Un cojinete de movimiento lineal o corredera lineal es un cojinete diseñado para proporcionar movimiento libre en una dirección. Existen muchos tipos diferentes de cojinetes de movimiento lineal .
Las guías lineales motorizadas, como las guías para máquinas, las mesas XY , las mesas de rodillos y algunas guías de cola de milano , son cojinetes movidos por mecanismos de accionamiento. No todas las guías lineales están motorizadas, y las guías de cola de milano no motorizadas, las guías con cojinetes de bolas y las guías con rodillos proporcionan un movimiento lineal de baja fricción para equipos accionados por inercia o manualmente. Todas las guías lineales proporcionan un movimiento lineal basado en cojinetes, ya sean cojinetes de bolas , cojinetes de cola de milano, cojinetes de rodillos lineales , cojinetes magnéticos o de fluido . Las mesas XY, las plataformas lineales , las guías para máquinas y otras guías avanzadas 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 anillo exterior en forma de manguito y varias filas de bolas retenidas por jaulas. Las jaulas se mecanizaban originalmente a partir de metal sólido y fueron reemplazadas rápidamente 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 producir por primera vez [lo que ahora se conoce como] un rodamiento de bolas lineal .
Los rodamientos de elementos rodantes se fabrican en dos formas: guías con cojinetes de bolas y guías con cojinetes de rodillos.
También llamadas "correderas de bolas", las correderas con cojinetes de bolas son el tipo más común de corredera lineal. Las correderas con cojinetes de bolas ofrecen un movimiento suave y preciso a lo largo de un diseño lineal de un solo eje, con la ayuda de cojinetes de bolas alojados en la base lineal, con propiedades de autolubricación que aumentan la confiabilidad. Las aplicaciones de las correderas con cojinetes de bolas incluyen instrumentación delicada, ensamblaje robótico, ebanistería, electrodomésticos de alta gama y entornos de salas blancas, que sirven principalmente a la industria manufacturera, pero también a las industrias del mueble, la electrónica y la construcción. Por ejemplo, una corredera con cojinetes de bolas ampliamente utilizada en la industria del mueble es una corredera con cojinetes de bolas para cajones.
Las correderas con cojinetes de bolas , que suelen estar fabricadas con materiales como aluminio, acero laminado en frío endurecido y acero galvanizado , constan de dos filas lineales de cojinetes de bolas contenidos en cuatro varillas y ubicados en diferentes lados de la base, que sostienen el carro para un movimiento lineal suave a lo largo de los cojinetes de bolas. Este movimiento lineal de baja fricción puede ser impulsado por un mecanismo de accionamiento, por inercia o manualmente. Las correderas con cojinetes de bolas tienden a tener una capacidad de carga menor para su tamaño en comparación con otras correderas 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 la carcasa o en los sistemas de accionamiento.
La distancia de recorrido de los rodamientos lineales de bolas recirculantes solo está limitada por la longitud de su riel, ya que las bolas recirculan dentro de la carcasa del rodamiento. Los rodamientos lineales de bolas no recirculantes tienen bolas instaladas en un soporte y solo se mueven en un eje sin recirculación. Como 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 no recirculantes está limitada por la longitud del soporte. [3]
También conocidas como guías de rodillos cruzados, las guías de rodillos son guías lineales no motorizadas que proporcionan un movimiento lineal de baja fricción para equipos accionados por inercia o manualmente. Las guías de rodillos se basan en cojinetes de rodillos lineales, que con frecuencia se entrecruzan para proporcionar capacidades de carga más pesadas y un mejor control del movimiento. Las guías de rodillos, que sirven a industrias como la fabricación, la fotónica, la medicina y las telecomunicaciones, son versátiles y se pueden ajustar para satisfacer numerosas aplicaciones que, por lo general, incluyen salas blancas, entornos de vacío, manipulación de materiales y maquinaria de automatización.
Las guías de rodillos funcionan de manera similar a las guías de 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 entre sí en un ángulo de 90° y se mueven entre las cuatro varillas semiplanas y paralelas que rodean los rodillos. Los rodillos están entre pistas de cojinetes ranuradas en "V", una en el carro superior y la otra en la base. Por lo general, las carcasas de los cojinetes están construidas de aluminio, mientras que los rodillos están construidos de acero.
Aunque las guías de rodillos no son autolimpiantes, son adecuadas para entornos con niveles bajos de contaminantes en el aire, como suciedad y polvo. Como uno de los tipos más caros de guías lineales, las guías de rodillos pueden proporcionar movimiento lineal en más de un eje a través de guías apilables y carros dobles. Las guías de rodillos ofrecen contacto lineal en lugar de contacto puntual, como con los cojinetes de bolas, lo que crea una superficie de contacto más amplia debido a la consistencia del contacto entre el carro y la base y da como resultado una menor erosión.
Los cojinetes lisos tienen un diseño muy similar al de los cojinetes de elementos rodantes, excepto que se deslizan sin el uso de cojinetes de bolas. Si tienen forma cilíndrica, a menudo se los llama bujes. Los bujes pueden ser de metal o plástico, o incluso de aire.
Las guías de cola de milano , o guías de cola de milano, suelen estar fabricadas de hierro fundido, pero también pueden estar fabricadas de aluminio con revestimiento duro, acetal o acero inoxidable. Como cualquier cojinete, una guía de cola de milano se compone de una base lineal fija y un carro móvil. Un carro de cola de milano tiene un canal saliente en forma de V o de cola de milano que se traba en la ranura de la base lineal con la forma correspondiente. Una vez que el carro de cola de milano se coloca en el canal de su base, el carro se traba en el eje lineal del canal y permite un movimiento lineal libre. Cuando se fija una plataforma al carro de una guía de cola de milano, se crea una mesa de cola de milano, que ofrece capacidades de transporte de carga extendidas.
Las guías de cola de milano son ventajosas en cuanto a capacidad de carga, asequibilidad y durabilidad. Capaces de realizar recorridos largos, las guías de cola de milano son más resistentes a los golpes que otros cojinetes y, en su mayoría, son inmunes a la contaminación química, por polvo y suciedad. Las guías de cola de milano pueden ser motorizadas, mecánicas o electromecánicas. Las guías de cola de milano eléctricas son accionadas por una serie de dispositivos diferentes, como tornillos de bolas, correas y cables, que son accionados por motores funcionales como motores paso a paso, motores lineales y volantes. Las guías 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. Las guías de cola de milano, que se utilizan principalmente en las industrias de fabricación y ciencia de laboratorio, son ideales para aplicaciones de alta precisión.
Las guías se pueden construir con dos secciones o con varias secciones. Una guía con dos secciones solo puede extenderse aproximadamente 3/4 de la longitud total de la guía comprimida. Una guía compuesta normalmente tiene tres secciones: fija, elemento intermedio flotante y la sección unida al equipo. Una guía compuesta puede extenderse al menos hasta la longitud de la guía comprimida y normalmente un poco más. En el caso de las guías para bastidores, esto permite que el equipo se extienda completamente fuera del bastidor, lo que permite el acceso para el mantenimiento o la conexión de cables y demás a la parte posterior del equipo.
Las guías para bastidores están diseñadas específicamente para montar equipos en bastidores de 19 o 23 pulgadas . Pueden tener cojinetes de fricción, cojinetes de bolas o cojinetes de rodillos. Tienen el tamaño adecuado 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 la guía para bastidor con un soporte adaptador unido al otro extremo para adaptarse a diferentes profundidades del bastidor. El elemento fijo exterior está unido al bastidor y el elemento móvil interior generalmente está atornillado al costado del equipo montado. Las guías para bastidores suelen ser guías compuestas o de 3 partes que permiten la extensión completa del equipo montado y generalmente incluyen una disposición para deslizar el elemento interior completamente libre para permitir la extracción del equipo del bastidor. También pueden incluir topes para evitar sacar accidentalmente el equipo del bastidor sin liberar el mecanismo de tope.
Pueden existir configuraciones patentadas que, por ejemplo, se puedan acoplar al equipo sin necesidad de utilizar tornillos o se puedan acoplar a un bastidor diseñado de forma adecuada, pero la geometría básica es la misma independientemente de cómo se monten.
Los rodamientos estriados de bolas son un tipo especial de rodamiento de movimiento lineal que se utiliza para proporcionar un movimiento lineal casi sin fricción al tiempo que permite que el elemento transmita par de torsión simultáneamente. Hay ranuras rectificadas a lo largo de la longitud del eje (formando así estrías ) para que los rodamientos de bolas se deslicen en su interior. La carcasa exterior que alberga las bolas se llama tuerca en lugar de buje , pero no es una tuerca en el sentido tradicional: no es libre de girar alrededor del eje, pero es libre de desplazarse hacia arriba y hacia abajo por el eje. Para un recorrido del eje de cualquier longitud significativa, la tuerca tendrá canales que recirculan las bolas, funcionando de la misma manera que un tornillo de bolas .
Al aumentar el área de contacto de los cojinetes de bolas en el eje a aproximadamente 45 grados, la capacidad de soportar carga lateral y carga directa aumenta considerablemente. Cada tuerca se puede precargar individualmente en la fábrica para disminuir el juego radial disponible y garantizar la rigidez. Este proceso no solo aumenta el área de contacto, lo que aumenta la capacidad de soportar carga directa, sino que también restringe cualquier movimiento radial, lo que aumenta la capacidad de soportar momentos en voladizo. Esto crea una estructura más resistente que puede soportar un entorno de trabajo muy extenuante.