Može li se rotirajuća kuglasta matica koristiti u vakuumskom okruženju?

Rotirajuća kuglična matica se može koristiti u vakuumskom okruženju, ali standardni sklop kuglične matice ne bi trebao biti instaliran u vakuumskoj komori bez daljnje procjene. Moraju se uzeti u obzir nivo vakuuma, ispuštanje maziva, unutrašnji materijali, temperatura, stvaranje čestica i lokacija pogonskih komponenti.

U sistemu s rotirajućim navrtkama, osovina vijka je normalno spriječena da se okreće dok je matica poduprta ležajevima i pogonjena motorom. Rotacija matice proizvodi linearno kretanje duž fiksnog vijka. Ovaj raspored se često razmatra za osovine dugog hoda ili velike brzine jer može smanjiti potrebu za rotacijom dugačke osovine zavrtnja.

Standardne kuglične matice su prikazane iznad za strukturnu referencu. Sam njihov izgled ili oznaka serije ne potvrđuju pogodnost za rad u vakuumu.

Kratki odgovor

Da, princip rotirajućih kugličnih matica može se koristiti u vakuumskom sistemu. Međutim, kompletan sklop mora biti projektovan ili modifikovan za specificirane uslove vakuuma. Prosta zamjena standardne masti vakuumskim mazivom nije uvijek dovoljna.

Za aplikacije umjerenog vakuuma, posebno očišćeni sklop s mazivom niskog tlaka pare i kompatibilnim unutarnjim dijelovima može biti izvodljiv. Sistemi visokog vakuuma ili ultravisokog vakuuma obično zahtevaju mnogo strožiju kontrolu maziva, polimera, površinskih tretmana, zarobljenih zapremina i položaja pogona.

1. Definirajte potrebnu razinu vakuuma

„Vakumsko okruženje“ pokriva širok raspon radnih pritisaka. Komponenta koja radi prihvatljivo u grubom vakuumu možda nije prikladna za visoki ili ultravisoki vakuum.

Prije odabira rotirajuće kuglične matice, projektant opreme treba osigurati normalan radni tlak, cilj ispumpavanja, prihvatljiv nivo ispuštanja plinova i zahtjeve za čistoćom. Ove vrijednosti određuju da li treba uzeti u obzir konvencionalnu mast, vakuumsku mast, čvrsto mazivo ili drugačiji raspored kretanja.

2. Isparavanje i isparavanje maziva

Podmazivanje je jedan od glavnih izazova za svaki kuglični vijak koji radi u vakuumu. Konvencionalna mineralna ulja ili masti opšte namjene mogu otpustiti isparljive komponente kako se pritisak smanjuje. Ovo može produžiti vrijeme ispumpavanja, kontaminirati komoru i utjecati na osjetljive procese ili optičke površine.

Vakum kompatibilno mazivo treba odabrati prema njegovom pritisku pare, karakteristikama ispuštanja plinova, radnoj temperaturi, opterećenju i brzini. Maziva na bazi perfluoropolietera koriste se u nekim visokovakuumskim i vazduhoplovnim aplikacijama zbog njihove niske isparljivosti, ali kompatibilnost i radni vek se i dalje moraju proveriti za stvarne uslove rada.

Količina maziva je takođe važna. Višak masti može povećati otpor, zarobiti zagađivače i doprinijeti dodatnom ispuštanju plinova. Premalo podmazivanja može uzrokovati brzo habanje, veći obrtni moment i prijevremeni kvar. Tačan iznos stoga treba utvrditi testiranjem specifičnim za aplikaciju.

3. Unutrašnji materijali moraju biti provjereni

Vakuumska kompatibilnost ovisi više od materijala osovine vijka i tijela matice. Kuglasta matica također može sadržavati komponente za povrat lopte, brisače, zaptivke, odstojnike, ljepila ili polimerne držače. Svaki materijal mora biti pregledan jer polimeri i elastomeri mogu postati značajan izvor ispuštanja plinova.

Nehrđajući čelik se može odabrati tamo gdje je potrebna otpornost na koroziju, čistoća ili smanjena površinska oksidacija, ali sam nehrđajući čelik ne čini vakuumsku maticu kompatibilnom. Toplinska obrada, tvrdoća staze, nosivost i otpornost na habanje moraju ostati prikladni za primjenu.

4. Čišćenje i priprema površine

Ostaci od proizvodnje, ulje protiv rđe, prašina i kontaminacija ambalaže mogu uticati na performanse vakuuma. Komponente namijenjene za ugradnju unutar vakuumske komore mogu zahtijevati kontrolirano odmašćivanje, precizno čišćenje, sušenje i pakovanje kompatibilno s vakumom.

Postupci čišćenja također moraju biti kompatibilni s materijalima i mazivom kuglične matice. Očišćena komponenta može biti ponovo kontaminirana ako se sastavlja, rukuje ili skladišti u nekontrolisanim uslovima.

5. Brtve ne stvaraju vakuumsku barijeru

Standardne zaptivke ili brisači se uglavnom koriste za zadržavanje maziva i smanjenje ulaska čestica. Ne treba ih tretirati kao zaptivke pod pritiskom koje mogu održavati razliku pritiska između kuglične matice i vakuumske komore.

Ako sistem za kretanje prolazi kroz zid komore, integritet vakuuma mora biti obezbeđen dizajnom komore, kao što je odgovarajući rotacioni prolaz, raspored mehova ili drugi projektovani vakuumski interfejs. Sama kuglasta matica ne zamjenjuje ovu funkciju.

6. Razmislite o držanju pogona izvan komore

Tamo gdje raspored stroja dopušta, postavljanje motora, pogonskih ležajeva i drugih komponenti osjetljivih na kontaminaciju izvan vakuumske komore može pojednostaviti dizajn. Mehaničko kretanje se tada može prenijeti kroz namjenski dizajnirani vakuumski prolaz.

Ako rotirajuća matica i njeni potporni ležajevi moraju raditi unutar komore, svi podmazani dijelovi, zaptivke, držači ležaja, materijali motora i kablovi moraju se procijeniti zajedno. Odobrenje samo kuglične matice nije dovoljno da se potvrdi prikladnost cijele ose.

7. Radna brzina, temperatura i vijek trajanja

Rasipanje topline se mijenja u vakuumu jer je konvektivno hlađenje znatno smanjeno. Trenje koje stvaraju kuglični kontakti, potporni ležajevi i mazivo može stoga rezultirati višom lokalnom temperaturom od očekivane.

Pregled projekta bi trebao uključiti brzinu rotacije, aksijalno opterećenje, radni ciklus, ubrzanje, put prijenosa topline i dozvoljeni porast temperature. Maziva kompatibilna s vakuumom također mogu proizvesti drugačiji početni moment i otpor pri radu od standardne masti.

Pristup za održavanje je još jedno praktično pitanje. Ako se sklop ne može podmazati ili zamijeniti bez odzračivanja i otvaranja komore, mogu biti potrebna konzervativna ograničenja opterećenja i brzine kako bi se postigao prihvatljiv servisni interval.

Potrebne informacije prije odabira

Da biste procijenili rotirajuću kugličnu maticu za rad u vakuumu, pripremite sljedeće podatke o aplikaciji:

• Radni pritisak i potreban nivo ispumpavanja
• Zahtjevi za čistu sobu, čestice i ispuštanje plinova
• Mjesto ugradnje unutar ili izvan komore
• Prečnik vijka, provod i potreban hod
• Aksijalno opterećenje, brzina, ubrzanje i radni ciklus
• Radne temperature i temperature pečenja
• Očekivani vijek trajanja i pristup održavanju
• Ograničenja za masti, premaze, plastiku ili elastomere

Zaključak

Rotirajuća kuglična matica može raditi u vakuumskom okruženju kada je kompletan pokretni sklop konfiguriran za potreban pritisak, čistoću i radne uvjete. Glavna razmatranja su isparljivost maziva, unutrašnja kompatibilnost materijala, čišćenje komponenti, rasipanje topline i dizajn interfejsa komore.

Standardna SFA, SFE ili druga kuglična matica ne bi trebalo automatski biti opisana kao kompatibilna s vakuumom. Njegova prikladnost se može utvrditi samo nakon pregleda kompletne specifikacije i, gdje je potrebno, validacije gotovog sklopa u reprezentativnim radnim uvjetima.

Za više informacija o mehaničkom rasporedu, pročitajteuloga rotirajuće kuglične matice u sistemu linearnog kretanja. Takođe možete pogledati DLYproizvodi od kugličnih maticaza dostupne strukture i dimenzije.

← Povratak na DLY blog