El objetivo principal de movimiento lineal El propósito de los productos es mover algo en línea recta de un lugar a otro en una dirección. Generalmente, esto se logra mediante rodamientos con elementos rodantes. Tradicionalmente, este tipo de elemento rodante era una bola o un rodillo, pero ahora algunos rodamientos de movimiento lineal no incluyen elementos rodantes, por lo que se denominan rodamientos "deslizantes". Estos rodamientos deslizantes son simplemente bujes de plástico o cerámica, a veces revestidos con PTFE o plástico sumergido en aceite para ayudar a reducir la fricción por deslizamiento. El movimiento lineal se puede lograr sin rodamientos, pero mover la carga sin ellos requiere mayor esfuerzo. El uso de rodamientos puede reducir significativamente la fricción. Por ejemplo, el coeficiente de fricción de un buje de bolas circulantes puede ser tan bajo como 0.001, mientras que el coeficiente de fricción de acero con acero (con lubricación) es de 0.10. Los rodamientos lineales pueden moverse de múltiples maneras. Pueden accionarse mediante tornillos, correas, cadenas, cremalleras y pequeños engranajes, o simplemente empujarse manualmente. Los productos de movimiento lineal pueden combinarse para formar un sistema multidireccional de 2 o 3 ejes. Por ejemplo, banco de trabajo XY (2 ejes) o máquina herramienta CNC (3 ejes).

 

 

 

Para simplificar, se analizan varios productos de movimiento lineal según sus tipos.

 

Los rodamientos lineales con rodamientos de bolas ofrecen la menor fricción. Los dos productos principales son los rodamientos de bolas circulantes y los sistemas de guiado de movimiento.

 

1. Los rodamientos de bolas circulares son rodamientos lineales tradicionales que se utilizan junto con ejes endurecidos y rectificados. Los rodamientos de bolas tienen un área de contacto muy pequeña y pueden lograr una fricción de rodadura muy baja. Sin embargo, esta pequeña área de contacto implica que ejercen una fuerza significativa sobre el eje, por lo que solo pueden utilizarse para endurecerlo (como ejes de acero Cf53 o de acero inoxidable X90CrMoV18).

2. El sistema de guiado de movimiento (conocido como guías de bolas y guías lineales) también utiliza bolas circulares, pero funcionan sobre guías irregulares. Las ranuras para bolas de estas guías suelen tener forma de arco gótico para maximizar la capacidad de carga. Asimismo, el riel guía debe endurecerse para evitar la deformación causada por bolas sometidas a altas cargas. Estos sistemas suelen ser más resistentes al par que los rodamientos lineales circulares tradicionales.

La capacidad de carga básica de los rodamientos de rodillos es mayor que la de los rodamientos de bolas del mismo tamaño. Sin embargo, su tolerancia a las fuerzas laterales es baja. Los rodamientos de rodillos se utilizan principalmente como rodillos, pero también pueden emplearse para guías de rodillos cruzados.

 

Los rodamientos de vía son rodamientos que ruedan a lo largo de la vía correspondiente a lo largo de su diámetro exterior. Generalmente, contienen rodillos como elementos rodantes, pero en ocasiones pueden contener bolas (generalmente cuando se requiere capacidad de carga radial). Los rodamientos de vía son ampliamente utilizados y se presentan en diversos estilos. El más simple es un rodamiento de rodillos de alta resistencia a plena carga (como el NUTR), mientras que otros tienen un anillo exterior perfilado (en forma de V o cóncavo) que se corresponde con un riel guía conformado (a veces endurecido). Se pueden conectar mediante casquillos, pernos o cubos soldables. Otros diseños incluyen un rodillo axial auxiliar para adaptarse a cargas laterales (como los rodamientos de rodillos compuestos).

2. Las guías de rodillos son similares a las guías de bolas, pero ofrecen mayor capacidad de carga que las de bolas del mismo tamaño. Gracias a su compacidad y precisión, se utilizan frecuentemente en aplicaciones médicas.

3. El deslizador de rodillos cruzados ofrece alta precisión y capacidad de carga. Sin embargo, sus propiedades de diseño lo hacen susceptible a la contaminación, por lo que se utiliza principalmente en salas blancas o aplicaciones de vacío.

En los últimos 20 años, los cojinetes deslizantes (o bujes) han experimentado un rápido desarrollo gracias al desarrollo de plásticos de baja fricción. Estos cojinetes suelen estar hechos de plástico o cerámica. Si bien ofrecen una fricción reducida, su coeficiente de fricción suele ser mucho mayor que el de los cojinetes de elementos rodantes.

 

2. Los rodamientos lineales cerámicos ofrecen propiedades similares a las de los rodamientos lineales de plástico. Son silenciosos y suaves, suelen tener el mismo tamaño que los rodamientos lineales circulares tradicionales y no requieren lubricación. Además, algunos permiten una combinación de movimiento rotatorio y lineal.

 

Al elegir productos de movimiento lineal, se deben considerar muchos factores. La gama de productos disponibles es amplia, y cada uno viene en múltiples formas y tamaños. Obviamente, el precio siempre es un factor a considerar, pero cada sistema tiene sus propias ventajas y desventajas, que deben considerarse en el diseño.

 

Los factores a considerar incluyen:

 

Capacidad de carga (¿implica algún tiempo?)

 

L · Precisión (precisión micrométrica desde micro guías de bolas hasta rodillos de menor precisión)

 

Disposición de soporte (soporte completo, soporte final, voladizo o telescópico)

 

Entorno (sucio/polvoriento, sala limpia, aspiradora, exterior...)

 

Resistencia a la corrosión (industria médica, farmacéutica, alimentaria)

 

Tamaño y escala (compacta, resistente o intermedia)

 

Fricción (sobre el sistema de transmisión)

 

Tabla de selección de productos (Comparación de ventajas y desventajas - Versión en inglés)

*La fricción varía según la carga, el acabado superficial y la alineación. Este valor es solo para fines comparativos.

 

 

Al especificar productos de movimiento lineal, es importante considerar todas las ventajas y desventajas de cada uno. Se debe prestar especial atención a la fricción, ya que el coeficiente de fricción por deslizamiento (revestimiento deslizante) es significativamente mayor que el coeficiente de fricción por rodadura (bola y rodillo). El valor mínimo de fricción en la tabla anterior es de 0.001, mientras que el máximo es de 0.4, lo que equivale a un coeficiente de 400 veces. Obviamente, la fuerza requerida por los bujes comunes (especialmente los de plástico) para accionar sistemas es mucho mayor, pero esto significa que aún pueden desempeñar un papel importante en aplicaciones ligeras.

 

Para aplicaciones de alta precisión, los casquillos de bolas recirculantes y las guías de bolas siguen siendo líderes en la industria. Los casquillos de bolas tienen una amplia gama de aplicaciones y pueden utilizarse para soporte completo (tipo abierto) o soporte final (tipo cerrado). Las guías lineales de bolas y de rodillos deben contar con un soporte completo desde arriba o desde abajo. Si bien las guías lineales de rodillos ofrecen una mayor capacidad de carga, el reciente desarrollo de guías de bolas ha reducido la diferencia de capacidad de carga entre ellas. Las guías de bolas son más populares que las guías lineales de rodillos, por lo que sus precios suelen ser más bajos.

 

Si la suciedad es un problema, los rodamientos de oruga son claramente la mejor solución. Ofrecen bajos coeficientes de fricción y cuentan con diferentes sistemas para adaptarse a diversas cargas (como seguidores de leva, rodamientos en V y rodamientos de rodillos combinados).

 

El mercado de micro rodamientos suele satisfacerse con cojinetes de bolas circulantes y micro guías de bolas. Debido a su alta precisión, son costosos y solo deben especificarse cuando sea absolutamente necesario.

 

Los productos de acero inoxidable y los recubrimientos profesionales pueden lograr resistencia a la corrosión. La gama de productos es limitada y su costo puede ser significativamente mayor que el de los productos estándar. Asimismo, solo especifique la resistencia a la corrosión cuando sea necesario (por ejemplo, en las industrias alimentaria, farmacéutica y offshore).

 

La selección correcta de productos de movimiento lineal es crucial para calcular su vida útil. Antes de seleccionar el tipo de elemento rodante (bola, rodillo o superficie plana) y especificar el producto final, es importante considerar todos los aspectos mencionados. Si bien el costo siempre tiene un impacto significativo, la idoneidad del producto es crucial.