Dettagli fondamentali per la progettazione del movimento lineare in ambienti difficili by Chengdu Fuyu Technology Co., LtdDirectIndustry

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Un passo fondamentale nella progettazione di qualsiasi sistema di movimento lineare meccanico è la comprensione delle condizioni ambientali in cui il sistema dovrà operare. Le considerazioni chiave per la progettazione includono: temperature, livelli di polvere e sporcizia, esposizione a sostanze chimiche, processi di lavaggio, carico di vibrazioni e urti, radiazioni e qualsiasi altro fattore ambientale pertinente che possa essere incontrato dal sistema di movimento. Assicuratevi di documentare questi fattori chiave prima di scegliere il materiale. Acquisite i dati reali e studiate i codici di errore dei prodotti precedenti per assicurarvi di lavorare con i fatti piuttosto che con le opinioni.

Sfruttate l'esperienza applicativa della vostra catena di fornitura per selezionare i componenti di movimento lineare adatti, scegliendo i materiali, i rivestimenti e i lubrificanti appropriati in base ai dati raccolti. Successivamente, sviluppate un solido piano di convalida dei test, che comprenda prove di durata e ambientali, per garantire che i materiali scelti forniscano la durata e l'operatività che vi aspettate. Considerate anche l'utilizzo di test di durata altamente accelerati (HALT), che prevedono sollecitazioni ambientali progressivamente più severe, fino a raggiungere un livello significativamente superiore a quello che l'apparecchiatura vedrà in servizio. L'HALT viene solitamente condotto durante la fase di sviluppo per eliminare i problemi di progettazione e i componenti marginali.

Una nuova generazione di strumenti di dimensionamento e selezione basati sul web semplifica il compito di scegliere i materiali dei componenti appropriati per tenere conto degli aspetti ambientali della progettazione dei sistemi di movimento lineare. L'utente inserisce i parametri chiave dell'applicazione che lo strumento inserisce nei calcoli, come il carico/la durata dei cuscinetti lineari, il carico/la durata della vite a sfere e la velocità critica della vite a sfere. Si inseriscono anche le condizioni ambientali che sono fondamentali per la scelta del materiale, della strategia di copertura e dello schema di lubrificazione corretti. Ad esempio, è possibile selezionare:

La guida a sfere o la rotaia del cuscinetto, l'albero o la superficie in alluminio sosterranno il cuscinetto e sono generalmente disponibili in acciaio standard, acciaio inossidabile, placcato Armoloy o cromato. Le guide lineari forniscono la capacità di carico e di momento del sistema. Tra gli esempi vi sono i cuscinetti a sfera lineari a guida circolare, le guide profilate, le guide a ruota o le guide in polimero. La maggior parte di esse sono disponibili come cuscinetti lineari standard, resistenti alla corrosione ("CR") o cuscinetti a strisciamento in polimero. Le opzioni di hardware per le viti, i bulloni e i dadi che tengono insieme l'unità lineare sono solitamente disponibili come standard o in acciaio inossidabile. La tenuta o il rivestimento protettivo di un'unità lineare offre opzioni che vanno da nessuna copertura a soffietti, coperture o coperture chiuse (tenuta ideale). Infine, per la lubrificazione dell'unità lineare sono disponibili opzioni di grasso standard o per camera bianca.

1 - Soluzioni per ambiente: Pulito: questo ambiente è caratterizzato da un'officina meccanica. È possibile prevedere la presenza di particelle sospese nell'aria e di un certo grado di umidità; tuttavia, il personale opera in questo ambiente senza alcuna forma di protezione (maschere, respiratori, cappe per polveri o sostanze chimiche).

2 - Conteggio del particolato da moderato a pesante: questo ambiente è caratterizzato da un numero di particelle sospese nell'aria tale da richiedere che l'operatore indossi una qualche forma di protezione respiratoria. Le cartiere e le fabbriche con grandi macchine per la lucidatura industriale sono esempi di ambienti con un elevato numero di particelle di polvere.

Motivo di questo set di soluzioni: I componenti in acciaio standard sono accettabili in quanto non si tratta di un problema di corrosività. Si tratta piuttosto di evitare l'ingresso di particelle nel cuscinetto, nelle piste di guida delle sfere e nel meccanismo di azionamento (che può essere una vite o una cinghia). Per le particelle più grandi, può essere accettabile una copertura a soffietto o un rivestimento in alluminio. Per le particelle più fini, il sistema di movimento lineare deve essere dotato di un robusto sistema di tenuta che protegga le parti interne di cui sopra. Esistono due opzioni per questo tipo di tenuta. La prima è una tenuta a strisce magnetiche che consiste in bande magnetiche in acciaio inossidabile che si estendono da un'estremità all'altra del canale nel sistema di supporto strutturale. Le bande sono fissate alle testate e caricate a molla per mantenere la tensione. Esse passano attraverso una cavità nel carrello, in modo che la striscia venga sollevata dai magneti appena davanti e dietro il carrello mentre attraversa il sistema. La seconda potenziale tecnologia di sigillatura, le bande di copertura in plastica, utilizza strisce di gomma conformi che si incastrano con l'estrusione di base, come un sacchetto da freezer con chiusura a zip. I profili a incastro creano una tenuta a labirinto che tiene lontano il particolato.

3 - Spruzzi d'acqua/chimici - Questo ambiente rappresenta una condizione in cui il prodotto può essere esposto a spruzzi intermittenti di liquidi. Un'applicazione di stampa di grandi dimensioni, ad esempio, in cui i serbatoi di inchiostro possono essere cambiati periodicamente con conseguente fuoriuscita occasionale o accidentale. Il contatto del fluido con le guide lineari in questo ambiente può essere il risultato di una manipolazione errata del prodotto o di componenti fuori posizione, ma in genere non fa parte del normale processo di applicazione.

Motivo di questo set di soluzioni: Per queste applicazioni, le guide a sfere e le guide lineari devono essere resistenti alla corrosione. Per la tecnologia dei cuscinetti a guida circolare, ciò significa alberi cromati o in acciaio inox 440C. Le guide lineari devono avere piastre di supporto cromate e sfere in acciaio inox. I cuscinetti a sfera e gli alberi in acciaio inox più morbidi comportano in genere una riduzione del carico del 30%, che deve essere considerata come parte della progettazione. Per i cuscinetti per guide profilate, si consiglia una cromatura sottile e densa, come il Duralloy. I cuscinetti a strisciamento, spesso chiamati guide a prisma, sono un'alternativa ai cuscinetti a corpi volventi. Le guide a prisma sono costituite da un polimero ingegnerizzato con un'elevata resistenza alla corrosione chimica. Per la tenuta, i soffietti possono essere sufficienti a seconda della gravità degli spruzzi chimici, ma l'ideale è un'unità completamente sigillata.

4 - Spruzzi chimici d'acqua/nebbia - Questa condizione è un gradino superiore all'ambiente precedentemente descritto in termini di gravità. In questo caso, uno spruzzo o una nebbia fanno parte del processo e le guide lineari sono direttamente esposte a questo elemento. Questo potrebbe anche essere caratterizzato come un ambiente di condensazione simile a quello che si trova in un'applicazione di refrigerazione. Anche il refrigerante nebulizzato sulle parti della macchina durante la lavorazione rientra in questa categoria. In questo scenario ambientale, il cuscinetto e le guide saranno a contatto con il fluido se non viene offerta alcuna protezione meccanica.

Motivo di questo set di soluzioni: Per queste applicazioni è indispensabile un'unità completamente sigillata. A causa della natura severa degli spruzzi chimici, si raccomanda inoltre di evitare la tecnologia dei cuscinetti a corpi volventi e di utilizzare cuscinetti a guida prismatica, come indicato in precedenza. Per lo stesso motivo, in questi ambienti si dovrebbe evitare, se possibile, un sistema di trasmissione a vite a sfere. Al contrario, un sistema di trasmissione a cinghia in poliuretano sarà più adatto a gestire l'ambiente chimico corrosivo.

5 - Temperatura ad alta pressione/lavaggio - Questo ambiente descrive tipicamente un'applicazione di lavorazione alimentare. In questo caso, le apparecchiature possono essere lavate, sotto pressione, con una certa frequenza. Le guide di scorrimento non solo saranno a contatto con i fluidi, ma subiranno anche una notevole forza dal processo di pulizia.

Motivo di questo set di soluzioni: L'ambiente di lavaggio provoca la formazione di ruggine sulle parti in acciaio standard. È necessario utilizzare cuscinetti e guide a sfera cromati e resistenti alla corrosione, nonché ferramenta in acciaio inossidabile. È possibile utilizzare anche guide a prisma, ma dovrebbero essere evitate in applicazioni ad alta temperatura a causa del loro materiale polimerico, che non è resistente alle temperature come i corpi volventi in metallo. L'unità lineare deve essere aperta (senza guarnizioni) e dotata di raccordi di spurgo o fori di drenaggio per rimuovere il liquido di lavaggio. Per le applicazioni ad alta temperatura, si può utilizzare un grasso speciale per alte temperature. In questi casi di temperatura elevata, tutte le guarnizioni e gli altri elementi in plastica devono essere rimossi dal sistema.

Motivo di questo set di soluzioni: Per gli ambienti di camera bianca, la guida lineare deve avere un minimo di particolato derivante dal suo movimento. Sono necessarie placcature metalliche per evitare qualsiasi tipo di ruggine. È inoltre necessario rimuovere qualsiasi elemento di scorrimento dal sistema lineare. Ciò significa che non ci devono essere guarnizioni/tergicristalli nelle guide dei cuscinetti e non ci devono essere coperture sull'unità lineare. È necessario utilizzare grasso speciale per camere bianche.

7 - Applicazioni di impatto/stampa/vibrazione: questa applicazione è spesso caratterizzata da diversi processi. Gli agitatori e le tavole vibranti tipicamente associati alle apparecchiature di smistamento rientrano in questa categoria. Anche le applicazioni di pressatura che comportano carichi superiori al normale sui carrelli o sulle selle a causa della dinamica iniziale dell'impatto sono considerate parte di questa classe di applicazioni.

Motivo di questo set di soluzioni: L'uso di boccole di tipo polimerico, chiamate anche guide a prisma come già detto, gestisce meglio le applicazioni con carichi d'urto elevati rispetto agli elementi volventi. In tali condizioni, gli elementi volventi possono rompersi a metà o inceppare le piste del cuscinetto a causa dei loro contatti punto a punto con la superficie del cuscinetto. Le guide a prisma, invece, consentono una distribuzione uniforme del carico lungo la superficie piana, ideale per le vibrazioni. L'uso di guide a prisma può essere combinato con una copertura, se necessario, a seconda del numero di particelle.

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