Un rodamiento de movimiento lineal o un deslizamiento lineal es un rodamiento diseñado para proporcionar movimiento libre en una dirección. Existen muchos tipos diferentes de rodamientos de movimiento lineal .
Los carros lineales motorizados, como los carros de máquinas, las mesas XY , las mesas de rodillos y algunos carros de cola de milano , son cojinetes que se mueven mediante mecanismos de accionamiento. No todas las guías lineales son motorizadas, y las guías de cola de milano, las guías con cojinetes de bolas y las guías de rodillos no motorizadas proporcionan un movimiento lineal de baja fricción para equipos impulsados por inercia o manualmente. Todos los carros lineales proporcionan un movimiento lineal basado en rodamientos, ya sean rodamientos de bolas , rodamientos de cola de milano, rodamientos de rodillos lineales , rodamientos magnéticos o de fluido . Las mesas XY, las etapas lineales , los deslizadores de máquinas y otros deslizadores avanzados utilizan cojinetes de movimiento lineal para proporcionar movimiento a lo largo de los ejes múltiples X e Y.
Un rodamiento de elementos rodantes generalmente se compone de un aro exterior en forma de manguito y varias filas de bolas retenidas por jaulas. Las jaulas fueron originalmente mecanizadas a partir de metal sólido y rápidamente fueron reemplazadas por piezas estampadas . Presenta un movimiento suave, baja fricción, alta rigidez y larga vida útil. Son económicos y fáciles de mantener y reemplazar. A Thomson Industries [1] (actualmente propiedad de Altra Industrial Motion [2] ) generalmente se le atribuye el mérito de haber producido por primera vez [lo que ahora se conoce como] un rodamiento lineal de bolas .
Los rodamientos se fabrican en dos formas: guías con rodamientos de bolas y guías de rodillos.
También llamados "deslizamientos de bolas", los deslizamientos con cojinetes de bolas son el tipo más común de deslizamiento lineal. Las correderas con rodamientos de bolas ofrecen un movimiento suave y preciso a lo largo de un diseño lineal de un solo eje, ayudado por rodamientos de bolas alojados en la base lineal, con propiedades de autolubricación que aumentan la confiabilidad. Las aplicaciones de correderas con rodamientos de bolas incluyen instrumentación delicada, ensamblaje robótico, gabinetes, electrodomésticos de alta gama y entornos de salas limpias, que sirven principalmente a la industria manufacturera, pero también a las industrias del mueble, la electrónica y la construcción. Por ejemplo, una guía con rodamiento de bolas ampliamente utilizada en la industria del mueble es una guía para cajón con rodamiento de bolas.
Comúnmente construidas con materiales como aluminio, acero laminado en frío endurecido y acero galvanizado , las guías con rodamientos de bolas constan de dos filas lineales de rodamientos de bolas contenidas por cuatro varillas y ubicadas en lados diferentes de la base, que sostienen el carro para un movimiento lineal suave a lo largo del rodamientos de bolas. Este movimiento lineal de baja fricción puede ser impulsado por un mecanismo de accionamiento, por inercia o manualmente. Las guías con rodamientos de bolas tienden a tener una menor capacidad de carga para su tamaño en comparación con otras guías lineales porque las bolas son menos resistentes al desgaste y la abrasión. Además, las correderas con cojinetes de bolas están limitadas por la necesidad de encajar en carcasas o sistemas de accionamiento.
La distancia de recorrido de los rodamientos lineales de recirculación de bolas sólo está limitada por la longitud de su carril, ya que las bolas recirculan dentro de la carcasa del rodamiento. Los rodamientos lineales de bolas sin recirculación tienen bolas instaladas sobre un soporte y solo se mueven en un eje sin recirculación. Dado que las bolas no recirculan, este tipo de rodamientos puede proporcionar un movimiento extremadamente suave. Sin embargo, la distancia de recorrido de los rodamientos lineales de bolas sin recirculación está limitada por la longitud del soporte. [3]
También conocidos como guías de rodillos cruzados, las guías de rodillos son guías lineales no motorizadas que proporcionan un movimiento lineal de baja fricción para equipos impulsados por inercia o manualmente. Las guías de rodillos se basan en rodamientos de rodillos lineales, que frecuentemente están entrecruzados para proporcionar capacidades de carga más pesadas y un mejor control del movimiento. Al servir en industrias como la manufacturera, la fotónica, la médica y las telecomunicaciones, las correderas de rodillos son versátiles y se pueden ajustar para cumplir con numerosas aplicaciones que generalmente incluyen salas limpias, entornos de vacío, manipulación de materiales y maquinaria de automatización.
Las guías de rodillos funcionan de manera similar a las guías con cojinetes de bolas, excepto que los cojinetes alojados dentro del carro tienen forma de cilindro en lugar de forma de bola. Los rodillos se entrecruzan formando un ángulo de 90° y se mueven entre las cuatro varillas semiplanas y paralelas que rodean los rodillos. Los rodillos están entre pistas de rodamiento ranuradas en "V", una en el carro superior y la otra en la base. Normalmente, las carcasas de los cojinetes se construyen con aluminio, mientras que los rodillos se construyen con acero.
Aunque los toboganes de rodillos no son autolimpiantes, son adecuados para entornos con bajos niveles de contaminantes en el aire, como suciedad y polvo. Como uno de los tipos más caros de guías lineales, las guías de rodillos son capaces de proporcionar movimiento lineal en más de un eje a través de guías apilables y carros dobles. Los deslizadores de rodillos ofrecen contacto lineal versus contacto puntual como con los rodamientos de bolas, creando una superficie de contacto más amplia debido a la consistencia del contacto entre el carro y la base y resultando en menos erosión.
Los cojinetes lisos tienen un diseño muy similar a los cojinetes de elementos rodantes, excepto que se deslizan sin el uso de cojinetes de bolas. Si tienen forma cilíndrica, suelen denominarse casquillos. Los casquillos pueden ser de metal o plástico, o incluso de aire.
Las guías de cola de milano o guías de cola de milano generalmente se construyen con hierro fundido, pero también se pueden construir con aluminio de capa dura, acetal o acero inoxidable. Como cualquier rodamiento, una corredera de cola de milano se compone de una base lineal estacionaria y un carro móvil. un carro de cola de milano tiene un canal saliente en forma de V o cola de milano que encaja en la ranura de forma correspondiente de la base lineal. Una vez que el carro de cola de milano se coloca en el canal de su base, el carro queda bloqueado en el eje lineal del canal y permite el movimiento lineal libre. Cuando se fija una plataforma al carro de una corredera de cola de milano, se crea una mesa de cola de milano que ofrece capacidades ampliadas de transporte de carga.
Las guías de cola de milano son ventajosas en cuanto a capacidad de carga, asequibilidad y durabilidad. Capaces de realizar largos recorridos, las correderas de cola de milano son más resistentes a los golpes que otros rodamientos y, en su mayoría, son inmunes a la contaminación química, el polvo y la suciedad. Las correderas de cola de milano pueden ser motorizadas, mecánicas o electromecánicas. Las correderas eléctricas de cola de milano son impulsadas por varios dispositivos diferentes, como husillos de bolas, correas y cables, que funcionan con motores funcionales como motores paso a paso, motores lineales y volantes. Las correderas de cola de milano son sistemas de contacto directo, lo que las hace adecuadas para aplicaciones de carga pesada, incluidas máquinas CNC, dispositivos de lanzadera, máquinas especiales y dispositivos de sujeción de piezas. Utilizadas principalmente en las industrias de fabricación y ciencias de laboratorio, las correderas de cola de milano son ideales para aplicaciones de alta precisión.
Los toboganes se pueden construir con dos secciones o con varias secciones. Un tobogán con dos secciones sólo puede extenderse aproximadamente 3/4 de la longitud total del tobogán comprimido. Un tobogán compuesto normalmente tiene tres secciones: un miembro intermedio fijo, flotante y la sección unida al equipo. Un portaobjetos compuesto puede extenderse al menos hasta la longitud del portaobjetos comprimido y normalmente un poco más. En el caso de las guías para rack, esto permite que el equipo se extienda completamente fuera del rack permitiendo el acceso para servicio o conexión de cables y demás a la parte posterior del equipo.
Las guías para rack están diseñadas específicamente para montar equipos en racks de 19 o 23 pulgadas . Pueden ser rodamientos de fricción, rodamientos de bolas o rodamientos de rodillos. Están dimensionados para encajar en bastidores con bridas de montaje en los extremos para acoplarse a los orificios de montaje de los bastidores. En algunos casos, se forma una brida de montaje en el portaobjetos del bastidor con un soporte adaptador unido al otro extremo para adaptarse a diferentes profundidades del bastidor. El miembro fijo exterior está unido al bastidor y el miembro móvil interior generalmente se atornilla al costado del equipo montado. Los portaobjetos de bastidor suelen ser portaobjetos compuestos o de tres partes que permiten la extensión completa del equipo montado y generalmente incluyen disposiciones para deslizar el miembro interior completamente libre para permitir la extracción del equipo del bastidor. También pueden incluir topes para evitar sacar accidentalmente el equipo del rack sin soltar el mecanismo de tope.
Puede haber configuraciones patentadas que, por ejemplo, pueden engancharse al equipo sin el uso de tornillos o pueden engancharse en un bastidor diseñado apropiadamente. Pero la geometría básica es la misma independientemente de cómo se monten.
Los rodamientos estriados de bolas ( rodamientos estriados de bolas ) son un tipo especial de rodamientos de movimiento lineal que se utilizan para proporcionar un movimiento lineal casi sin fricción y al mismo tiempo permiten que el miembro transmita torque simultáneamente. Hay ranuras rectificadas a lo largo del eje (formando así estrías ) para que los rodamientos de bolas corran hacia adentro. La capa exterior que alberga las bolas se llama tuerca en lugar de casquillo , pero no es una tuerca en el sentido tradicional: no puede girar libremente alrededor del eje, pero puede viajar hacia arriba y hacia abajo por el eje. Para un recorrido del eje de cualquier longitud significativa, la tuerca tendrá canales que recircularán las bolas, funcionando de la misma manera que un husillo de bolas .
Al aumentar el área de contacto de los rodamientos de bolas en el eje a aproximadamente 45 grados, las capacidades de carga lateral y de carga directa aumentan considerablemente. Cada tuerca se puede precargar individualmente en fábrica para disminuir el juego radial disponible y garantizar la rigidez. Este proceso no sólo aumenta el área de contacto, aumentando las capacidades de carga directa, sino que también restringe cualquier movimiento radial, aumentando las capacidades de momento en voladizo. Esto crea una estructura más resistente que puede soportar un entorno de trabajo muy extenuante.