Incluindo robôs cartesianos, sistemas de pórtico e tabelas XY.

Guias e sistemas lineares são normalmente submetidos a forças lineares, devido a cargas descendentes, ascendentes e laterais, e a forças rotacionais, devido a cargas radiais. Forças rotacionais — também chamadas de forças de momento — são normalmente definidas como rolagem, arfagem e guinada, com base no eixo em torno do qual o sistema tenta girar.

Para definir rolagem, inclinação e guinada em sistemas lineares, primeiro precisamos estabelecer os três eixos principais: X, Y e Z.

Os dois eixos do plano horizontal são normalmente definidos como X e Y, com o eixo X na direção do movimento. O eixo Y é ortogonal (perpendicular) à direção do movimento e também está no plano horizontal. O eixo Z é ortogonal aos eixos X e Y, mas está localizado no plano vertical. (Para encontrar a direção positiva do eixo Z, use a regra da mão direita: aponte o dedo indicador na direção de X positivo, depois curve-o na direção de Y positivo, e o polegar indicará Z positivo.)

Rolamento, inclinação e guinada são forças rotacionais, ou momentos, em torno dos eixos X, Y e Z. Assim como as forças lineares puras, essas forças de momento precisam ser consideradas ao calcular a vida útil do rolamento ou determinar a adequação de um sistema linear para suportar cargas estáticas.

Rolagem: Um momento de rolagem é uma força que tenta fazer com que um sistema gire em torno de seu eixo X, de um lado para o outro. Um bom exemplo de rolagem é a inclinação de um avião.

Inclinação: Um momento de inclinação tenta fazer com que um sistema gire em torno de seu eixo Y, da frente para trás. Para visualizar a inclinação, pense no nariz de um avião apontando para baixo ou para cima.

Guinada: A guinada ocorre quando uma força tenta fazer com que um sistema gire em torno de seu eixo Z. Para visualizar a guinada, imagine um aeromodelo suspenso por uma corda. Se o vento soprar corretamente, as asas e o nariz do avião permanecerão nivelados (sem rolar ou inclinar), mas ele girará em torno da corda na qual está suspenso. Isso é guinada.

Tanto o momento de arfagem quanto o de guinada colocam cargas excessivas nas esferas localizadas nas extremidades de um rolamento linear, uma condição às vezes chamada de carga de borda.

Como neutralizar momentos de rotação, inclinação e guinada

Guias e sistemas lineares têm capacidades maiores para forças lineares puras do que para forças de momento, portanto, a conversão de forças de momento em forças lineares pode aumentar significativamente a vida útil do rolamento e reduzir a deflexão. Para momentos de rolamento, a maneira de conseguir isso é usar duas guias lineares em paralelo, com um ou dois rolamentos por guia. Isso converte as forças de momento de rolamento em cargas puras para baixo e de elevação em cada rolamento.

Da mesma forma, o uso de dois mancais em uma guia pode eliminar as forças de momento de arfagem, convertendo-as em cargas puras de descida e de elevação em cada mancal. O uso de dois mancais em uma guia também neutraliza as forças de momento de guinada, mas, neste caso, as forças resultantes são forças laterais em cada mancal.