Aplicações comuns para guias lineares de trilhos

Os trilhos lineares são a espinha dorsal de muitas aplicações industriais, proporcionando guias com baixo atrito e alta rigidez para cargas que podem variar de apenas alguns gramas a milhares de quilogramas. Sua variedade de tamanhos, classes de precisão e pré-cargas torna os trilhos lineares adequados para praticamente qualquer requisito de desempenho.

As razões para o uso de trilhos lineares são inúmeras, mas suas vantagens mais óbvias em relação a outros tipos de guias são a capacidade de carga, a precisão do curso e a rigidez. Por exemplo, guias de eixo redondo suportam apenas cargas descendentes ou de elevação, enquanto guias de trilho linear suportam tanto cargas descendentes/de elevação quanto cargas de momento. E, ao contrário das guias de rolos cruzados, cujo curso costuma ser limitado a 1 metro ou menos, os trilhos lineares podem proporcionar percursos muito longos. Quando comparados às guias de mancais lisos, os trilhos lineares apresentam maior rigidez e rigidez, e frequentemente apresentam melhores características de carga/vida útil.

As guias lineares também proporcionam um alto nível de precisão de deslocamento, graças à usinagem precisa de uma ou ambas as bordas do trilho, que atuam como superfícies de referência. E com duas, quatro ou seis carreiras de elementos rolantes – esferas ou rolos cilíndricos – a rigidez é alta e a deflexão do bloco de apoio é mínima. Todos esses atributos se combinam para fornecer um sistema de guia linear perfeitamente adequado para aplicações que exigem alta precisão, alta rigidez e longa vida útil.

【Aplicações de trilho único】

Como os trilhos lineares possuem esferas (ou rolos) de suporte de carga em cada lado do trilho, eles podem suportar cargas radiais, mesmo quando apenas um trilho é utilizado. (Em contraste, guias lineares de eixo redondo devem ser usadas em pares quando há cargas radiais.) Devido a essa característica, inúmeras aplicações utilizam um único trilho linear, para economizar espaço ou evitar problemas de desalinhamento entre outros componentes do sistema. Aqui estão alguns exemplos de aplicações que utilizam um único trilho linear…

Atuadores lineares – Trilhos lineares são frequentemente o mecanismo de guia escolhido para atuadores acionados por correias, parafusos ou cilindros pneumáticos, devido à sua capacidade de suportar cargas de momento. Eles também podem acomodar velocidades de deslocamento de até 5 m/s, o que é importante em sistemas acionados por correias ou pneumáticos.

Sistemas de transporte aéreo – Quando as cargas estão centralizadas abaixo do trilho e do bloco de apoio, como costuma ser o caso em sistemas de transporte aéreo, os trilhos lineares são uma boa opção para orientação. Sua alta capacidade de carga permite o transporte de cargas pesadas, e a rigidez do trilho linear ajuda a fortalecer todo o sistema.

Robôs de pórtico – A característica marcante de um pórtico é que ele possui dois eixos X (e às vezes dois Y e dois Z). Os eixos individuais normalmente incorporam um único trilho linear e são acionados por um parafuso ou um sistema de correia e polia. Com dois eixos trabalhando em paralelo (X e X', por exemplo), são obtidas capacidades de momento muito boas, mesmo que cada eixo tenha apenas um trilho linear.

【Aplicações de trilho duplo】

Quando há altas cargas de momento, trilhos lineares podem ser usados ​​em pares, o que permite que a carga de momento seja decomposta em forças sobre os blocos de apoio. Nessa configuração, o mecanismo de acionamento pode ser montado entre os trilhos lineares, tornando o sistema geral muito compacto. As aplicações com trilhos lineares duplos incluem:

Estágios lineares – Os estágios são tipicamente sistemas de altíssima precisão, o que significa que alta precisão de deslocamento e deflexão mínima são primordiais. Mesmo que a carga esteja centralizada no estágio com pouca ou nenhuma carga de momento, trilhos lineares duplos são frequentemente utilizados para garantir que a rigidez e a vida útil do rolamento sejam maximizadas.

Máquinas-ferramentas – Assim como as mesas, as máquinas-ferramentas exigem níveis altíssimos de precisão e rigidez de deslocamento para garantir a produção de peças de alta qualidade. O uso de dois trilhos em paralelo – normalmente com dois blocos de rolamento por trilho – garante a minimização da deflexão. Máquinas-ferramentas também sofrem cargas muito altas, portanto, distribuir a carga entre quatro blocos de rolamento ajuda a maximizar a vida útil do rolamento.

Robôs cartesianos – Como os robôs cartesianos normalmente utilizam apenas um sistema linear por eixo, é importante que cada eixo suporte altas cargas de momento. É por isso que a maioria dos eixos dos robôs cartesianos é construída com atuadores lineares que incorporam duas guias lineares em paralelo.

Unidades de transporte de robôs – Robôs de seis eixos proporcionam movimento flexível para aplicações que exigem alcance e rotação em diversas direções. Porém, se o robô precisar se deslocar para outra estação ou área de trabalho, sistemas de trilhos duplos podem atuar como um "sétimo eixo", transportando todo o robô para um novo local. Um benefício significativo dos trilhos lineares nessas aplicações é a capacidade de unir vários trilhos para percursos muito longos – frequentemente superiores a 15 metros.

É claro que trilhos lineares não são a solução perfeita para todas as aplicações. Por exemplo, trilhos lineares geralmente não são adequados para aplicações no segmento de consumo – como guias de portas e corrediças de gavetas – muitas vezes devido ao custo. E trilhos lineares exigem superfícies de montagem muito precisas, não apenas para colher os benefícios de sua alta precisão de deslocamento, mas também para evitar a aderência do bloco de rolamento, o que pode levar à redução da vida útil. Eles também devem ser totalmente apoiados, ao contrário dos sistemas de eixo linear, que podem ser apoiados apenas nas extremidades. Isso significa que não só o custo inicial de um trilho linear é normalmente mais alto do que o de um sistema de eixo redondo ou mancal liso, como também o custo de preparação e montagem é mais alto.

Trilhos lineares também podem ser percebidos como menos lisos, ou "entalhados", em suas propriedades de funcionamento do que outros tipos de rolamentos. Isso se deve ao contato que ocorre entre as esferas (ou rolos) que suportam a carga e as pistas. A pré-carga de um sistema de trilhos lineares, frequentemente aplicada para aumentar a rigidez, pode exacerbar a sensação de "entalhados" quando o bloco do rolamento é movimentado ao longo do trilho. (Esse efeito desaparece à medida que a carga é aplicada ao rolamento, mas a percepção geralmente permanece.)

Para aplicações que não exigem a capacidade de carga, rigidez ou precisão de deslocamento de um trilho linear, outras guias lineares – como sistemas de eixo redondo, guias de mancais simples ou até mesmo corrediças de rolos cruzados – podem ser adequadas e menos dispendiosas.