Rodamientos lineales: explicación de las especificaciones de fuerza y ​​par

Rodamiento linealLas guías lineales son mecanismos de soporte diseñados para permitirle mover fácilmente un peso significativo a lo largo de un solo eje. Una ventaja de los rodamientos lineales sobre otros soportes lineales, me gusta diapositivas del cajón, es que también son capaces de manejar pares causados ​​por cargas desiguales que protegerán otros componentes actuadores. Esta es la razón por la que a menudo verá las especificaciones de torque y fuerza enumeradas para los rodamientos lineales, particularmente para los rodamientos lineales de estilo de rodillos. A menudo, también verá dos especificaciones de fuerza; uno para compresión y el otro para tensión. Este blog tendrá como objetivo explicar todas estas especificaciones para que pueda comprenderlas mejor y pueda identificar el rodamiento lineal adecuado para su próximo proyecto. Si desea obtener más información sobre los rodamientos lineales o necesita un repaso, consulte nuestra Rodamiento lineal 101 Blog.

Especificaciones de fuerza

Compresión

Compresión de cojinetes lineales

La compresión es cuando las fuerzas empujan hacia abajo sobre un objeto, como en el diagrama anterior, y es probablemente la especificación más comúnmente necesaria. Si se excede la especificación de fuerza de compresión, podría provocar un desgaste excesivo o una falla total del rodamiento. La especificación de la fuerza de compresión generalmente siempre será más alta que la especificación de la fuerza de tensión, ya que es mucho más difícil aplastar un mecanismo sólido, como un rodamiento lineal, en comparación con separarlo.

Tensión

 Rodamiento lineal en tensión

La tensión ocurre cuando las fuerzas tiran o estiran un objeto, como en el ejemplo anterior. La cantidad de tensión que puede soportar un rodamiento lineal es generalmente menor que la compresión debido al diseño de los rodamientos lineales. Para rodamientos lineales de rodillos, como nuestro Serie FA-SGR-35, la tensión ejerce presión sobre los ejes de los rodamientos de rodillos que se utilizan para conectar los rodillos al cartucho y puede causar grietas que provocarán fallas. Si bien las fuerzas de compresión también ejercen presión sobre estos ejes, la separación debido a la tensión hará que estas grietas se propaguen mucho más rápido. Para rodamientos lineales de contacto deslizante, como nuestro Serie FA-MGR-15, el principio anterior también es cierto, pero la tensión se produce en el riel y se ve afectada por su diseño.

Fuerzas determinantes

En su solicitud, deberá determinar todas las fuerzas involucradas para identificar si su rodamiento lineal experimentará tensión o compresión. El uso de diagramas de cuerpo libre, como los anteriores, se puede utilizar para identificar todas las fuerzas y sus direcciones que experimentará su rumbo lineal. A continuación, puede sumar todas las fuerzas para determinar la dirección y la magnitud de la fuerza resultante en su rodamiento lineal que se puede utilizar para determinar el tamaño mínimo de rodamiento lineal requerido, aunque siempre debe agregar un factor de seguridad para garantizar que su aplicación no no fallar. Si su condición de carga es bastante dinámica, es posible que deba determinar la fuerza resultante en su rodamiento lineal en múltiples condiciones de carga, ya que es posible que su rodamiento lineal experimente tensión y compresión en diferentes puntos en una sola aplicación.

Especificaciones de torque

Un par es una fuerza de giro que causa rotación y es igual a la fuerza aplicada por la distancia perpendicular al punto de rotación. Los pares pueden ser causados por cargas fuera del centro y/o desequilibradas. Una especificación de par se refiere a la cantidad de un par desequilibrado que el cartucho del rodamiento lineal puede manejar antes de fallar. Las especificaciones de par se enumeran generalmente para cada eje y se refiere al par máximo sobre ese eje. Si la especificación de par sobre cada eje es diferente, debe confirmar cómo el proveedor ha etiquetado cada eje. Para los ejemplos siguientes, el eje X es el eje de movimiento de la guía lineal, el eje Y es el eje de lado a lado y el eje z es el eje arriba y abajo. Una vez más, esto puede no ser cómo su proveedor ha etiquetado su eje y usted debe confirmar su etiquetado.

Pares sobre el eje X

Par de rodamiento lineal sobre el eje X  

El ejemplo anterior muestra una situación en la que se produciría un par sobre el eje X. Como el centro de gravedad de la carga no está alineado con el centro de gravedad del cartucho, la carga intentará hacer que el cartucho gire causando un par. El centro de gravedad de la carga seguiría siendo perpendicular en este caso. También se produciría un par sobre el eje X si hubiera una fuerza de desequilibrio que actuara sobre la carga en una orientación similar al ejemplo anterior.

Pares sobre el eje Y

 Par de cojinete lineal sobre el eje Y

Un par alrededor del eje Y también se puede causar cuando el centro de gravedad del cartucho y la carga no se alinean, pero en este caso, el centro de gravedad de la carga sigue siendo paralelo al riel del rodamiento lineal, como se muestra arriba. Este par intentará voltear el cartucho. También se produciría un par sobre el eje Y si hubiera una fuerza de desequilibrio que actuara sobre la carga en una orientación similar al ejemplo anterior.

Pares sobre el eje Z

Par de rodamiento lineal sobre el eje Z 

Lo más probable es que un par alrededor del eje z sea causado por una fuerza de desequilibrio que está descentrada del centro de gravedad, como arriba. Este par intentará hacer que el cartucho gire o se desalojara del riel.

Determinación de pares de torsión

Al igual que con las fuerzas, tendrá que determinar todas las fuerzas involucradas en su aplicación, así como hasta qué punto actúan para el centro de gravedad del cartucho para determinar los pares de torsión involucrados. Una vez más, también puede utilizar diagramas de cuerpo libre, como los anteriores, para visualizar las fuerzas y determinar si causará o no un par, así como la dirección de ese par. Aunque los ejemplos anteriores son simples, su aplicación puede ser más compleja e implicar pares múltiples. Al igual que con las fuerzas, tendrá que resumir todos los pares para cada eje para determinar la especificación de par mínimo para su rodamiento lineal, aunque siempre debe añadir un factor de seguridad.

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