¿En qué te basas a la hora de elegir un conjunto de movimiento lineal de guía perfilada?
En el día a día, en la tarea de dimensionar/diseñar un conjunto mecánico que incluya y requiera de un guiado lineal, es habitual poner el foco en una serie de datos, en los que nos basamos para determinar uno u otro tipo.
En función a las fuerzas, su ubicación y dirección, a la velocidad o a los ciclos de trabajo que tenga la aplicación sobre la que se trabaja, optamos por un tamaño u otro de guía, por un elemento rodante u otro.
Como norma general, utilizaremos:
- Bolas para aplicaciones más dinámicas y con menos cargas
- Rodillos cuando se busca rigidez en el sistema y se ha de soportar cargas más elevadas.
No es erróneo este planteamiento y que en casos sencillos obtendremos la respuesta deseada.
Pero existe el riesgo de errar en un gran número de aplicaciones si solo aplicamos esta premisa.
Los cálculos de dimensionamiento previo nos dan los datos sobre los que nos basamos para realizar dicha selección. Obtenemos un factor de seguridad determinado, horas de vida estimadas del conjunto, etc. Pero adentrándonos un poco más en el sistema, podemos estudiar también, cómo trabajan los elementos rodantes sobre la guía, y de esta manera lograr un mejor comportamiento de todo el conjunto.
La geometría de la pista de rodadura
Uno de los factores más importantes que hay que tener en cuenta a la hora de seleccionar un conjunto de movimiento lineal de guía perfilada, es La geometría de la pista de rodadura y cómo se posicionan los elementos rodantes sobre la pista incide sobre factores como la fricción, la rigidez o la capacidad de carga.
Existen diferentes disposiciones en el mercado dependiendo del fabricante, pero son dos las que más presencia tienen:
- Disposición en “O”
- Disposición en “X”.
Las formas que provocan las líneas de contacto entre los elementos rodantes son las que determinan el nombre de cada una de ellas. Como se puede observar en la siguiente figura:
Ambas disposiciones absorben de igual manera cargas en todas las direcciones (figura 2).
La diferencia estriba en cómo se comporta cada una de ellas cuando existen cargas desplazadas y se generan momentos de vuelco. Esto no es tema menor, ya que la gran mayoría de aplicaciones presentan en mayor o menor medida cargas desplazadas.
Como puede observarse en la figura 1, la distancia indicada por la cota as es mayor en la disposición en “O”. Esta disposición es la que mejor soporta los diferentes momentos que puedan generarse en cualquier aplicación, independientemente del elemento rodante seleccionado.
Los sistemas de disposición en “O” parecen, por lo tanto, los más adecuados también para configuraciones de una única guía.
Sin embargo, la disposición en “X” permite soportar ligeras inexactitudes en la superficie de montaje.
Arco circular y arco gótico
Podemos ir un paso más allá, y analizar de qué opciones disponemos en los sistemas de bolas.
Existen sistemas de una hilera de bolas, de dos hileras, de cuatro…incluso de seis.
Esto, en muchos casos, condiciona el tipo de arco de la pista de rodadura sobre el que trabajan las bolas como veremos a continuación.
Hay tres tipos diferentes de arcos: arco circular, arco gótico y arco gótico desplazado. Nos centraremos en los dos primeros, ya que el tercero es una rara avis de uso poco habitual.
Arco circular
El rasgo principal de este tipo de arco es que permite que las bolas hagan contacto con la pista de rodadura en dos puntos.
En este tipo de arco, casi la mitad del diámetro de la bola está en permanente contacto con la pista.
Este diseño, está ligado a los conjuntos de 4 hileras de bolas o más, con el objetivo de soportar mejor las cargas de empuje o aceleración.
¿Los beneficios?
- Menor fricción que otras geometrías
- Mejor comportamiento ante cargas más altas.
- Mejor disposición a la absorción de pequeños errores de montaje que provocan ligeras desalineaciones.
Arco gótico
El más habitual en los sistemas de dos hileras de bolas y también, en los tamaños más pequeños.
Estos tipos, conocidos coloquialmente como conjuntos en miniatura y utilizados asiduamente en el sector médico y farmacéutico, o la industria de fabricación de semiconductores.
Las principales características de estos sistemas son:
- Tienen cuatro puntos de contacto entre el elemento rodante y la pista, mayor fricción entre pista y bola (hasta un 60% del diámetro de la bola), condición para obtener una mayor rigidez.
- Peor comportamiento ante las posibles descompensaciones, que en el montaje, puedan producirse por un asiento imperfecto.
- Capacidad de carga inferior al arco circular, en la comparativa entre tamaños iguales, pero puede soportar cargas en todas las direcciones y más adecuados para aplicaciones en las que se generen importantes momentos de vuelco.
En definitiva, podemos hilar fino y seleccionar el conjunto de guiado lineal más adecuado para un nuevo diseño, o estudiar con detalle qué problema ocurre en una instalación con rotura prematura y reiterada de los patines y las guías.
En Dexis Ibérica, disponemos de un equipo de especialistas en movimiento lineal enfocados a la búsqueda de soluciones para los fabricantes de primeros equipos, así como, a la implantación de mejoras en maquinaría antigua o con un funcionamiento deficiente.
El trabajo conjunto durante muchos años con los fabricantes de sistemas de movimiento lineal, nos aporta la experiencia necesaria para afrontar los retos que se plantean en cualquier sector industrial.
Trabajar con las mejores marcas, nos brinda la posibilidad de ofrecer la mayor calidad, pero también, y a propósito de este contexto, la variedad de opciones expuestas en los párrafos anteriores con el único objetivo de colaborar y ofrecer soluciones confiables.
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