Designers e engenheiros normalmente tentam evitar ou mitigar o atrito em sistemas de movimento linear. Embora o atrito nem sempre é ruim - em algumas aplicações, ele pode fornecer um efeito de amortecimento e ajudar a melhorar o ajuste do servo - quando se trata de sistemas de movimento linear, aumenta a quantidade de força necessária para mover uma carga, cria calor, aumenta o desgaste e reduz a vida.
Os sistemas de movimento linear experimentam atrito de várias fontes, algumas das quais podem ser atenuadas através do design e manutenção adequada. Aqui, examinaremos fatores que contribuem para o atrito em sistemas de movimento linear e discutiremos maneiras de reduzir o atrito através da seleção de componentes e design do sistema.

Deslizamento vs. contato rolante
Uma das principais maneiras de reduzir o atrito em sistemas de movimento linear é usar componentes com contato rolante, em vez de deslizar. Por exemplo, parafusos de chumbo e guias de rolamento simples-que dependem do movimento deslizante-naturalmente experimentam um atrito mais alto do que os elementos de rolamento, devido à maior área de contato entre as superfícies portadoras de carga.
Os rolamentos com contato deslizante também experimentam uma maior diferença entre o atrito estático (startup) e dinâmico (cinético), o que leva a um efeito conhecido como deslizamento de bastão, ou duração. O deslizamento do bastão pode fazer com que um sistema ultrapasse sua posição alvo no início do movimento, devido à transição de atrito estático (mais alto) para atrito dinâmico (mais baixo).
Geometria de Raceway

Embora os rolamentos de elementos rolantes tenham atrito muito menor do que os tipos deslizantes, eles não estão completamente livres de atrito. Vários fatores - muitos deles inerentes ao design do rolamento - contribuem para o atrito em um elemento rolante. Um fator é a geometria da pista, ou o tipo e a área de contato entre o elemento rolante e a pista.
Os rolamentos de rolagem geralmente usam uma das duas geometrias de pista: geometria circular de arco circular de dois pontos ou geometria do arco gótico de quatro pontos (embora existam algumas variações desses dois projetos). Para aplicações de baixo atrito, a geometria circular de arco circular de dois pontos é normalmente preferida, porque experimenta menos deslizamento diferencial e, portanto, menor atrito, do que o design do arco gótico de quatro pontos.

Recirculação

Nos rolamentos de bola e rolos de recirculação, o número de elementos que transportam a carga flutua continuamente à medida que os elementos rolantes passam para dentro e para fora da zona de carga. Isso causa variações na força de atrito, que podem ser prejudiciais a aplicações altamente sensíveis, como micromachinagem e metrologia. Para reduzir essas variações de atrito, os fabricantes de guias lineares de recirculação (e parafusos de bola) colocaram esforços significativos de pesquisa e desenvolvimento para otimizar os componentes e o processo de recirculação. Em geral, os rolamentos em classes de maior precisão têm perfis de atrito mais suaves e consistentes.

Pré -carga

A pré -carga elimina a depuração entre o rolamento e a guia (ou a porca e o parafuso), aumentando a área de contato entre os componentes. Isso fornece o rolamento com maior rigidez e reduz a deflexão, mas também leva a um atrito mais alto. É por isso que é aconselhável usar o nível de pré -carga mais baixo que pode fornecer a rigidez e a precisão necessárias.

Vedações

De todos os recursos de design e operação de guias e parafusos lineares, aqueles que frequentemente contribuem com o maior atrito é o uso de vedações. Na maioria das aplicações, os rolamentos lineares que dependem de bolas ou rolos (recirculantes ou não) exigem vedações para manter a lubrificação e manter os contaminantes afastados. E em ambientes altamente contaminados, são normalmente necessários ambos os selos laterais (laterais) e vedações finais.
Enquanto os fabricantes oferecem uma variedade de materiais e tipos de vedação-variando de vedações com leve folga àqueles com perfis de contato completos e duplos-os selos mais eficazes são, obviamente, aqueles que fazem o maior contato com o componente de guia ou parafuso. Mas mais contato significa mais atrito. Assim como na pré -carga, quando se trata de vedação, use as opções apropriadas para o aplicativo e o ambiente, mas não exagere.

Lubrificação

Uma das principais funções de lubrificação é reduzir o atrito entre os elementos rolantes ou deslizantes. Mas usar muita lubrificação ou um lubrificante com alta viscosidade pode realmente aumentar o atrito. Portanto, é importante seguir as instruções do fabricante e usar o tipo certo e a quantidade certa de lubrificante.

Rolamentos radiais

Os rolamentos radiais estão presentes em praticamente todos os sistemas de movimento linear, suportando componentes rotativos, como eixos de parafusos de bola ou chumbo ou as polias nos sistemas de acionamento de correia. Embora relativamente pequenos quando comparados a uma guia ou parafuso linear, esses rolamentos radiais também introduzem atrito que deve ser explicado durante o design e o dimensionamento do sistema.