Přesná vřetena a přímovody jsou neodmyslitelnou součástí celé řady jemnomechanických zařízení a neobejde se bez nich většina měřidel úchylek geometrického tvaru a polohy, zejména pak úchylek kruhovitosti, přímosti a rovinnosti. Jejich výrobci dosud používají hlavně prvky s funkčními plochami uloženými na vzduchovém filmu, přičemž vzduch byl dosud přiváděn pomocí soustavy tenkých trysek. Přesnost je vysoká a zařízení plně vyhovují pro namátkovou kontrolu v laboratorních podmínkách. NOVÉ POŽADAVKY Zejména ložiskový a automobilový průmysl začínají striktně prosazovat stoprocentní kontrolu některých důležitých parametrů přímo v procesu výroby, a to včetně tvarových úchylek, drsnosti a povrchových defektů – parametrů, výrazně ovlivňujících vedle životnosti také hlučnost agregátů, a proto i automobilů. Některé, pro laboratorní účely málo významné nedostatky dosavadních systémů s tryskami, se ale ukazují již jako dosti podstatné při nasazení do provozního prostředí, navíc s mnohem rychlejším taktem. Vedle některých principiálních nevýhod, jakými jsou např. nehomogenita tlakového pole a někdy také náchylnost na kmitání, jsou to zejména vysoké výrobní náklady, větší rozměry, a tím i hmotnost, ale také dnes velmi sledovaná větší spotřeba tlakového vzduchu, jako nejdražšího provozního média. Výrobcům speciální zakázkové techniky, určené pro současně projektované výrobní linky, je zadavateli předkládán striktní požadavek, aby nové prvky zaručily v kombinaci s nejnovějšími měřicími metodami minimálně stejnou přesnost, jaká je u dosavadních laboratorních přístrojů, a to při vhodnosti pro náročné provozní podmínky, aby měly delší životnost a zejména nižší pořizovací a provozní náklady. MOŽNOSTI ŘEŠENÍ Náročné požadavky se dnes řeší účelově podle záměru použití a při využití nejnovějších poznatků výzkumu, např. kluzných a valivých uložení a paralelně i měřicích metod se zaměřením zejména na metody nepřímé. Ty umožňují potlačovat vliv mechanické nepřesnosti obou prvků. Přes celou řadu nových možností se ukazuje, že vřetena a přímovody na vzduchovém filmu jsou pro některé účely stále nejvhodnější, jen to vyžadovalo výraznou inovaci. PORÉZNÍ UHLÍKOVÉ KOMPOZITY Výrazný pokrok přineslo nově použití porézních uhlíkových kompozitů na válcová pouzdra vřeten a přímovodů, ale i na čelní plochy pro osové uložení vřeten nebo stolů pohybujících se po referenčních rovinných deskách, nejčastěji z granitu a keramiky. Prvotní, nezanedbatelnou výhodou takto koncipovaných vzduchových ložisek je použití grafitu jako nosného materiálu, který se vyznačuje nízkým koeficientem tření a výrazně omezuje poškození funkčních ploch, zejména při neočekávaném přerušení přívodu tlakového vzduchu. Tou hlavní výhodou je ale poréznost, umožněná tenkými kapilárami o průměru několika μm, které přirozeně prostupují celou vrstvou. Vytvořený vzduchový film je pak velmi homogenní, není náchylný na kmitání a spotřeba tlakového vzduchu je oproti klasickému provedení s tryskami mnohem nižší. Vřetena a přímovody jsou menší a lehčí. Pohled na patní ložisko ø 50 mm, připojené ke zdroji tlakového vzduchu, a pro demonstraci proudění vzduchu kapilárami ponořené do vody, je na obr. 1. APLIKACE Brněnská společnost MESING, specializovaná na výrobu zakázkové měřicí a automatizační techniky, se přirozeně neobejde bez použití celé řady netradičních metod, materiálů i prvků a porézní uhlíkové kompozity již jako jedna z prvních použila na několika zařízeních; vybrané příklady jsou na obr. 2 až 4. Na obr. 2 je přesné vřeteno s chybou rotace 0,1 μm. Na obr. 3 je přímovodná jednotka se zdvihem 100 mm a nepřesností chodu na této délce 1 μm při malých radiálních kmitech cca 0,01 μm. Na obr. 4 je příklad jednotky pro měření úchylek přímosti a rovinnosti na granitové desce, přičemž jak hlavní ložiska pro vertikální směr, tak i pomocná boční jsou z porézního uhlíkového kompozitu. Na některých dalších aplikacích se nyní pracuje. ZÁVĚR První zkušenosti s porézními uhlíkovými kompozity ve firmě MESING vedou k přesvědčení, že tento „houbový“ materiál umožní realizovat celou řadu nových speciálních zařízení s přesným rotačním i lineárním pohybem, a to v souladu s nejnovějšími náročnými požadavky, zejména automobilového průmyslu. Některá řešení si MESING autorsky chrání. Vývoj probíhal za účinné grantové podpory MPO v projektu FRTI 1 / 241.
