Los diseñadores e ingenieros suelen intentar evitar o mitigar la fricción en los sistemas de movimiento lineal. Si bien la fricción no siempre es perjudicial (en algunas aplicaciones, puede proporcionar un efecto de amortiguación y ayudar a mejorar el ajuste de los servos), en el caso de los sistemas de movimiento lineal, aumenta la fuerza necesaria para mover una carga, genera calor, aumenta el desgaste y reduce su vida útil.
Los sistemas de movimiento lineal experimentan fricción de diversas fuentes, algunas de las cuales pueden mitigarse mediante el diseño y un mantenimiento adecuado. Aquí, analizaremos los factores que contribuyen a la fricción en los sistemas de movimiento lineal y analizaremos maneras de reducirla mediante la selección de componentes y el diseño del sistema.

Contacto deslizante vs. contacto rodante
Una de las principales maneras de reducir la fricción en sistemas de movimiento lineal es utilizar componentes con contacto rodante, en lugar de deslizante. Por ejemplo, los husillos y las guías de cojinetes lisos, que se basan en el movimiento deslizante, experimentan naturalmente una mayor fricción que los elementos rodantes, debido a la mayor área de contacto entre las superficies de carga.
Los rodamientos con contacto deslizante también experimentan una mayor diferencia entre la fricción estática (de arranque) y la dinámica (cinética), lo que produce un efecto conocido como stick-slip o fricción estática. El stick-slip puede provocar que un sistema sobrepase su posición objetivo al inicio del movimiento, debido a la transición de una fricción estática (mayor) a una fricción dinámica (menor).
Geometría de la pista de rodadura

Aunque los rodamientos de elementos rodantes tienen una fricción mucho menor que los de tipo deslizante, no están completamente exentos de fricción. Diversos factores, muchos de ellos inherentes al diseño del rodamiento, contribuyen a la fricción en un rodamiento de elementos rodantes. Un factor es la geometría de la pista de rodadura, es decir, el tipo y el área de contacto entre el elemento rodante y la pista.
Los rodamientos suelen utilizar una de dos geometrías de pistas: arco circular de dos puntos o arco gótico de cuatro puntos (aunque existen variaciones de estos dos diseños). Para aplicaciones de baja fricción, se suele preferir el arco circular de dos puntos, ya que presenta un menor deslizamiento diferencial y, por lo tanto, una menor fricción que el diseño de arco gótico de cuatro puntos.

Recirculación

En los rodamientos de bolas y rodillos recirculantes, el número de elementos que soportan la carga fluctúa continuamente a medida que los elementos rodantes entran y salen de la zona de carga. Esto provoca variaciones en la fuerza de fricción, lo cual puede ser perjudicial para aplicaciones altamente sensibles como el micromecanizado y la metrología. Para reducir estas variaciones de fricción, los fabricantes de guías lineales recirculantes (y husillos de bolas) han invertido importantes esfuerzos de investigación y desarrollo para optimizar los componentes y el proceso de recirculación. En general, los rodamientos de mayor precisión presentan perfiles de fricción más suaves y consistentes.

Precarga

La precarga elimina la holgura entre el rodamiento y la guía (o la tuerca y el tornillo) al aumentar el área de contacto entre los componentes. Esto proporciona al rodamiento mayor rigidez y reduce la deflexión, pero también aumenta la fricción. Por ello, se recomienda utilizar el nivel de precarga más bajo que proporcione la rigidez y la precisión necesarias.

focas

De todas las características de diseño y funcionamiento de las guías lineales y los husillos, la que suele generar mayor fricción es el uso de sellos. En la mayoría de las aplicaciones, los rodamientos lineales de bolas o rodillos (con o sin recirculación) requieren sellos para mantener la lubricación y evitar la entrada de contaminantes. En entornos altamente contaminados, suelen requerirse sellos laterales y en los extremos.
Si bien los fabricantes ofrecen una variedad de materiales y tipos de sellos, desde sellos con poca holgura hasta aquellos con perfiles de contacto completo de doble cara, los sellos más efectivos son, por supuesto, aquellos que tienen el mayor contacto con la guía o el componente del tornillo. Sin embargo, un mayor contacto implica mayor fricción. Al igual que con la precarga, en cuanto al sellado, utilice las opciones adecuadas para la aplicación y el entorno, pero sin excederse.

Lubricación

Una de las funciones clave de la lubricación es reducir la fricción entre elementos rodantes o deslizantes. Sin embargo, usar demasiada lubricación, o un lubricante con alta viscosidad, puede aumentar la fricción. Por lo tanto, es importante seguir las instrucciones del fabricante y usar el tipo y la cantidad de lubricante adecuados.

Cojinetes radiales

Los rodamientos radiales están presentes en prácticamente todos los sistemas de movimiento lineal, soportando componentes giratorios como ejes de husillos de bolas o de avance, o las poleas de los sistemas de transmisión por correa. Aunque relativamente pequeños en comparación con una guía lineal o un husillo, estos rodamientos radiales también introducen fricción que debe tenerse en cuenta durante el diseño y dimensionamiento del sistema.