净室级油脂。

　　7.冲击/压力应用/振动-这种应用通常有几个不同的过程。摇床和与分选设备相关的摇床通常属于这一类。由于初始冲击动力学，在滑块或鞍座上施加高于正常负载的压力也被认为是这种应用的一部分。解决方案：滚珠导轨：标准直线轴承：工程塑料滑动轴承。

　　设置此解决方案的原因：使用聚合物衬套，如前所述，也称为棱镜导向器，可以比滚动元件更好地处理高冲击负荷应用。在这种情况下，由于滚动元件和轴承表面之间的点对点接触，滚动元件可能分裂成两半或堵塞轴承滚动元件轨道。然而，棱镜导轨允许沿平面均匀分布负载，这是振动的理想选择。如有必要，棱镜导向器可与盖子结合使用，具体取决于颗粒数量。

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