Mancais de deslizamento praticamente sem desgaste para altas acelerações em ejetores de produtos

Nas máquinas de embalagem e envase e na tecnologia de transportadores, são necessários ejetores de produtos que possam separar e ejetar de forma confiável os produtos defeituosos individualmente do fluxo de produtos a taxas de saída muito altas. No passado, eram usados cilindros pneumáticos para essa finalidade, mas eles não funcionam de forma confiável em máquinas modernas de alta velocidade.
Por isso, a Jung Antriebstechnik und Automation GmbH fornece módulos de motores lineares, como o UltraDynamikTM, que são equipados com trilhos-guia de aço padrão e carros-guia nos quais passam correntes esféricas. Esses sistemas atingem velocidades máximas de até 5 m/s e acelerações de até 150 m/s2 a taxas de ciclo de aproximadamente 500 a 1.000 ciclos por minuto. Eles são usados pelos clientes em operação contínua.
As forças de pico dessa tecnologia de motor linear têm sido continuamente aumentadas por meio de materiais magnéticos aprimorados com o mesmo tamanho de motor. Entretanto, as massas móveis do motor permaneceram praticamente as mesmas. Isso resulta em uma capacidade de aceleração drasticamente aumentada para esses novos motores lineares.
Tecnicamente, essa alta dinâmica do motor não pode ser utilizada com a guia convencional, que é fabricada com tecnologia de rolamento de rolos e materiais de aço. As razões para isso são as massas móveis não motorizadas relativamente grandes dos elementos estruturais de aço e, acima de tudo, as altas acelerações que impossibilitam que os elementos de rolamento "rolem" conforme o planejado.
Portanto, a empresa de automação estava procurando componentes com uma redução drástica nas massas estruturais móveis não motorizadas e uma tecnologia de rolamento e guia que permitisse acelerações de até aproximadamente 250 m/s2 (25 g).

O novo projeto do atuador se concentrou em uma redução radical das massas móveis. Por esse motivo, foram selecionados dois tubos de CFK de 10 mm como elementos de guia e uma placa frontal feita de CFK. Com o uso desses materiais, as massas móveis estruturais puderam ser reduzidas de 263 gramas para 45 gramas em comparação com o módulo do motor linear HighDynamic projetado convencionalmente (aço). Somente com a redução radical da massa é possível aumentar os valores de aceleração.
Com relação à seleção de um rolamento adequado para a orientação do tubo CFK, a decisão foi tomada em favor dos mancais de deslizamento iglidur J, sendo que um total de quatro rolamentos foram instalados em dois blocos de suporte do parafuso de avanço (veja a imagem abaixo).
Com esses componentes, o atuador recém-projetado pode, por exemplo, realizar um curso de 160 mm em apenas 60 ms de tempo de deslocamento, controlado pela curva de trajetória. Durante esse processo de movimento, velocidades de 4 m/s e acelerações de 200 m/s2 (20 g) são alcançadas mesmo com esse curso curto. A aceleração pura ou o processo de frenagem é concluído após uma distância de deslocamento de apenas 40 mm.
Para poder fazer uma declaração sobre a adequação prática de longo prazo dessa solução, foi iniciada uma série de testes de resistência na Jung Antriebstechnik, na qual o novo atuador foi testado em condições muito reais. Isso mostrou que, mesmo após vários milhões de ciclos de curso e uma distância de funcionamento de vários milhares de quilômetros, não foi possível detectar abrasão ou desgaste significativo nos tubos CFK e nos mancais de deslizamento iglidur J. Devido aos resultados agradáveis dos testes, o produto foi apresentado ao público na MOTEK 2015 após o término dos testes.