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, pode proporcionar um efeito de amortecimento e ajudar a melhorar o ajuste do servo —, em sistemas de movimento linear, ele aumenta a quantidade de força necessária para mover uma carga, gera calor, aumenta o desgaste e reduz a vida útil.
Sistemas de movimento linear sofrem atrito de diversas fontes, algumas das quais podem ser mitigadas por meio de projeto e manutenção adequada. Aqui, examinaremos 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 vs. rolante
Uma das principais maneiras de reduzir o atrito em sistemas de movimento linear é usar componentes com contato rolante, em vez de deslizante. Por exemplo, fusos de avanço e guias de mancais lisos — que dependem de movimento deslizante — naturalmente apresentam atrito maior do que elementos rolantes, devido à maior área de contato entre as superfícies de suporte de carga.
Rolamentos com contato deslizante também apresentam uma diferença maior entre o atrito estático (inicial) e o atrito dinâmico (cinético), o que leva a um efeito conhecido como stick-slip, ou atrito mecânico. O stick-slip pode fazer com que um sistema ultrapasse sua posição alvo no início do movimento, devido à transição de um atrito estático (maior) para um atrito dinâmico (menor).
Geometria da pista

Embora os rolamentos de elementos rolantes apresentem atrito muito menor do que os deslizantes, eles não são completamente isentos de atrito. Diversos fatores — muitos deles inerentes ao projeto do rolamento — contribuem para o atrito em um rolamento de elementos rolantes. Um deles é a geometria da pista, ou o tipo e a área de contato entre o elemento rolante e a pista.
Os rolamentos normalmente utilizam uma de duas geometrias de pista: 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 normalmente preferida, pois apresenta menos deslizamento diferencial e, portanto, menor atrito do que o design de arco gótico de quatro pontos.

Recirculação

Em rolamentos recirculantes de esferas e rolos, 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 altamente sensíveis, como microusinagem e metrologia. Para reduzir essas variações de atrito, os fabricantes de guias lineares recirculantes (e fusos de esferas) têm investido esforços significativos em pesquisa e desenvolvimento para otimizar os componentes e o processo de recirculação. Em geral, rolamentos com classes de precisão mais altas apresentam perfis de atrito mais suaves e consistentes.

Pré-carregamento

A pré-carga elimina a folga entre o rolamento e a guia (ou 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 leva a um maior atrito. Por isso, é aconselhável usar o menor nível de pré-carga possível, capaz de fornecer a rigidez e a precisão necessárias.

Focas

De todos os recursos de projeto e operação de guias lineares e parafusos, o que frequentemente contribui mais para o atrito é o uso de vedações. Na maioria das aplicações, rolamentos lineares que dependem de esferas ou rolos (recirculantes ou não) requerem vedações para manter a lubrificação e evitar a entrada de contaminantes. E em ambientes altamente contaminados, vedações laterais e terminais são normalmente necessárias.
Embora os fabricantes ofereçam uma variedade de materiais e tipos de vedação — desde vedações com pequena folga até aquelas com perfis de contato total e dupla face — as vedações mais eficazes são, obviamente, aquelas que fazem maior contato com o componente guia ou parafuso. Mas mais contato significa mais atrito. Assim como na pré-carga, na 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 os elementos rolantes ou deslizantes. Mas 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 correta de lubrificante.

Rolamentos radiais

Mancais radiais estão presentes em praticamente todos os sistemas de movimento linear, suportando componentes rotativos, como eixos de esferas ou fusos de avanço, ou polias em sistemas de transmissão por correia. Embora relativamente pequenos quando comparados a uma guia linear ou fuso, esses mancais radiais também geram atrito que deve ser considerado durante o projeto e dimensionamento do sistema.