Ürün ejektörlerinde yüksek ivmeler için neredeyse aşınmasız kaymalı yataklar

Paketleme ve dolum makinelerinde ve konveyör teknolojisinde, hatalı ürünleri çok yüksek çıkış hızlarında ürün akışından tek tek güvenilir bir şekilde ayırabilen ve çıkarabilen ürün ejektörleri gereklidir. Geçmişte bu amaç için pnömatik silindirler kullanılıyordu, ancak bunlar modern yüksek hızlı makinelerde güvenilir bir şekilde çalışmamaktadır.
Bu nedenle Jung Antriebstechnik und Automation GmbH, UltraDynamikTM gibi standart çelik kılavuz raylar ve bilyalı zincirlerin çalıştığı kılavuz taşıyıcılarla donatılmış lineer motor modülleri tedarik etmektedir. Bu sistemler dakikada yaklaşık 500 - 1.000 döngü hızında 5 m/s'ye varan en yüksek hızlara ve 150 m/s2'ye varan ivmelere ulaşmaktadır. Müşteriler tarafından sürekli operasyonda kullanılırlar.
Bu lineer motor teknolojisinin tepe kuvvetleri, aynı motor boyutuna sahip geliştirilmiş manyetik malzemeler sayesinde sürekli olarak artırılmıştır. Ancak, hareketli motor kütleleri neredeyse aynı kalmıştır. Bu durum, bu yeni lineer motorlar için büyük ölçüde artırılmış bir hızlanma kapasitesi ile sonuçlanmaktadır.
Teknik olarak, bu yüksek motor dinamiği, rulmanlı yatak teknolojisi ve çelik malzemeler kullanılarak üretilen geleneksel kılavuzla kullanılamaz. Bunun nedenleri, çelik yapı elemanlarının nispeten büyük hareketli motorsuz kütleleri ve hepsinden önemlisi, rulman elemanlarının amaçlandığı gibi 'yuvarlanmasını' imkansız kılan yüksek ivmelerdir.
Bu nedenle otomasyon şirketi, hareketli motorsuz yapısal kütlelerde ciddi bir azalma sağlayan bileşenler ve yaklaşık 250m/s2'ye (25g) kadar ivme sağlayan bir yatak ve kılavuz teknolojisi arıyordu.

Aktüatörün yeni tasarımı, hareketli kütlelerin radikal bir şekilde azaltılmasına odaklanmıştır. Bu nedenle, kılavuz elemanlar olarak iki adet 10 mm CFK tüp ve CFK'dan yapılmış bir ön plaka seçilmiştir. Bu malzemeler kullanılarak, yapısal hareketli kütleler geleneksel olarak (çelik) tasarlanmış HighDynamic lineer motor modülüne kıyasla 263 gramdan 45 grama düşürülebilmiştir. Sadece kütleyi radikal bir şekilde azaltarak ivme değerlerini artırmak mümkündür.
CFK tüpünün yönlendirilmesi için uygun rulman seçimi konusunda iglidur J kaymalı yataklar lehine karar verilmiş ve iki kılavuz vida destek bloğuna toplam dört rulman yerleştirilmiştir (aşağıdaki resme bakınız).
Bu bileşenlerle, yeni tasarlanan aktüatör, örneğin, yol eğrisi tarafından kontrol edilen sadece 60 ms'lik bir hareket süresinde 160 mm'lik bir strok gerçekleştirebilir. Böyle bir hareket işlemi sırasında, bu kısa strokta bile 4m/s hızlara ve 200m/s2 (20g) ivmelere ulaşılmaktadır. Saf hızlanma veya frenleme işlemi sadece 40 mm'lik bir hareket mesafesinden sonra tamamlanır.
Bu çözümün uzun vadeli pratik uygunluğu hakkında bir açıklama yapabilmek için Jung Antriebstechnik'te yeni aktüatörün çok gerçek koşullar altında test edildiği bir dayanıklılık testi serisi başlatıldı. Bu, birkaç milyon strok döngüsünden ve birkaç bin kilometrelik çalışma mesafesinden sonra bile CFK borularında ve iglidur J kaymalı yataklarda önemli bir aşınma veya yıpranma tespit edilemediğini gösterdi. Testlerin memnuniyet verici sonuçları nedeniyle ürün, testlerin sona ermesinin ardından MOTEK 2015'te kamuoyuna sunuldu.