Inclusi robot cartesiani, sistemi a portale e tavole XY.

Le guide e i sistemi lineari sono tipicamente soggetti sia a forze lineari dovute a carichi verso il basso, verso l'alto e laterali, sia a forze rotazionali dovute a carichi a sbalzo. Le forze rotazionali, note anche come forze di momento, sono tipicamente definite come rollio, beccheggio e imbardata, in base all'asse attorno al quale il sistema cerca di ruotare.

Per definire rollio, beccheggio e imbardata nei sistemi lineari, dobbiamo prima stabilire i tre assi principali: X, Y e Z.

I due assi del piano orizzontale sono tipicamente definiti come X e Y, con l'asse X nella direzione del movimento. L'asse Y è ortogonale (perpendicolare) alla direzione del movimento e si trova anch'esso sul piano orizzontale. L'asse Z è ortogonale sia all'asse X che a quello Y, ma si trova sul piano verticale. (Per trovare la direzione positiva dell'asse Z, si usi la regola della mano destra: si punta l'indice nella direzione di X positivo, poi lo si piega nella direzione di Y positivo e il pollice indicherà Z positivo.)

Rollio, beccheggio e imbardata sono forze, o momenti, di rotazione attorno agli assi X, Y e Z. Proprio come le forze lineari pure, queste forze di momento devono essere considerate quando si calcola la durata dei cuscinetti o si determina l'idoneità di un sistema lineare a sopportare carichi statici.

Rollio: un momento di rollio è una forza che cerca di far ruotare un sistema attorno al suo asse X, da un lato all'altro. Un buon esempio di rollio è l'inclinazione di un aereo.

Beccheggio: un momento di beccheggio cerca di far ruotare un sistema attorno al suo asse Y, da davanti a dietro. Per immaginare il beccheggio, pensate al muso di un aereo che punta verso il basso o verso l'alto.

Imbardata: l'imbardata si verifica quando una forza tenta di far ruotare un sistema attorno al suo asse Z. Per visualizzare l'imbardata, immagina un modellino di aereo sospeso a un filo. Se il vento soffia correttamente, le ali e il muso dell'aereo rimarranno livellati (senza rollio o beccheggio), ma ruoterà attorno al filo a cui è sospeso. Questa è l'imbardata.

Sia i momenti di beccheggio che quelli di imbardata generano carichi eccessivi sulle sfere situate alle estremità di un cuscinetto lineare, una condizione talvolta definita carico di bordo.

Come contrastare i momenti di rollio, beccheggio e imbardata

Le guide e i sistemi lineari hanno una capacità maggiore per le forze lineari pure rispetto alle forze di momento, quindi scomporre le forze di momento in forze lineari può aumentare significativamente la durata dei cuscinetti e ridurre la flessione. Per i momenti di rollio, il modo per ottenere questo risultato è utilizzare due guide lineari in parallelo, con uno o due cuscinetti per guida. Questo converte le forze di momento di rollio in carichi di sollevamento e di sollevamento puri su ciascun cuscinetto.

Allo stesso modo, l'utilizzo di due cuscinetti su una guida può eliminare le forze di momento di beccheggio, convertendole in carichi di sollevamento e di spunto puri su ciascun cuscinetto. L'utilizzo di due cuscinetti su una guida contrasta anche le forze di momento di imbardata, ma in questo caso le forze risultanti sono forze laterali su ciascun cuscinetto.