而我们经常谈论保持污染的重要性出对于线性运动组件,如线性导轨和螺钉,当这些系统在洁净室中使用时,目标恰恰相反——防止这些组件引入污染成环境。
洁净室到底是什么?
根据ISO 14644 - 1:2015洁净室和相关的受控环境控制空气污染,如果适当,控制表面,达到与完成污染敏感活动相适应的水平。
无尘室通常与半导体、电子和医疗设备行业的应用联系在一起,尽管其他行业——如航空航天、制药和食品和饮料——也在某些应用中使用无尘室环境。
ISO 14644-1标准将洁净室的“洁净度”按照1(最好)到9(最差)的级别进行分级,这是基于每立方米空气中存在的6种大小范围的颗粒数量。
注意,上述洁净室标准均来自国际标准组织(ISO)。你可能还会看到美国联邦标准209E在某些情况下被引用,尽管它在2001年被撤销了。FS 209E评级可以参照ISO评级,但请注意,类号不对齐。例如,在FS 209E下等级为1级的洁净室在ISO 14644-1下等级为3级。
摩擦是洁净室的大敌
当在洁净室应用中使用线性运动系统时,首要目标是保持其粒子生成最小化。但是线性运动组件依赖于滑动或滚动运动,这些运动必然会由于表面之间的摩擦和磨损而产生颗粒。因此,重点之一应该是尽可能减少摩擦。
这意味着选择展期滑动接触式直线滚珠轴承和滚珠丝杠是大多数洁净室应用中比滑动轴承和丝杠更好的选择。
然而,标准的直线滚珠轴承和滚珠丝杠上的全接触密封与导轨或丝杠轴滑动接触,所以低摩擦或非接触密封优于全接触设计。最近,一些制造商进行了颗粒计数测试来证明如何做到这一点球间距器,或球链-分离球,并防止它们在通过轴承再循环时相互碰撞-可以减少异形导轨和滚珠螺钉中的颗粒产生。
润滑是朋友也是敌人
润滑不仅有助于减少摩擦和确保正确的操作,而且还可以“捕获”线性轴承或螺钉产生的一些颗粒,防止它们释放到环境中。但如果润滑油被释放到大气中,它本身就会成为污染源。这对于滚珠丝杠来说尤其成问题,因为滚珠丝杠转动时可能会“脱落”润滑。
密封有助于保持线性轴承或滚珠螺母内部的润滑,但低摩擦和非接触类型——虽然是理想的,因为它们自己不会产生显著的颗粒——可以允许一些润滑“滑过”并被释放。这就是为什么许多洁净室应用需要一个cleanroom-approved润滑剂.这些特殊配方没有(或更少)含有固体颗粒的添加剂,如铝、二氧化硅和聚四氟乙烯。
必须使用对洁净室无害的材料
洁净室环境的首选材料是不锈钢和PVC,但铝和碳钢是用于直线运动组件的主要材料。然而,有办法使铝和标准碳钢符合洁净室标准。
例如,阳极氧化铝,使其具有良好的耐腐蚀性能。并且碳钢组件可以处理与洁净室兼容保护涂层如黑铬或镍,以防止氧化。
广泛的微型指南而且微型螺丝可提供不锈钢版本,使其成为更短行程长度和更轻负载的洁净室应用的良好选择。而微型型号通常提供低摩擦密封和低预紧力作为标准选项,因此它们产生的颗粒本质上比全尺寸的同类产品要少。
还要记住的是,紧固件通常涂有一层氧化黑,微粒脱落率很高,即使这些部件是静态的。对于洁净室应用,应尽可能使用不锈钢五金。
减少接触和摩擦的系统
消除或减少上述问题的一种方法是使用固有的“干净”的线性运动组件和系统。这些包括用于引导的空气轴承和用于驱动的直线电机。这两种系统都消除了滑动或滚动接触,因此它们几乎没有摩擦,也不会产生颗粒。
例如,一个直线电机阶段与空气轴承导向器在理论上没有摩擦,因此不会产生粒子。然而,在现实环境中,电缆管理仍然是一个问题,因为移动的电缆和电缆载体会产生颗粒。但这可以通过使用专门为洁净室设计的电缆和电缆管理系统来解决。
典型的例子是:一些电缆制造商提供特殊的低摩擦涂层产品,以减少颗粒的产生,而一些电缆轨道制造商提供的系统,通过使用耐磨接头来减少链段之间的磨损。对于较短电缆长度,平的,自营“无轨电缆”甚至不需要电缆轨道或载体。
了下:线性运动技巧