En cualquier sistema de movimiento, comprender el tipo y la dirección de las cargas aplicadas y resultantes es fundamental para determinar la vida útil de los rodamientos y analizar la deflexión. En los sistemas de movimiento lineal, se suelen utilizar coordenadas cartesianas (X, Y, Z) para definir la ubicación y la dirección de las cargas. Sin embargo, en componentes rotativos como tornillos, sistemas de cremallera y piñón o sistemas de correas y poleas, las cargas se describen generalmente como axiales o radiales, términos tomados de la tecnología de rodamientos rotativos. Estos términos también se utilizan a veces para describir las cargas en guías lineales, aunque su relación con la dirección de la carga puede variar según el fabricante y el tipo de guía.

Aquí analizaremos cómo las cargas radiales y axiales afectan a los sistemas de movimiento lineal y explicaremos los términos comúnmente utilizados para describir las cargas en las guías lineales.

Cargas axiales: Paralelas a la dirección de desplazamiento

La terminología de los cojinetes rotativos define las cargas axiales como aquellas que se producen paralelas al eje de rotación (el eje X), y los accionamientos lineales rotativos —como los tornillos, los sistemas de correas y poleas o los accionamientos de cremallera y piñón— también utilizan esta terminología. Las cargas axiales son las cargas que el sistema debe superar para producir movimiento y también se conocen comúnmente como cargas de empuje. En los accionamientos de bolas y husillos, las cargas axiales también pueden provocar la deflexión o el pandeo del eje del tornillo.

Tenga en cuenta que las guías lineales no soportan cargas axiales porque su único grado de libertad (grado de movimiento) está a lo largo del eje X.

Cargas radiales: Perpendiculares a la dirección de desplazamiento

Al igual que en los cojinetes rotativos, la terminología de accionamiento lineal define las cargas radiales como aquellas que se producen perpendicularmente al eje de movimiento, en la dirección Y o Z. (Cabe señalar que las cargas que se producen en un ángulo entre los tres ejes ortogonales se pueden descomponer en componentes que se producen puramente en X, Y o Z).

Debido a que los mecanismos de accionamiento lineal solo están diseñados para soportar cargas axiales —no cargas radiales—, normalmente se utilizan junto con guías lineales, que soportan cualquier carga radial en las direcciones Y (horizontal) o Z (vertical).

En las guías lineales, la terminología para describir las cargas perpendiculares al eje de movimiento varía según el tipo de guía y si la carga actúa en el eje Y o Z. Por ejemplo, dado que las guías lineales de eje redondo pueden girar, se suele utilizar el término «carga radial».

En el caso de guías lineales no giratorias —como guías de riel perfiladas, guías de rodillos cruzados o guías de cola de milano— las cargas radiales que se producen a lo largo del eje Z se suelen describir como “cargas normales”, “cargas de tensión” (para las que se encuentran en la dirección Z positiva) o “cargas de compresión” (para las que se encuentran en la dirección Z negativa).

Las cargas que se producen a lo largo del eje Y (horizontal, perpendicular a la dirección del movimiento) a menudo se denominan “cargas laterales”, “cargas transversales” o “cargas de lado”. Es importante tener en cuenta que, si bien las guías lineales están diseñadas para soportar cargas tanto en la dirección Y como en la Z, el tipo de rodamiento y la disposición de las pistas de rodadura pueden dar lugar a diferentes capacidades de carga en distintas direcciones.

La nomenclatura de las cargas en las guías telescópicas, que suelen montarse lateralmente, difiere de la de otras guías lineales. En las guías telescópicas, las cargas radiales, que se producen en dirección vertical, actúan hacia el lateral de la guía. Y las cargas axiales, que se producen en dirección horizontal, perpendiculares a la dirección de desplazamiento, actúan hacia (o desde) la parte superior de la guía.