Rolamentos lineares: Especificações de força e torque explicadas

Rolamento Linears ou guias lineares são mecanismos de suporte projetados para permitir que você mova facilmente um peso significativo ao longo de um único eixo. Uma vantagem dos rolamentos lineares sobre outros suportes lineares, gostar slides de gaveta, é que eles também são capazes de lidar com torques causados ​​por cargas desiguais que protegerão outros componentes de atuação. É por isso que você frequentemente verá as especificações de torque e força listadas para rolamentos lineares, especialmente para rolamentos lineares do estilo de rolos. Freqüentemente, você também verá duas especificações de força fornecidas; um para compressão e outro para tensão. Este blog tem como objetivo explicar todas essas especificações para que você possa entendê-las melhor e ser capaz de identificar o rolamento linear certo para seu próximo projeto. Se você quiser saber mais sobre rolamentos lineares ou precisar de uma atualização, confira nosso Rolamento Linear 101 blog.

Especificações de força

Compressão

Compressão de rolamento linear

A compressão é quando as forças são pressionadas sobre um objeto, como no diagrama acima, e é provavelmente a especificação mais comumente necessária. Se a especificação da força de compressão for excedida, isso pode levar a um desgaste excessivo ou falha completa do rolamento. A especificação da força de compressão geralmente sempre será maior do que a especificação da força de tensão, pois é muito mais difícil esmagar um mecanismo sólido, como um rolamento linear, em comparação com separá-lo.

Tensão

 Rolamento Linear em Tensão

A tensão ocorre quando as forças estão puxando ou esticando um objeto, como no exemplo acima. A quantidade de tensão que um rolamento linear pode suportar é geralmente menor do que a compressão devido ao design dos rolamentos lineares. Para rolamentos lineares de roletes, como nosso FA-SGR-35 Series, a tensão pressiona os eixos dos rolamentos de rolos usados ​​para conectar os rolos ao cartucho e pode causar rachaduras que podem causar falhas. Embora as forças de compressão também exerçam pressão sobre esses eixos, a separação devido à tensão fará com que essas rachaduras se propaguem muito mais rapidamente. Para rolamentos lineares de contato deslizante, como nosso FA-MGR-15 Series, o princípio acima também é verdadeiro, mas a tensão ocorre no trilho e é impactada por seu design.

Determinando Forças

Em sua aplicação, você precisará determinar todas as forças envolvidas para identificar se o seu rolamento linear estará experimentando tensão ou compressão. Fazer uso de diagramas de corpo livre, como os acima, pode ser usado para identificar todas as forças e suas direções que seu rolamento linear experimentará. Você pode então somar todas as forças para determinar a direção e magnitude da força resultante em seu rolamento linear, que pode ser usada para determinar o tamanho mínimo do rolamento linear necessário, embora você deva sempre adicionar um fator de segurança para garantir que sua aplicação não t falhar. Se sua condição de carregamento for bastante dinâmica, pode ser necessário determinar a força resultante em seu rolamento linear em várias condições de carregamento, pois é possível que seu rolamento linear experimente tensão e compressão em diferentes pontos em uma única aplicação.

Especificações de torque

Um torque é uma força de rotação que causa a rotação e é igual à força aplicada vezes a distância perpendicular ao ponto de rotação. Os torques podem ser causados ​​por cargas descentralizadas e / ou desequilibradas. Uma especificação de torque se refere a quanto de um torque desequilibrado o cartucho do rolamento linear pode suportar antes de falhar. As especificações de torque são geralmente listadas para cada eixo e referem-se ao torque máximo em torno desse eixo. Se a especificação de torque sobre cada eixo for diferente, você precisa confirmar como o fornecedor rotulou cada eixo. Para os exemplos abaixo, o eixo x é o eixo de movimento da guia linear, o eixo y é o eixo lateral e o eixo z é o eixo para cima e para baixo. Novamente, pode não ser assim que seu fornecedor rotulou seus eixos e você deve confirmar sua rotulagem.

Torques sobre o eixo X

Torque do rolamento linear sobre o eixo X  

O exemplo acima mostra uma situação em que ocorreria um torque em torno do eixo x. Como o centro de gravidade da carga não está alinhado com o centro de gravidade do cartucho, a carga tentará e fará com que o cartucho gire causando um torque. O centro de gravidade da carga ainda seria perpendicular neste caso. Um torque em torno do eixo x também ocorreria se houvesse uma força de desequilíbrio atuando na carga em uma orientação semelhante ao exemplo acima.

Torques sobre o eixo Y

 Torque do rolamento linear sobre o eixo Y

Um torque em torno do eixo y também pode ser causado quando o centro de gravidade do cartucho e a carga não se alinham, mas, neste caso, o centro de gravidade da carga ainda é paralelo ao trilho do rolamento linear, como Mostrado acima. Esses torques vão tentar virar o cartucho. Um torque em torno do eixo y também ocorreria se houvesse uma força de desequilíbrio atuando na carga em uma orientação semelhante ao exemplo acima.

Torques sobre o eixo Z

Torque de rolamento linear sobre o eixo Z 

Um torque sobre o eixo z provavelmente seria causado por uma força de desequilíbrio que está fora do centro do centro de gravidade, como acima. Este torque tentará fazer com que o cartucho gire ou seja desalojado do trilho.

Determinando Torques

Como com as forças, você precisará determinar todas as forças envolvidas em sua aplicação, bem como a que distância elas atuam no centro de gravidade do cartucho para determinar os torques envolvidos. Novamente, você também pode usar diagramas de corpo livre, como os acima, para visualizar as forças e determinar se elas causarão ou não um torque, bem como a direção desse torque. Embora os exemplos acima sejam simples, sua aplicação pode ser mais complexa e envolver vários torques. Como com as forças, você precisará somar todos os torques de cada eixo para determinar a especificação de torque mínimo para o seu rolamento linear, embora você deva sempre adicionar um fator de segurança.

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