当谈到组装机的经济性，更快总是更好。每一分钟，它运行，快速机产生更多的商品和更多的利润，比其他类似的机器很慢。那么，为什么不你只是曲柄的速度在现有装配生产线或加快设计速度，新机器？
答案是速度，其所有的经济优势，具有从工程的角度看一些陡峭的成本。更快的装配生产线通常遭受共振和振动问题。这些快速的机器往往靠近齿轮和其他运动部件的临界速度运行，而且它们可能会有更猛烈的往复运动为好。结果，他们的经验更耐磨，需要更积极的维护和润滑时间表。
更重要的是，提高线路速度的技术并不便宜。更快的生产线通常需要更高的带宽控制，以及更大的电机、执行器和变速箱。机器框架也可能需要加强。虽然如果线路速度提高了盈利能力，这些基础设施升级可能会很好地收回成本，但它们也需要大量的工程努力。
然而，有，更简单，提高生产线速度的方式。通过升级运动分量-如凸轮随动件，履带支重轮，齿轮，凸轮或线性致动器，工程师可以从15到20％或更典型地提高机器的速度。在一个案例中，我们甚至能够小胶囊制造机的产量翻番。
虽然很容易忽视单个机器部件的生产线速度的贡献，升级这些组件，不需要基础设施升级相关的庞大的资本支出。
不是每一个凸轮从动件，履带滚轮或齿轮适合自己的速度。工程师们将需要选择在不牺牲强度的前提下降低质量的部件。工程师还需要能够抵抗磨料磨损而不需要过度润滑的部件。
聚合物更快
快速，高级机器的定义特性之一是它们倾向于将部分或完全来自高科技聚合物组成的组分。当由正确的材料设计和制成，聚合物机器组件的重量远低于可比金属部件。例如，我们将聚合物表面与金属轴和精密滚珠轴承相结合的凸轮追随者的重量小于相同尺寸的全金属凸轮追随者的约40％。重量节省减少惯性，这与低滚动阻力相结合，允许更有效的高速操作。同样的逻辑和重量节省适用于齿轮和轨道滚筒。
采用全金属部件高速机器需要最经常被中央润滑系统，充油变速箱或喷油提供连续的润滑。润滑的中断，就像当在一个中央润滑系统堵塞的喷嘴，通常会导致灾难性的故障和停机时间。聚合物机组件可以解决润滑和磨损问题，并减少与全金属系统相关联的量的维护。磨损和产生的需要不断提供润滑，减缓了高速机。油脂或油也可以污染机器的最终产品。
最好的聚合物运动部件是由自润滑材料制成的，因此它们消除了润滑的需要。它们还能抵抗各种磨损机制，如腐蚀磨损和磨损，影响金属机械部件。结果是，聚合物组件在很长的生命周期内保持轴承表面的光滑。
请记住，但是，并非所有的工程聚合物将机器部件同样执行。某些聚合物缺少所需的拉伸性能。别人不能满足热，化学，耐湿性的要求。水分，尤其是一个问题，因为它是在许多制造地点无处不在。这将导致大部分工程聚合物失去拉伸性能或改变尺寸。
确保聚合物机器部件具有右边的工作，是成功的重要成分。在Intech，我们发现，只要物业与应用要求仔细匹配，各种聚合物都可以制造良好的运动部件。缩醛，用于齿轮和其他运动部件的缩进式聚合物，可以在许多应用中使用。我们一直在用它。但是，为了真正推动性能信封，工程师需要考虑其他聚合物。
我们选择最苛刻的运动应用是电力核心，一种基于丁二烯的材料。它具有物理和机械性能的组合，使其使其独特地适用于运动部件，特别是高速。这些属性包括：
稳定和力量。电源核心在持续的湿度甚至完全浸泡中保持其拉伸性能和尺寸稳定性。相比之下，大多数工程聚合物吸收水分。这些吸湿聚合物的强度可以降低50%，不再承载设计负载。或者，它们可以膨胀3%或更多，使它们与任何交配成分不相容。
不需要润滑。功率芯部件具有自润滑性能和光滑的加工表面，因此它们消除了对润滑和相关粘性阻力的需求。
振动阻尼。与许多塑料一样，功率核心提供了金属的固有阻尼能力。与许多塑料不同，功率核的阻尼能力达到最大点，接近高速装配线的典型工作温度。塑料的阻尼能力让聚合物运动组件降低噪音和振动，因为线速度增加。
塑料有限制
有一个很好的理由还是金属占多数的高负载的齿轮，凸轮从动件，滚轮和类似的组件。在这些应用中，即使是相同大小的一个精心设计的塑料部件可能无法提供足够的结构强度，以满足应用需求。
虽然聚合物和其他复合材料没有金属的拉伸或抗压强度，但有许多应用金属部件不用于其满载能力的应用。这些应用是聚合物闪耀的地方。它们轻巧，这意味着惯性，动能和力量较低。它们还具有自润滑特性，可降低或消除润滑和磨损。轻巧，低摩擦部件也有助于降低驱动功率要求和能源成本。
为了得到两全其美，我们经常采取一种混合的方法，它使用塑料和金属一起压铸塑料轴承表面在结构钢或铝的元素。例如，我们可以应用轴承聚合物表面在高速辊球轴承，这是一种自然适合应用在大多数金属的凸轮从动件中使用的脂滚针轴承减慢。我们还采用了金属轴和齿轮毂。
这些混合系统需要一些额外的设计关注。使用高级应力分析，我们可以确定塑料与金属的正确比率。精心设计的部件将尽最大努力从金属中提供结构强度，例如使用金属芯，以便安全齿轮附着到金属轴，以及来自聚合物的有益表面性质。
分析和设计
为了计算轻量聚合物构件的受力和模拟应力，需要了解整个系统的载荷特性，要记住，与它所取代的金属构件相同尺寸的塑料构件可能无法承受载荷。
当设计更高的速度，你会经常需要满足较大的部件尺寸的要求。只要有足够的空间，可以设计通过增加宽度或外径，例如用于承载负荷的部件。
当然，轮齿啮合和凸轮从动件的轮胎设计也起到了至关重要的作用。在设计过程中需要与负责设计该设备的工程师密切合作。
最近的一个例子涉及到喷漆机器人的手臂。携带有效载荷和均匀分布在整个其1,000毫米长度分布应力，我们通过100平方毫米的铝管的横截面改变了原来的100到锥形形状与在广角端处的260 150毫米的横截面。变化到塑料材料的目的是提供电绝缘的机器人臂在静电喷涂工艺。
另一个例子是在纸尿裤制造机上安装的19英寸外径的防反隙Power-Core齿轮。这个齿轮必须承受与e-stop相关的力，这相当于一个10马力电机30毫秒的全部扭矩，加上机器齿轮系质量的冲击负载。我们的计算表明，如果我们将齿轮宽度从2英寸增加到2.5英寸，齿轮将承受如此高的紧急负载。宽度的增加是可能的，因为应用程序在机器的驱动端有足够的空间来容纳较厚的齿轮。
最大限度地提高速度
无论你是否有一个新的或现有的生产线，事实证明，金属运动组件可以以多种方式施加速度限制。首先，金属部件可以由于它们的绝对质量较重组分的限制运动系统有更多的惯量，降低临界速度，并且需要更大的力来加速。此外，金属部件需要润滑和磨损的部件必须被更换，这往往会导致延长停机时间。最后，也是最重要的是，金属运动部件都没有阻尼能力。其结果，生产线可能无法提供更快的操作，由于与冲击，振动和噪声问题。
考虑到金属的这些局限性，这里有两个例子来说明塑料运动部件如何帮助提高装配线的速度。
金属凸轮跟随件，以及它们所运行的凸轮或轨道，都会受到金属对金属的磨损。金属凸轮从动件上的滚针轴承润滑过度会导致打滑和额外的磨损。在高速机器上的凸轮从动件经常被压在带有沉重弹簧负载的凸轮上，以防止打滑。高弹簧载荷只会加速凸轮和凸轮从动件的磨损。采用润滑终身球轴承，聚合物凸轮从动件消除了对轴承和凸轮表面的润滑需求。而且，如果设计得当，它们可以在没有任何弹簧的情况下保持与凸轮的充分接触，从而简化设计。最重要的是，它们不会磨损凸轮表面，防止昂贵的停机时间。
从无尺寸大小的全金属齿轮系统中的振动消除振动，可以使无需维护聚合物的齿轮 - 这可以高达7倍。这增加了速度和机器输出。在磁盘制造机的情况下，我们更换了一个厚重的3.5英寸宽的铸铁齿轮，外径为17英寸，重约170磅，具有含有金属枢纽的功率芯齿轮，重量小于40磅。这增加了每分钟400至800个拼片的输出。
客户来到我们的要求，以消除其囊片生产线的油脂和结束了与现行生产行业标准的双输出的机器。聚合物组分往往会产生意想不到的好处。
欲了解更多信息，请致电877-218-2650或访问www.intechpower.com.。
