Mais sobre a geometria de trilhos-guia duplos.

Os sistemas de guias lineares incluem trilhos-guia, corrediças e guias. A indústria também os classifica em alguns tipos básicos — incluindo trilhos perfilados, corrediças para gavetas, mancais lineares, rodas-guia e mancais de deslizamento. Um arranjo típico inclui um trilho ou eixo, carros e patins. Eles também podem ser diferenciados pelo método de contato, deslizante ou rolante.

Uma das principais funções das guias rolantes é reduzir o atrito em máquinas. Elas são utilizadas em diversas aplicações, desde dispositivos avançados de fabricação de semicondutores até grandes máquinas-ferramentas e equipamentos de construção.

Equipamentos de fabricação de semicondutores ou aparelhos de inspeção que exigem posicionamento de alta precisão são uma boa aplicação para guias lineares. No caso de uma máquina-ferramenta de corte, guias lineares são utilizadas em vez de rolamentos de movimento linear de contato deslizante para lidar com o aumento de temperatura e os problemas de durabilidade associados a velocidades de avanço cada vez maiores.

A aplicação clássica de trilhos perfilados é na indústria de máquinas-ferramentas, onde capacidade de carga, rigidez e precisão são primordiais. Em equipamentos médicos, como tomografias computadorizadas, ressonâncias magnéticas e máquinas de raio-X, os trilhos quadrados são mais comuns.

Por outro lado, trilhos redondos podem oferecer diversas vantagens, uma delas é a capacidade de funcionar suavemente quando montados em superfícies imperfeitas, definidas como tendo um erro de planura de mais de 150 μm/m.

Para aplicações de salas limpas e processamento de alimentos que não toleram contaminação, guias lineares que usam elementos rolantes (bem como sistemas de mancais simples) são inadequadas devido à necessidade de lubrificação.

Algumas aplicações que exigem precisão e exatidão extremamente altas utilizam mancais flutuantes em fluido para a mais alta precisão possível. Trata-se de mancais hidrostáticos ou aerostáticos que utilizam um fluido de alta pressão entre o trilho e o carro. São mais caros e difíceis de fabricar do que outras opções lineares, mas oferecem a máxima precisão e exatidão.

Considerações importantes para a escolha de uma guia de rolamento de movimento linear incluem a carga (tanto estática quanto aplicada), o curso e a velocidade, bem como a precisão e exatidão desejadas e a vida útil necessária. Às vezes, a pré-carga também é necessária, dependendo dos requisitos da aplicação. A lubrificação é outra consideração importante, assim como qualquer método para minimizar a contaminação do sistema de guia linear por fatores ambientais, como poeira e outros contaminantes, utilizando foles ou vedações especiais.

Guias lineares e rolamentos oferecem alta rigidez e boa precisão de deslocamento. Eles podem suportar não apenas cargas descendentes, ascendentes e laterais, mas também cargas radiais ou de momento. É claro que quanto maior o trilho linear e o sistema de rolamentos, maior a capacidade de momento, mas a disposição das pistas dos rolamentos — frente a frente ou costas com costas — também influencia a quantidade de carga radial que ele pode suportar.

Embora o projeto face a face (também conhecido como arranjo em X) ofereça capacidades de carga iguais em todas as direções, ele resulta em um braço de momento mais curto ao longo do qual as cargas radiais são aplicadas, o que reduz a capacidade de carga de momento. O arranjo costas com costas (também conhecido como arranjo em O) proporciona um braço de momento maior e maiores capacidades de carga de momento.

Mas mesmo com o arranjo costas com costas, as guias lineares têm uma distância relativamente curta entre as pistas (essencialmente igual à largura do trilho), o que limita sua capacidade de lidar com momentos de rolagem, que são causados ​​por cargas projetadas na direção Y. Para combater essa limitação, o uso de dois trilhos em paralelo — com um ou dois rolamentos em cada trilho — permite que o momento de rolagem seja resolvido em forças em cada bloco de rolamento. Como os rolamentos lineares têm uma capacidade muito maior para forças do que para momentos (especialmente momentos de rolagem), a vida útil do rolamento pode ser significativamente aumentada. Outro benefício do uso de trilhos de guia duplos e de permitir que os momentos sejam resolvidos em forças é que os rolamentos lineares geralmente defletem menos sob forças puras do que sob cargas de momento.

Muitos projetos de atuadores lineares incluem dois trilhos paralelos ao mecanismo de acionamento — correia, parafuso ou motor linear — incorporados entre os trilhos. Embora não seja obrigatório que o acionamento seja centralizado entre os trilhos-guia, isso ajuda a garantir uma carga uniforme em todos os mancais e reduz o desgaste ou forças de acionamento desiguais em cada conjunto de trilhos e mancais. Esse arranjo também reduz a altura do atuador, tornando-o relativamente compacto, dada a alta capacidade de carga e momento proporcionada pelos trilhos-guia duplos.