Acabou a época em que projetistas e construtores de máquinas tinham que escolher entre construir seu próprio sistema linear do zero ou se contentar com uma gama limitada de sistemas pré-montados que, na maioria dos casos, não se adequavam perfeitamente à sua aplicação. Hoje, os fabricantes oferecem sistemas baseados em uma variedade de mecanismos de acionamento — fusos de esferas, correias, cremalheiras e pinhões, motores lineares e pneumáticos — com opções de guias e carcaças que se adaptam a praticamente qualquer aplicação, ambiente ou restrição de espaço. O dilema para os engenheiros agora não é mais encontrar um sistema que funcione para sua aplicação, mas sim escolher a melhor solução dentre a ampla gama de configurações disponíveis.

Diversas ferramentas foram criadas para auxiliar nesse processo de seleção. Normalmente, elas se apresentam na forma de uma tabela que mostra os principais parâmetros de aplicação em relação ao tipo de sistema, com símbolos para classificar a adequação de cada sistema a cada parâmetro. Embora esse formato forneça uma referência visual rápida, ele omite alguns detalhes importantes sobre as capacidades e limitações de cada sistema. Buscando uma análise mais aprofundada, o resumo a seguir examina os pontos fortes e as limitações específicas dos tipos mais comuns de sistemas lineares pré-montados.

【Sistemas acionados por correia】

Os sistemas de transmissão por correia são provavelmente mais conhecidos pela sua capacidade de percorrer longas distâncias. Também conseguem atingir altas velocidades, uma vez que os mecanismos de transmissão por correia não utilizam elementos de recirculação. Quando combinados com guias sem recirculação, como roletes ou rodas de came, as correias podem normalmente atingir velocidades de até 10 m/s. Os sistemas de transmissão por correia também são adequados para ambientes agressivos, uma vez que não possuem elementos rolantes que possam ser danificados por detritos, e o material da correia, o poliuretano, resiste à maioria dos tipos comuns de contaminação química.

A principal desvantagem dos sistemas de transmissão por correia é o alongamento da correia. Mesmo as correias reforçadas com aço, utilizadas pela maioria dos fabricantes de sistemas, eventualmente sofrerão algum alongamento, o que prejudica a repetibilidade e a precisão do deslocamento. Os sistemas de transmissão por correia também apresentam maior ressonância do que outros tipos de acionamentos, devido à elasticidade da correia. Embora o ajuste adequado do acionamento possa compensar esse efeito, aplicações com altas taxas de aceleração e desaceleração e/ou cargas pesadas podem apresentar tempos de estabilização indesejáveis.

【Sistemas acionados por fuso de esferas】

Para cargas axiais elevadas e alta precisão de posicionamento, os sistemas acionados por fusos de esferas são geralmente a primeira escolha. E por um bom motivo. Com porcas pré-tensionadas, os fusos de esferas proporcionam movimento sem folga e podem atingir altíssima precisão e repetibilidade de posicionamento. Os passos que variam de 2 mm a mais de 40 mm também permitem que os sistemas de fusos de esferas atendam a uma ampla gama de requisitos de velocidade e podem evitar o retorno em aplicações verticais.

O comprimento do curso é a limitação fundamental dos sistemas acionados por fuso de esferas. À medida que o comprimento do fuso aumenta, a velocidade permitida diminui, devido à tendência do fuso de ceder sob o próprio peso e sofrer vibração.

【Sistemas acionados por cremalheira e pinhão】

Os sistemas de cremalheira e pinhão produzem elevadas forças de empuxo e podem fazê-lo com comprimentos de deslocamento praticamente ilimitados. Seu projeto também permite o uso de múltiplos carros no mesmo sistema, o que é útil para aplicações que exigem que os carros se movam independentemente, como grandes sistemas de pórtico nas indústrias de embalagens e automotiva.

Embora existam sistemas de cremalheira e pinhão de alta qualidade e com baixa folga, em geral, eles apresentam menor precisão de posicionamento do que outras opções de acionamento. Além disso, dependendo do perfil dos dentes e da qualidade da usinagem, os sistemas de cremalheira e pinhão podem gerar um nível de ruído elevado em comparação com outros sistemas lineares.

【Sistemas acionados por motores lineares】

Tradicionalmente considerados muito caros para a maioria das aplicações, os motores lineares estão sendo usados ​​atualmente para tarefas de posicionamento e movimentação em setores como embalagem e montagem. A redução de custos contribuiu para essa tendência, mas, para os engenheiros, as características mais atraentes dos motores lineares são sua alta velocidade, alta precisão de posicionamento e baixa necessidade de manutenção. Os motores lineares também oferecem a possibilidade, assim como os sistemas de cremalheira e pinhão, de integrar múltiplos carros independentes em um único sistema.

Por não possuírem componentes mecânicos que impeçam a queda da carga em caso de falha de energia, os motores lineares geralmente não são recomendados para aplicações verticais. Seu design aberto, aliado à presença de ímãs potentes, também os torna suscetíveis à contaminação e a detritos, especialmente cavacos e limalhas de metal.

【Sistemas acionados por pneumática】

Quando a fonte de transmissão de energia preferida é o ar, os sistemas lineares pneumáticos são a solução ideal. Para movimentos simples, ponto a ponto, os sistemas acionados pneumaticamente podem ser a opção mais econômica e fácil de integrar. A maioria dos sistemas lineares pneumáticos é encapsulada em uma carcaça de alumínio, o que permite a incorporação de amortecedores de extremidade e capas de proteção.

Os sistemas pneumáticos apresentam a menor precisão e rigidez entre os tipos discutidos aqui, mas sua principal limitação é a incapacidade de parar em posições intermediárias.

【Dicas importantes】

Independentemente da sua aplicação, ao considerar as opções entre os sistemas lineares pré-montados, comece com os quatro parâmetros principais da aplicação: curso, carga, velocidade e precisão. Uma vez determinada a magnitude e a importância desses critérios, outros parâmetros, como ruído, rigidez e fatores ambientais, podem ajudar a restringir as opções e tornar o dimensionamento e a seleção finais menos demorados.