通过凯尔·汤普森，汤姆森工业公司产品线经理
线性运动系统暴露在一系列极端的工业环境中。精心设计和选择运动系统组件，以及经过深思熟虑的工程评审，可以降低恶劣工业条件下的风险。
在设计任何机械线性运动系统的关键步骤是了解系统将运行的环境条件。关键的设计考虑包括:温度，灰尘和污垢水平，化学暴露，冲洗过程，振动和冲击负荷，辐射，以及任何其他相关的环境因素，可能会遇到的运动系统。确保在材料选择之前将这些关键因素记录下来。获取实际数据并研究之前产品的故障代码，以确保您是在处理事实而不是意见。
根据您所收集的数据，通过选择合适的材料、涂层和润滑剂，利用您供应链的应用专业知识来选择合适的直线运动组件。接下来，制定一个可靠的测试验证计划，包括耐久性和环境测试，以确保所选材料能够满足预期的使用寿命和耐用性。此外，还可以考虑使用高加速寿命测试(HALT)，这将逐步提供更严重的环境压力，大大超出设备在使用中所看到的水平。HALT通常在开发阶段进行，以排除设计问题和边缘组件。
根据环境因素选择组件
新一代基于网络的尺寸和选择工具简化了选择合适的组件材料的任务，以考虑线性运动系统设计的环境方面。您可以输入工具输入到计算中的关键应用参数，如线性轴承负载/寿命、滚珠丝杠负载/寿命和滚珠丝杠临界转速。您还可以进入环境条件，这对选择正确的材料、覆盖策略和润滑方案至关重要。例如，您可以选择:
•水/化学喷雾雾
•/新闻应用程序/振动的影响
•中度至重度粉尘颗粒计数
•高压/高温冲洗
•水/化学飞溅,
•清洁房间
该应用程序将推荐线性滑动功能，如镀铬，不锈钢组件，或聚合物滑动轴承，以解决环境条件。
组件功能
滚珠导轨或轴承轨道，轴，或铝表面将支持轴承，通常可在标准钢，不锈钢，Armoloy电镀，或镀铬。线性轴承提供系统的负载和力矩负载能力。例子包括圆轨线性球衬套轴承，轮廓轨，车轮导轨或聚合物导轨。大多数可作为标准，耐腐蚀(“CR”)线性轴承或聚合物滑动轴承。用于固定线性单元的螺丝、螺栓和螺母的硬件选项通常为标准或不锈钢。线性单元的密封或保护盖提供了从完全不盖到波纹管、护罩或封闭(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单元内的润滑。
圆轨线性球衬套轴承，轮廓轨，车轮导轨或聚合物导轨也可作为耐腐蚀(“CR”)线性轴承或聚合物滑动轴承。它们适用于涉及洁净室，高温或冲洗，化学喷雾和雾，或化学冲洗的应用。
1•环境解决方案:清洁-这种环境的特点是机械车间设置。你可以预料到一些空气中的粒子和一定程度的湿度;然而，在这种环境下工作的人员通常不需要任何形式的防护装备(口罩、呼吸器、局部灰尘或化学兜帽)。
解决方案:
•滚珠导轨:标准
直线轴承:标准
•硬件:标准
•盖:无盖
•润滑:标准润滑脂
此解决方案集的原因:在这些环境中，标准的铝和钢部件是可以接受的，因为很少担心颗粒或腐蚀。
2•中度至重度尘埃颗粒计数-这种环境的特点是有足够多的空气颗粒，需要操作人员佩戴某种形式的呼吸保护。造纸厂和拥有大型工业抛光机的工厂是粉尘颗粒计数严重的环境例子。
解决方案:
•滚珠导轨:标准
直线轴承:标准
•硬件:标准
•外壳:封闭式(理想)，可以采用护罩或波纹管
•润滑:标准
此解决方案集的原因:标准的钢构件是可以接受的，因为没有担心腐蚀性。更重要的是，要防止微粒进入轴承、滚珠导轨和传动机构(可能是螺旋或皮带)。对于大颗粒，可以采用波纹管罩或铝罩。对于更细的颗粒，线性运动系统应该有一个坚固的密封系统，以保护上面提到的内部部件。这种密封有两种选择。第一种是磁条密封，由从结构支撑系统的通道一端延伸到另一端的不锈钢磁带组成。这些带固定在端盖上，用弹簧加载以保持张力。它们穿过车厢内的一个空腔，这样当车厢穿过系统时，长条就会从车厢前后的磁铁上凸起。第二种潜在的密封技术是塑料盖带，它使用柔性的橡胶条，与挤压底座相互锁住，就像一个有拉链的冷冻袋。配合的舌槽型材创建一个迷宫密封，以防止颗粒。
线性单元的密封或保护盖包括完全无盖、波纹管、护罩或封闭(理想密封)。标准润滑脂或洁净室润滑脂选项可用于线性单元内的润滑。
3•水/化学液体h -这种环境表示产品可能暴露在间歇性液体飞溅的情况。例如，在大型印刷应用中，油墨容器可能会定期更换，导致偶尔/意外的溢出。在这种环境中，流体与直线导轨的接触可能是由于产品处理不当或部件位置不正确，但通常不是正常应用过程的一部分。
解决方案:
•滚珠导轨:镀铬
直线轴承:耐腐蚀
•硬件:不锈钢
外壳:可采用封闭式(理想)或波纹管
•润滑:标准
此解决方案集的原因:对于这些应用，滚珠导轨和直线轴承必须是耐腐蚀的。对于圆形轨道轴承技术，这将意味着要么镀铬或440C不锈钢轴系。直线轴承应该有镀铬的轴承板和不锈钢球。较软的不锈钢球轴承和轴系通常可以减少30%的负载，这必须作为设计的一部分考虑。对于型材轨轴承，推荐采用薄密度镀铬，如杜尔合金。滑动轴承，通常称为棱镜导轨，是滚动轴承的另一种选择。棱镜导向器是一种高耐化学腐蚀的工程聚合物。对于密封，波纹管可能是足够的，取决于化学飞溅的严重程度，但一个完全密封的单元是理想的。
4•水化学喷雾/雾-就严重程度而言，这种情况比前面描述的环境高出一步。在这里，喷雾或雾是过程的一部分，线性导轨将直接暴露在这个元素。这也可以被描述为类似于在制冷应用中发现的冷凝环境。在加工过程中冷却剂雾化在机器零件上也是这类的一部分。在这种环境下，如果没有提供机械保护，轴承和导轨将与流体接触。
解决方案:
•滚珠导轨:镀铬
直线轴承:耐腐蚀
•硬件:不锈钢
•盖:封闭
•润滑:标准
此解决方案集的原因:对于这些应用，一个完全密封的单元是必须的。由于化学喷雾的严重性质，还强烈建议避免滚动轴承技术，而使用前面提到的棱镜导向轴承。出于同样的原因，在这些环境中应尽可能避免使用滚珠丝杠驱动系统。相反，聚氨酯皮带传动系统将更适合处理腐蚀性化学环境。
滚珠导轨或轴承轨和轴通常可在标准钢，不锈钢，Armoloy镀，或镀铬。这些线性轴承组件提供了系统的负载和力矩负载能力。它们适用于标准机械车间，中等到重型粉尘颗粒计数，以及振动冲击式应用。
5•高压温度/冲洗下来-此环境通常描述食品加工应用。在这里，设备可能在压力下被冲洗下来，非常频繁。滑块不仅会与流体接触，而且还会看到清洗过程中产生的相当大的力。
解决方案:
•滚珠导轨:镀铬
直线轴承:耐腐蚀
•硬件:不锈钢
•盖:无盖
•润滑:标准或可能的食品级或高温润滑脂
此解决方案集的原因:洗涤环境会使标准钢件生锈。镀铬和耐腐蚀轴承和滚珠导轨应与不锈钢五金件一起使用。棱镜导向器也可以使用，但在高温应用中应避免使用，因为其聚合物材料不像金属基滚动元件那样耐高温。线性单元应该是打开的(没有密封)，并有清洗配件或排放孔来清除冲洗流体。对于高温应用，可以使用特殊的高温润滑脂。在这种高温情况下，所有密封件和其他塑料元件应该从系统中拆卸下来。
6•洁净室-这里我们通常指的是ISO 3级(有时称为Class1000)洁净室环境，尽管一些线性单元产品系列可以配置为100级洁净室环境。
解决方案:
•滚珠导轨:镀铬
线性轴承:耐腐蚀，并可拆卸密封件/雨刷
•硬件:不锈钢
•盖:无盖
•润滑:洁净室润滑脂
此解决方案集的原因:对于洁净室环境，直线滑轨必须有最小的运动产生的微粒。需要镀金属以防止任何形式的生锈。还需要去除线性系统中的任何滑动元素。这意味着在轴承导向和线性单元上没有密封/雨刷。应使用专用的洁净室专用润滑脂。
7•媒体的应用/振动的影响-这个应用程序通常有几个不同的进程。通常与分选设备相关的振动筛和振动台就属于这一类。由于最初的冲击动力学，施加高于正常载荷在车厢或鞍座上的压力应用也被认为是这类应用的一部分。
解决方案:
•滚珠导轨:标准
直线轴承:聚合物滑动轴承
•硬件:标准
•盖:可选
•润滑:标准
此解决方案集的原因:聚合物型衬套的使用，也称为棱镜导板，如前所述，处理高冲击负荷的应用比滚动元件更好。在这种情况下，滚动元件可能会由于与轴承表面的点对点接触而开裂或堵塞轴承滚动元件轨迹。然而，棱柱导轨允许沿平坦表面均匀分布载荷，这对于振动是理想的。如果需要，根据颗粒的数量，棱镜导轨可以与盖子结合使用。
汤姆森产业公司。
www.thomsonlinear.com
www.linearmotioneering.com
了下:滚珠螺钉•丝杠螺钉
