Включая декартовых роботов, портальные системы и столы XY.

Линейные направляющие и системы обычно подвергаются как линейным силам из-за направленных вниз, вверх и боковых нагрузок, так и вращательным силам из-за радиальных нагрузок. Силы вращения, также называемые моментными силами, обычно определяются как крен, тангаж и рыскание в зависимости от оси, вокруг которой система пытается вращаться.

Чтобы определить крен, тангаж и рысканье в линейных системах, нам сначала нужно установить три основные оси: X, Y и Z.

Две оси горизонтальной плоскости обычно определяются как X и Y, причем ось X находится в направлении движения. Ось Y ортогональна (перпендикулярна) направлению движения и также находится в горизонтальной плоскости. Ось Z ортогональна осям X и Y, но расположена в вертикальной плоскости. (Чтобы найти положительное направление оси Z, используйте правило правой руки: укажите указательный палец в направлении положительного X, затем согните его в направлении положительного Y, а большой палец укажет положительное Z.)

Крен, тангаж и рыскание — это силы вращения или моменты вокруг осей X, Y и Z. Как и чистые линейные силы, эти моментные силы необходимо учитывать при расчете срока службы подшипников или определении пригодности линейной системы выдерживать статические нагрузки.

Крен: Момент крена — это сила, которая пытается заставить систему вращаться вокруг своей оси X из стороны в сторону. Хорошим примером крена является крен самолета.

Шаг: момент шага пытается заставить систему вращаться вокруг своей оси Y спереди назад. Чтобы представить себе тангаж, представьте себе нос самолета, направленный вниз или вверх.

Отклонение: Отклонение происходит, когда сила пытается заставить систему вращаться вокруг оси Z. Чтобы визуализировать отклонение от курса, представьте себе модель самолета, подвешенную на веревке. Если ветер дует прямо, крылья и нос самолета останутся ровными (без крена и качки), но он будет вращаться вокруг веревки, на которой подвешен. Это рыскание.

Моменты как по тангажу, так и по рысканью создают чрезмерную нагрузку на шарики, расположенные на концах линейного подшипника, - состояние, которое иногда называют краевой нагрузкой.

Как противодействовать моментам крена, тангажа и рыскания

Линейные направляющие и системы обладают более высокой способностью воспринимать чистые линейные силы, чем моментные силы, поэтому преобразование моментных сил в линейные силы может значительно увеличить срок службы подшипников и уменьшить прогиб. Для достижения моментов крена можно использовать две параллельные линейные направляющие с одним или двумя подшипниками на каждую направляющую. Это преобразует силы момента крена в чистые нисходящие и отрывные нагрузки на каждый подшипник.

Аналогичным образом, использование двух подшипников на одной направляющей может устранить силы момента тангажа, преобразуя их в чистые нисходящие и отрывные нагрузки на каждый подшипник. Использование двух подшипников на одной направляющей также противодействует силам поворота, но в этом случае результирующими силами являются боковые (боковые) силы на каждом подшипнике.