Aplicações comuns para guias lineares de trilhos

Os trilhos lineares são a espinha dorsal de muitas aplicações industriais, proporcionando orientação de 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 tornam os trilhos lineares adequados para praticamente qualquer requisito de desempenho.

As razões para usar trilhos lineares são inúmeras, mas seus benefícios mais óbvios em relação a outros tipos de guias são a capacidade de carga, a precisão do deslocamento e a rigidez. Por exemplo, guias de eixo redondo podem suportar apenas cargas descendentes ou de levantamento, enquanto guias de trilhos lineares podem suportar cargas descendentes/decolagem e cargas de momento. E, ao contrário das guias de rolos cruzados, cujo percurso é muitas vezes 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 geralmente 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 fileiras de elementos rolantes – esferas esféricas ou rolos cilíndricos – a rigidez é alta e a deflexão do bloco do rolamento 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 único trilho é usado. (Em contraste, as guias lineares de eixo redondo devem ser usadas em pares quando houver cargas radiais presentes.) Devido a esse recurso, inúmeras aplicações usam um único trilho linear, para economizar espaço ou para evitar problemas de desalinhamento entre outros componentes do sistema. Aqui estão alguns exemplos de aplicações que usam um único trilho linear…

Atuadores lineares – Os trilhos lineares costumam ser o mecanismo de guia preferido para atuadores acionados com correias, parafusos ou cilindros pneumáticos, devido à sua capacidade de suportar cargas momentâneas. Eles também podem acomodar velocidades de deslocamento de até 5 m/s, o que é importante em sistemas acionados por correia ou pneumáticos.

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

Robôs de pórtico – A característica definidora de um pórtico é que ele possui dois eixos X (e às vezes dois eixos 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 estão presentes cargas de momento elevado, os trilhos lineares podem ser usados ​​em pares, o que permite que a carga de momento seja resolvida em forças nos blocos de apoio. Nesta configuração, o mecanismo de acionamento pode ser montado entre os trilhos lineares, tornando o sistema geral muito compacto. As aplicações de trilho linear duplo incluem:

Estágios lineares – Os estágios são normalmente sistemas de altíssima precisão, o que significa que alta precisão de deslocamento e deflexão mínima são fundamentais. Mesmo que a carga esteja centrada no palco com pouco ou nenhum momento de carga, trilhos lineares duplos são frequentemente usados ​​para garantir que a rigidez e a vida útil do rolamento sejam maximizadas.

Máquinas-ferramentas – Assim como os estágios, as máquinas-ferramentas exigem níveis muito altos de precisão e rigidez de deslocamento, para garantir que a ferramenta produza peças de alta qualidade. O uso de dois trilhos em paralelo – normalmente com dois blocos de rolamento por trilho – garante que a deflexão seja minimizada. As máquinas-ferramentas também sofrem cargas muito altas, portanto, resolver a carga em quatro blocos de rolamento ajuda a maximizar a vida útil do rolamento.

Robôs cartesianos – Como os robôs cartesianos normalmente usam apenas um sistema linear por eixo, é importante que cada eixo possa suportar cargas de momento elevado. É por isso que a maioria dos eixos dos robôs cartesianos são construídos a partir de atuadores lineares que incorporam duas guias lineares em paralelo.

Unidades de transporte de robôs – Robôs de seis eixos fornecem movimento flexível para aplicações que exigem alcance e rotação em muitas direções. Mas se o robô precisar se deslocar para outra estação ou área de trabalho, os sistemas de trilho duplo podem atuar como um “sétimo eixo”, transportando o robô inteiro para um novo local. Um benefício significativo dos trilhos lineares nessas aplicações é a capacidade de unir vários trilhos em percursos muito longos – geralmente excedendo 15 metros.

É claro que os trilhos lineares não são a solução perfeita para todas as aplicações. Por exemplo, os trilhos lineares geralmente não são adequados para aplicações no espaço do consumidor – como guias de portas e corrediças de gavetas – muitas vezes devido ao custo. E os trilhos lineares exigem superfícies de montagem muito precisas, não apenas para colher os benefícios de sua alta precisão de deslocamento, mas também para evitar emperramento 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 só podem ser apoiados nas extremidades. Isso significa que não só o custo inicial de um trilho linear é normalmente mais alto do que o de um eixo redondo ou sistema de mancal liso, como também o custo de preparação e montagem é mais alto.

Os 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) de suporte de carga e as pistas. A pré-carga de um sistema de trilho linear, que geralmente é feita para aumentar a rigidez, pode exacerbar a sensação de “entalhe” quando o bloco de rolamento é movido 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 rolamentos lisos ou mesmo corrediças de rolos cruzados – podem ser adequadas e menos dispendiosas.