Carattere chiave del design per il tuo sistema di movimento lineare

Una delle differenze tra i cuscinetti radiali a sfere e le guide lineari a ricircolo di sfere è storicamente dovuta al fatto che i cuscinetti radiali utilizzano tipicamente una gabbia per separare le sfere e controllarne il movimento, mentre le guide profilate non ne fanno uso. Tuttavia, all'inizio degli anni 2000, i produttori di cuscinetti profilati per guide hanno iniziato a introdurre versioni con gabbie a sfere (chiamate anche "catene a sfere" o "separatori di sfere") per migliorare la durata dei cuscinetti, le caratteristiche di funzionamento e la rumorosità. L'integrazione dei separatori di sfere nelle chiocciole delle viti a ricircolo di sfere è avvenuta qualche anno dopo, poiché i produttori hanno dovuto risolvere le particolari sfide di progettazione e materiali poste dal percorso di ricircolo più complesso che la catena a sfere deve percorrere.

Oggi, alcuni produttori offrono tutti, o la maggior parte, dei loro cuscinetti profilati e delle loro chiocciole per viti a sfere con catene a sfere, e per molte applicazioni, soprattutto quelle che possono beneficiare di minore rumorosità, funzionamento più fluido e lubrificazione meno frequente, le guide lineari e le viti a sfere con separatori di sfere risultano più adatte. In molti casi, i produttori che offrono sistemi preassemblati e integrati, come attuatori lineari o viti a sfere preassemblate, utilizzano di default le versioni con catene a sfere delle guide lineari e delle viti a sfere.

In qualsiasi cuscinetto, quando le sfere sono libere di rotolare (o scorrere) senza la guida di una gabbia o di una catena, entrano in contatto tra loro a causa delle diverse velocità che si verificano quando le sfere entrano ed escono dalla zona di carico. Questo contatto genera attrito e rumore udibile. Una catena di sfere impedisce alle sfere di entrare in contatto tra loro, riducendo l'attrito e, di conseguenza, il calore, prolungando la durata del cuscinetto o della chiocciola. Il rumore si riduce perché le sfere non entrano più in contatto metallo su metallo, ma entrano in contatto metallo su polimero (o metallo su resina) con la catena di sfere.

E ridurre il calore offre in realtà un duplice vantaggio, perché meno calore significa anche meno guasti alla lubrificazione. La lubrificazione viene inoltre trattenuta e distribuita in modo più efficiente grazie alle "tasche" create attorno alle sfere dalla catena. Queste tasche trattengono la lubrificazione e garantiscono una migliore distribuzione di grasso o olio a ogni singola sfera.

Alcuni produttori utilizzano catene a sfere nelle loro serie di cuscinetti profilati e viti a sfere ad “alta velocità”, ma la catena a sfere deve essere sufficientemente robusta da resistere alle forze causate dallo scorrimento e dalla flessione a queste alte velocità.

Una spaziatura uniforme e costante tra le sfere migliora anche le caratteristiche di scorrimento riducendo le variazioni delle forze di attrito che si verificano quando le sfere sono distanziate in modo non uniforme (ad esempio senza una gabbia o una catena portasfere). Una distanza uniforme tra le sfere, insieme a un movimento più controllato, garantisce minori variazioni nella resistenza al rotolamento e una migliore scorrevolezza. Per applicazioni che richiedono caratteristiche di scorrimento estremamente scorrevoli, l'utilizzo di una guida lineare profilata o di una vite a ricircolo di sfere con catena portasfere può essere una buona soluzione per soddisfare i requisiti applicativi senza dover ricorrere a tecnologie più costose, come cuscinetti ad aria o motori lineari.

Non confondete le catene porta sfere (anche note come gabbie a sfere) con le sfere distanziatrici. Le sfere distanziatrici sono leggermente più piccole delle sfere portanti e servono a ridurre l'attrito e il rumore quando le sfere entrano in contatto. Tuttavia, quando si aggiungono sfere distanziatrici a un cuscinetto lineare o a una vite a sfere, alcune sfere portanti devono essere rimosse, il che significa che la capacità di carico e la rigidità risultano ridotte.