Igus: полимерные решения для подвижных узлов и автоматизации

Немецкая компания Igus, основанная Гюнтером Блазе в 1964 году, прошла путь от небольшого предприятия по производству технических полимеров до мирового поставщика комплексных инженерных решений. Основной специализацией компании является разработка и производство так называемых «motion plastics» — полимерных материалов и готовых изделий, предназначенных для использования в подвижных узлах машин и механизмов. Ключевая философия Igus заключается в замене традиционных металлических деталей, требующих смазки и регулярного обслуживания, на самосмазывающиеся полимерные композиты. Такой подход позволяет создавать долговечные, устойчивые к загрязнениям и не требующие обслуживания системы для широкого спектра применений — от упаковочного оборудования до сельскохозяйственной техники и робототехники.

Ассортимент компании насчитывает более 240 000 готовых изделий, включая подшипники скольжения, линейные направляющие, системы энергоснабжения, приводные модули и компоненты для автоматизации. Все продукты объединяет общий принцип работы в условиях сухого трения, что делает их особенно востребованными в условиях, где смазка невозможна, нежелательна или где загрязнение критично, например, в пищевой, фармацевтической и химической промышленности, а также в чистых помещениях и при работе на открытом воздухе.

Полимерные подшипники скольжения iglidur: принцип работы и материалы

Линейка подшипников iglidur является краеугольным камнем продуктового портфеля Igus. Эти подшипники функционируют по принципу сухого скольжения. Необходимость во внешней смазке устранена за счет введения твердых смазывающих веществ, таких как графит, дисульфид молибдена или политетрафторэтилен (ПТФЭ), непосредственно в структуру базового полимера. В процессе работы происходит контролируемое высвобождение этих частиц на поверхность трения, где они формируют стабильный смазывающий слой. Конструктивно подшипники iglidur представляют собой монолитные детали, что обеспечивает однородность свойств материала по всему объему и постоянство характеристик на протяжении всего срока службы, в отличие от, например, спеченных металлических подшипников, где смазка находится в порах.

Компания разработала широкий спектр материалов для различных условий эксплуатации. Выбор конкретного материала зависит от совокупности факторов: нагрузки, скорости скольжения, рабочей температуры, типа сопрягаемой поверхности и воздействия окружающей среды. Для облегчения выбора Igus предоставляет детализированные таблицы характеристик и онлайн-инструменты.

Для поддержки инженеров Igus предлагает уникальный онлайн-калькулятор срока службы подшипников. Алгоритм расчета основан на данных, полученных в результате более 12 000 испытаний, ежегодно проводимых на собственных испытательных стендах компании. Пользователь может ввести параметры своей задачи (нагрузку, скорость, температуру, ход) и получить расчетный ресурс работы для выбранного материала.

Системы энергоснабжения: энергоцепи, кабели и готовые решения

Второй важнейший сегмент продукции Igus — это решения для подвижного энергоснабжения и кабельной трассировки. В подвижных машинах, таких как станки с ЧПУ, портальные системы или роботы, необходимо обеспечить надежную подачу электроэнергии, данных и среды (воздух, гидравлика) к движущимся частям. Для этой цели предназначены энергоцепи (кабельные цепи) серии E-chain.

Энергоцепи представляют собой модульные пластиковые конструкции, которые защищают кабели и шланги от механических повреждений, задают и ограничивают радиус их изгиба. Конструкция многих цепей основана на защелкивающихся боковых звеньях и перемычках, что позволяет быстро собирать, разбирать и модифицировать трассы без специального инструмента. Для корректной и долговечной работы внутри таких цепей требуются специальные гибкие кабели, рассчитанные на многократные циклы изгиба.

Для этого Igus производит кабели Chainflex. Эти кабели спроектированы и испытаны для работы в энергоцепях на заданном радиусе изгиба и гарантируют миллионы циклов движения без нарушения целостности проводников. Ассортимент включает кабели питания, данных, шинные системы, а также гибкие шланги для пневматики. Для упрощения монтажа и гарантии совместимости компания предлагает предварительно собранные системы ReadyChain. Это полностью укомплектованные и протестированные узлы, включающие энергоцепь, кабели Chainflex необходимой длины, разъемы и крепеж, которые поставляются как готовый к установке модуль.

Линейные направляющие и приводные системы на полимерных компонентах

Принцип сухого скольжения был успешно применен Igus в области линейных перемещений. Линейные направляющие серии drylin используют полимерные подшипниковые элементы (полозья), которые перемещаются по алюминиевым или стальным профильным рельсам. Эти системы работают без смазки, что делает их необслуживаемыми и подходящими для сред, где смазка запрещена или быстро загрязняется. Дополнительными преимуществами являются низкий уровень шума, устойчивость к вибрациям, коррозионная стойкость и способность работать с зазорами, допускающими попадание определенного количества абразивных частиц.

Помимо направляющих, Igus предлагает комплексные приводные решения. В ассортимент входят линейные модули с различными типами передач: шариковинтовые пары (для высокой точности и нагрузки), зубчатые ремни (для высокой скорости и больших длин хода) и реечные передачи. Модули могут комплектоваться шаговыми или серводвигателями, кабелями и датчиками. На сайте компании доступен конфигуратор, который позволяет инженеру подобрать и рассчитать полную систему, включая крепеж, с автоматической проверкой нагрузок и расчетом ожидаемого срока службы.

Компоненты для автоматизации и робототехники

Используя свою экспертизу в полимерных решениях для движения, Igus вышла на рынок компонентов для автоматизации, предлагая концепцию доступной автоматизации. Компания не производит готовых промышленных роботов в классическом понимании, а создает модульные наборы компонентов для сборки собственных механизированных и роботизированных систем.

Ключевые продукты этого направления:

• Robolink: модульные шарнирные манипуляторы и захваты из полимерных компонентов, предназначенные для легких задач типа «возьми-положи».
• Сухие дельта-роботы: высокоскоростные параллельные роботы для сортировки и упаковки, в которых многие традиционные подшипниковые узлы заменены на полимерные подшипники скольжения.
• Коллаборативный робот ReBeL: легкий и экономичный кобот с приводными узлами на базе полимерных компонентов.
• Платформа RBTX: онлайн-магазин, где можно скомпоновать компоненты от Igus (приводы, направляющие, каркасы) с продукцией других поставщиков (захваты, камеры, контроллеры) для создания индивидуального роботизированного решения.

Использование полимеров для корпусов, звеньев и подшипниковых узлов в этих системах позволяет снизить вес, инерцию, уровень шума и общую стоимость, минимизируя при этом потребность в техническом обслуживании.

Инженерные сервисы и техническая поддержка

Техническая ценность продуктов Igus усиливается комплексом сопутствующих сервисов. Помимо уже упомянутого калькулятора срока службы, компания предлагает услуги по быстрому изготовлению нестандартных деталей (FastLine), включая прототипирование и мелкосерийное производство с короткими сроками поставки.

Для разработчиков, использующих 3D-печать, доступны специализированные износостойкие филаменты под брендом iglidur (например, I150). По заявлениям компании, эти материалы значительно превосходят стандартные инженерные пластики по устойчивости к износу в условиях сухого трения.

Цифровизация поддержки является важным аспектом. Мобильное приложение igusGO, использующее технологии компьютерного зрения, позволяет пользователю проанализировать фотографию существующего узла (например, подшипника) и получить рекомендации по его замене на продукцию Igus. Кроме того, компания предоставляет обширную техническую библиотеку с каталогами, руководствами по монтажу, чертежами в формате CAD и результатами испытаний.

Области эффективного применения и инженерные аспекты выбора

Продукция Igus демонстрирует наибольшую эффективность в приложениях, где традиционные смазываемые металлические системы сталкиваются с объективными трудностями. Это, в первую очередь, условия сильного загрязнения (строительная, сельскохозяйственная, деревообрабатывающая техника), отрасли с высокими требованиями к чистоте (пищевая, фармацевтическая, электронная промышленность), а также применения, где требуется снижение веса, уровня шума или полный отказ от технического обслуживания.

Системный подход компании, предлагающей взаимосвязанные компоненты (от подшипника и направляющей до привода и кабельной трассы) от одного поставщика, упрощает проектирование, снижает риски несовместимости и оптимизирует логистику.

При этом инженерам важно учитывать специфику полимерных решений. Хотя они обладают выдающейся стойкостью к загрязнениям и работают без смазки, их механические характеристики (жесткость, теплопроводность, предельные скорости и нагрузки) могут отличаться от характеристик высокоточных металлических подшипников качения или гидростатических направляющих. Поэтому для высокоскоростных, высокоточных или особо тяжелонагруженных применений с экстремальными динамическими нагрузками необходим тщательный инженерный анализ, проверка расчетов срока службы и, по возможности, проведение реальных испытаний в условиях, максимально приближенных к эксплуатационным. Осознанный учет этих компромиссов на этапе проектирования является залогом успешного внедрения полимерных решений для движения.