Já se foram os dias 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, eram imperfeitos para sua aplicação. Os fabricantes hoje oferecem sistemas baseados em uma variedade de mecanismos de acionamento — fusos de esferas, correias, cremalheira e pinhões, motores lineares e pneumáticos — com opções de guia e alojamento para se adaptar a praticamente qualquer aplicação, ambiente ou restrição de espaço. O dilema dos engenheiros agora é menos encontrar um sistema que funcione para sua aplicação e mais escolher a melhor solução dentre a ampla gama de configurações disponíveis.

Muitos recursos foram criados para auxiliar nesse processo de seleção. Geralmente, eles vêm na forma de uma tabela que mostra os principais parâmetros da aplicação em comparação com o tipo de sistema, com símbolos para avaliar a adequação de cada sistema para cada parâmetro. Embora este layout forneça uma referência visual rápida, ele ignora alguns dos pontos mais sutis das capacidades e fraquezas de cada sistema. Na tentativa de aprofundar um pouco mais, o esboço a seguir analisa 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 por sua capacidade de percorrer longas distâncias. Eles também são capazes de atingir altas velocidades, já que os mecanismos de transmissão por correia não utilizam elementos recirculantes. Quando combinadas com guias não recirculantes, 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 severos, já que não há elementos rolantes que possam ser danificados por detritos, e o material da correia de poliuretano pode suportar a maioria dos tipos comuns de contaminação química.

A principal desvantagem dos sistemas acionados por correia é que as correias esticam. Mesmo as correias reforçadas com aço, utilizadas pela maioria dos fabricantes de sistemas, eventualmente sofrerão algum estiramento, o que prejudica a repetibilidade e a precisão do curso. Os sistemas acionados por correia também apresentam mais ressonância do que outros tipos de acionamentos, devido à elasticidade da correia. Embora o ajuste adequado do acionamento possa compensar isso, 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 altas cargas axiais 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-carregadas, os fusos de esferas proporcionam movimento sem folga e podem atingir altíssima precisão de posicionamento e repetibilidade. 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 recuo em aplicações verticais.

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

【Sistemas acionados por cremalheira e pinhão】

Os sistemas de cremalheira e pinhão produzem altas forças de empuxo e podem fazê-lo com percursos praticamente ilimitados. Seu design também permite o uso de vários carros no mesmo sistema, o que é útil para aplicações que exigem que os carros se movam de forma independente, como grandes sistemas de pórtico nas indústrias de embalagens e automotiva.

Embora existam sistemas de cremalheira e pinhão de alta qualidade e baixa folga, em geral, eles apresentam menor precisão de posicionamento do que outras opções de acionamento. E, dependendo do perfil do dente e da qualidade da usinagem, os sistemas de cremalheira e pinhão podem produzir um alto nível de ruído quando comparados a outros sistemas lineares.

【Sistemas acionados por motor linear】

Tradicionalmente considerados muito caros para a maioria das aplicações, os motores lineares agora estão sendo utilizados para tarefas de posicionamento e manuseio em setores como embalagem e montagem. Custos mais baixos contribuíram para essa tendência, mas, para os engenheiros, as características atraentes dos motores lineares são sua alta velocidade, alta precisão de posicionamento e baixa necessidade de manutenção. Os motores lineares também oferecem a capacidade, 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 perda de potência, os motores lineares geralmente não são recomendados para uso em aplicações verticais. Seu design aberto, juntamente com a presença de ímãs potentes, também os torna suscetíveis à contaminação e a detritos, especialmente lascas e aparas de metal.

【Sistemas acionados pneumáticos】

Quando a fonte de transmissão de energia preferida é o ar, os sistemas lineares pneumáticos são a solução. Para movimentos simples de ponto a ponto, os sistemas acionados pneumáticos 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 e tampas de proteção.

Os sistemas pneumáticos têm a menor precisão e rigidez dos 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 sistemas lineares pré-montados, comece pelos quatro principais parâmetros de 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 o campo e tornar o dimensionamento e a seleção finais menos demorados.