Projetistas e engenheiros geralmente tentam evitar ou mitigar o atrito em sistemas de movimento linear. Embora o atrito nem sempre seja ruim — em algumas aplicações, ele pode proporcionar um efeito de amortecimento e ajudar a melhorar o ajuste do servo — quando se trata de sistemas de movimento linear, ele aumenta a força necessária para mover uma carga, gera calor, aumenta o desgaste e reduz a vida útil.
Sistemas de movimento linear sofrem atrito proveniente de diversas fontes, algumas das quais podem ser mitigadas por meio de projeto e manutenção adequada. Aqui, analisaremos os fatores que contribuem para o atrito em sistemas de movimento linear e discutiremos maneiras de reduzi-lo por meio da seleção de componentes e do projeto do sistema.

Contato deslizante versus contato rolante
Uma das principais maneiras de reduzir o atrito em sistemas de movimento linear é usar componentes com contato de rolamento, em vez de deslizamento. Por exemplo, fusos de esferas e guias de mancais de deslizamento — que dependem do movimento de deslizamento — naturalmente apresentam maior atrito do que elementos de rolamento, devido à maior área de contato entre as superfícies de apoio.
Os rolamentos com contato deslizante também experimentam uma diferença maior entre o atrito estático (inicial) e o atrito dinâmico (cinético), o que leva a um efeito conhecido como aderência-deslizamento ou aderência estática. A aderência-deslizamento pode fazer com que um sistema ultrapasse sua posição alvo no início do movimento, devido à transição do atrito estático (maior) para o atrito dinâmico (menor).
Geometria da pista de corrida

Embora os rolamentos de esferas tenham um atrito muito menor do que os rolamentos de deslizamento, eles não são completamente isentos de atrito. Vários fatores — muitos deles inerentes ao projeto do rolamento — contribuem para o atrito em um rolamento de esferas. Um desses fatores é a geometria da pista de rolamento, ou seja, o tipo e a área de contato entre o elemento rolante e a pista.
Os rolamentos normalmente utilizam uma de duas geometrias de pista de rolamento: geometria de arco circular de dois pontos ou geometria de arco gótico de quatro pontos (embora existam algumas variações desses dois designs). Para aplicações de baixo atrito, a geometria de arco circular de dois pontos é geralmente preferida, pois apresenta menor deslizamento diferencial e, portanto, menor atrito, do que o design de arco gótico de quatro pontos.

Recirculação

Em rolamentos de esferas e rolos recirculantes, o número de elementos que suportam a carga flutua continuamente à medida que os elementos rolantes entram e saem da zona de carga. Isso causa variações na força de atrito, o que pode ser prejudicial para aplicações de alta sensibilidade, como micromecanização e metrologia. Para reduzir essas variações de atrito, os fabricantes de guias lineares recirculantes (e fusos de esferas) têm investido consideravelmente em pesquisa e desenvolvimento para otimizar os componentes e o processo de recirculação. Em geral, rolamentos em classes de precisão mais elevadas apresentam perfis de atrito mais suaves e consistentes.

Pré-carga

A pré-carga elimina a folga entre o rolamento e a guia (ou entre a porca e o parafuso) aumentando a área de contato entre os componentes. Isso proporciona maior rigidez ao rolamento e reduz a deflexão, mas também aumenta o atrito. Por isso, é recomendável usar o menor nível de pré-carga que proporcione a rigidez e a precisão necessárias.

Focas

De todas as características de projeto e operação de guias e fusos lineares, a que geralmente contribui mais para o atrito é o uso de vedações. Na maioria das aplicações, os rolamentos lineares que utilizam esferas ou rolos (com ou sem recirculação) requerem vedações para manter a lubrificação e impedir a entrada de contaminantes. E em ambientes altamente contaminados, geralmente são necessárias vedações laterais e de extremidade.
Embora os fabricantes ofereçam uma variedade de materiais e tipos de vedação — desde vedações com folga mínima até aquelas com perfis de contato total em ambos os lados — as vedações mais eficazes são, obviamente, aquelas que fazem o máximo contato com o componente guia ou rosca. Mas mais contato significa mais atrito. Assim como na pré-carga, quando se trata de vedação, use as opções adequadas à aplicação e ao ambiente, mas sem exageros.

Lubrificação

Uma das principais funções da lubrificação é reduzir o atrito entre elementos rolantes ou deslizantes. No entanto, o uso excessivo de lubrificante, ou de um lubrificante com alta viscosidade, pode, na verdade, aumentar o atrito. Portanto, é importante seguir as instruções do fabricante e usar o tipo e a quantidade corretos de lubrificante.

Mancais radiais

Os mancais radiais estão presentes em praticamente todos os sistemas de movimento linear, suportando componentes rotativos como eixos de fusos de esferas ou de rosca trapezoidal, ou as polias em sistemas de transmissão por correia. Embora relativamente pequenos em comparação com uma guia linear ou um fuso, esses mancais radiais também introduzem atrito, o qual deve ser considerado durante o projeto e dimensionamento do sistema.