如何減少直線電機導軌和驅動器,由于移動組件之間的摩擦而產生的粒子?
自動化系統的設計人員面臨著許多相互競爭的需求,例如平衡成本和性能、將運動組件和系統安裝到現有機器或流程布局中,以及設計易于制造和組裝——僅舉幾例。但是,當該系統用于潔凈室時,又增加了一層復雜性,要求設計人員選擇不會降低或損害潔凈室環境的產品。
其主要的目的是減少摩擦:可以降低潔凈室環境的污染或顆粒的兩個主要來源之一是運動部件的摩擦。(另一個來源是人。)幾乎每個運動系統都涉及滑動或滾動表面之間的一定量的摩擦——無論是來自線性軸承、旋轉軸承還是嚙合齒輪。當有摩擦時,就會產生顆粒。因此,在為潔凈室環境指定運動組件時,減少摩擦應該是首要目標。
一、直線電機導軌和驅動器
為了最大限度地減少直線電機導軌的摩擦,選擇滾動接觸而不是滑動接觸,并在可能的情況下避免使用高預載的系統。例如,使用兩排循環滾珠的非預載微型導軌發射的顆粒比具有四排循環滾珠的預載標準導軌少得多。并且由于軸承在潔凈室環境中受到污染的可能性很小,因此請使用具有低摩擦或非接觸式密封件的線性導軌。
空氣軸承是另一種引導和支撐負載的方法,雖然不太常見。然而,在潔凈室應用中,空氣軸承通常是產生低顆粒的最佳選擇,因為它們是完全非接觸式設備。
對于線性驅動器,在潔凈室應用中應避免使用皮帶和鏈條,因為它們會經歷顯著的接觸和磨損。同樣,齒條和小齒輪系統中齒輪的嚙合會導致高摩擦和磨損,因此也應避免這些。這意味著滾珠絲杠通常是潔凈室應用中線性驅動器的默認選擇。
但是,滾珠絲杠需要潤滑,并且絲杠的旋轉會導致潤滑“吊索”或“飛濺”,從而污染潔凈室環境。使用低摩擦或非接觸式密封件(見上文)將有助于保持滾珠螺母內部的潤滑并保護潔凈室。
與用于線性引導的空氣軸承一樣,線性電機為驅動負載提供了一種完全非接觸的選擇。但在他們的傳統設置中,線性電機在推動力(主要部分)移動的情況下運行。這意味著電纜也必須移動,正如我們將在下面討論的,電纜是粒子生成的另一個來源。潔凈室應用的更好配置是保持力器(主要部分)及其電纜固定,并允許磁軌(次要部分)移動。

·良好:滾動接觸(而不是滑動接觸)導軌和驅動器
·更好:空氣軸承導軌和直線電機
·尋找:低摩擦或非接觸式密封件;潔凈室潤滑
二、電纜和電纜管理
另一個摩擦源以及由此產生的顆粒是電纜管理系統,包括電纜本身。傳統的圓形電纜在相互摩擦或與電纜軌道的某些部分摩擦時會產生顆粒。減少來自電纜和電纜管理系統的微粒的最佳方法是使用減少所需電纜數量的組件和系統設計實踐——例如,使用集成電機驅動系統而不是單獨的電機和驅動組件。

對于運動控制系統中必需的電源、反饋和數據電纜,制造商提供帶有特殊低摩擦涂層的電纜設計,以最大限度地減少微粒并減少釋氣。同樣,一些電纜軌道制造商提供的系統通過使用耐磨接頭來減少鏈節之間的磨損。對于較短的長度,所謂的“無軌電纜”是不需要電纜軌道或載體的自支撐扁平電纜。
·好:帶減摩涂層的圓形電纜;帶耐磨接頭的電纜托架
·更好:自承式扁平電纜
·尋找:減少布線的機會
三、旋轉設備:電機和齒輪箱
當談到運動應用中的旋轉設備時,壞消息是,電機和齒輪箱使用旋轉軸承,而齒輪箱需要嚙合齒——所有這些都是摩擦和顆粒產生的來源。好消息是這些組件是封閉的,因此顆粒不太可能“逃逸”并污染潔凈室環境。并且有多種適用于潔凈室的潤滑劑可用于電機和齒輪箱中的高速、高負載條件。
為了提高潔凈室的兼容性,還可以在電機或齒輪箱外殼中添加輕微的真空。真空用于提取和去除微粒,因此它們沒有機會污染潔凈室。請注意,真空凈化對于具有靜態(非移動)密封的封閉式執行器也是一個不錯的選擇。盡管封閉式設計傾向于將顆粒保留在執行器內,但增加真空凈化有助于實現更高級別(100、10或1級)的潔凈室兼容性。

·好:全封閉外殼
·更好:真空吹掃
·尋找:潔凈室油脂選項


