Incluindo robôs cartesianos, sistemas de pórtico e mesas 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. As forças rotacionais – também chamadas de forças de momento – são normalmente definidas como rotação, inclinação e guinada, com base no eixo em torno do qual o sistema tenta girar.

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

Os dois eixos do plano horizontal são normalmente definidos como X e Y, com o eixo X estando 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 enrole-o na direção de Y positivo e o polegar indicará Z positivo.)

Roll, pitch e yaw 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.

Roll: Um momento de roll 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.

Pitch: Um momento de pitch 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 modelo de avião suspenso por uma corda. Se o vento soprar certo, 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.

Os momentos de inclinação e 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 os momentos de rotação, inclinação e guinada

Guias e sistemas lineares têm capacidades mais altas para forças lineares puras do que para forças de momento, portanto, a resolução de forças de momento em forças lineares pode aumentar significativamente a vida útil do rolamento e reduzir a deflexão. Para momentos de rolagem, a forma de conseguir isso é utilizar duas guias lineares em paralelo, com um ou dois rolamentos por guia. Isso converte as forças do momento de rotação em puras cargas descendentes e de levantamento em cada rolamento.

Da mesma forma, o uso de dois rolamentos em uma guia pode eliminar as forças de momento de inclinação, convertendo-as em puras cargas descendentes e de levantamento em cada rolamento. Usar dois rolamentos em uma guia também contraria as forças do momento de guinada, mas, neste caso, as forças resultantes são forças laterais (laterais) em cada rolamento.