Mais detalhes sobre a geometria dos trilhos-guia duplos.

Os sistemas de guias lineares incluem trilhos-guia, corrediças e guias deslizantes. A indústria os categoriza em alguns tipos básicos, incluindo trilhos perfilados, corrediças para gavetas, rolamentos lineares, rodas-guia e mancais de deslizamento. Um arranjo típico inclui um trilho ou eixo, carros e blocos de deslizamento. Eles também podem ser diferenciados pelo método de contato, seja por deslizamento ou por rolamento.

Uma das principais funções das guias de rolamento é reduzir o atrito em máquinas. Elas são utilizadas em diversas aplicações, desde dispositivos avançados para a fabricação de semicondutores até grandes máquinas-ferramenta 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 máquinas-ferramenta de corte, as guias lineares são usadas em vez de mancais de deslizamento para lidar com o aumento da temperatura e os problemas de durabilidade associados às velocidades de avanço cada vez maiores.

A aplicação clássica de trilhos perfilados é na indústria de máquinas-ferramenta, onde a capacidade de carga, a rigidez e a precisão são fundamentais. Em equipamentos médicos, como tomógrafos computadorizados, máquinas de ressonância magnética e de raios X, os trilhos quadrados são mais comuns.

Por outro lado, os trilhos redondos podem oferecer diversas vantagens, uma das quais é a capacidade de funcionar suavemente quando montados em superfícies que não sejam perfeitas — definidas como tendo um erro de planicidade superior a 150 μm/m.

Para aplicações em salas limpas e processamento de alimentos que não toleram contaminação, as guias lineares que utilizam elementos rolantes (assim como sistemas de mancais de deslizamento) são inadequadas devido à necessidade de lubrificação.

Algumas aplicações que exigem altíssima precisão e exatidão utilizam mancais flutuantes em fluido para obter o máximo desempenho possível. Esses mancais são hidrostáticos ou aerostáticos, utilizando um fluido de alta pressão entre o trilho e o carro. São mais caros e mais difíceis de fabricar do que outras opções lineares, mas oferecem precisão e exatidão superiores.

Ao escolher uma guia de rolamento para movimento linear, é importante considerar a carga (estática e aplicada), o curso e a velocidade, bem como a precisão e a exatidão desejadas e a vida útil necessária. A pré-carga também pode ser necessária, dependendo dos requisitos da aplicação. A lubrificação é outro fator 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.

Os trilhos-guia lineares e seus rolamentos oferecem alta rigidez e boa precisão de deslocamento. Eles suportam não apenas cargas descendentes, ascendentes e laterais, mas também cargas em balanço ou momentos. Naturalmente, quanto maior o sistema de trilho-guia linear e rolamento, maior sua capacidade de suportar momentos, mas a disposição das pistas de rolamento dos rolamentos — face a face ou costas com costas — também influencia a quantidade de carga em balanço que ele pode suportar.

Embora o projeto face a face (também conhecido como arranjo em X) proporcione capacidades de carga iguais em todas as direções, ele resulta em um braço de alavanca mais curto ao longo do qual as cargas em balanço 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 alavanca maior e oferece capacidades de carga de momento mais elevadas.

Mesmo com a configuração frente a frente, as guias lineares têm uma distância relativamente curta entre as pistas (essencialmente igual à largura do trilho), o que limita sua capacidade de suportar momentos de rolamento, causados ​​por cargas em balanço na direção Y. Para contornar essa limitação, o uso de dois trilhos em paralelo — com um ou dois rolamentos em cada trilho — permite que o momento de rolamento seja decomposto 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 rolamento), a vida útil dos rolamentos pode ser significativamente aumentada. Outro benefício do uso de trilhos-guia duplos e da decomposição dos momentos em forças é que os rolamentos lineares geralmente sofrem menos deflexão sob forças puras do que sob cargas de momento.

Muitos projetos de atuadores lineares incluem dois trilhos paralelos com o mecanismo de acionamento — correia, parafuso ou motor linear — incorporado entre os trilhos. Embora não seja imprescindível que o acionamento esteja centralizado entre os trilhos-guia, fazê-lo ajuda a garantir uma carga uniforme em todos os rolamentos e reduz o efeito de cogging, ou seja, as forças de acionamento desiguais em cada trilho e conjunto de rolamentos. Essa configuração também reduz a altura do atuador, tornando-o relativamente compacto, dada a alta capacidade de carga e momento proporcionada pelos dois trilhos-guia.