Los diseñadores e ingenieros suelen intentar evitar o mitigar la fricción en los sistemas de movimiento lineal.Aunque la fricción no siempre es mala (en algunas aplicaciones, puede proporcionar un efecto de amortiguación y ayudar a mejorar el ajuste del servo), cuando se trata de sistemas de movimiento lineal, aumenta la cantidad de fuerza requerida para mover una carga, genera calor, aumenta el desgaste, y reduce la vida.
Los sistemas de movimiento lineal experimentan fricción de diversas fuentes, algunas de las cuales pueden mitigarse mediante el diseño y el mantenimiento adecuado.Aquí, veremos los factores que contribuyen a la fricción en los sistemas de movimiento lineal y discutiremos formas de reducir la fricción mediante la selección de componentes y el diseño del sistema.

Contacto deslizante versus rodante
Una de las principales formas de reducir la fricción en los sistemas de movimiento lineal es utilizar componentes con contacto rodante, en lugar de deslizante.Por ejemplo, los tornillos de avance y las guías de cojinetes deslizantes, que dependen del movimiento deslizante, experimentan naturalmente una mayor fricción que los elementos rodantes, debido a la mayor área de contacto entre las superficies de carga.
Los rodamientos con contacto deslizante también experimentan una mayor diferencia entre la fricción estática (arranque) y dinámica (cinética), lo que conduce a un efecto conocido como stick-slip o fricción.El stick-slip puede hacer que un sistema sobrepase su posición objetivo al inicio del movimiento, debido a la transición de una fricción estática (mayor) a una fricción dinámica (menor).
Geometría de la pista de rodadura

Aunque los rodamientos de elementos rodantes tienen una fricción mucho menor que los de tipo deslizante, no están completamente libres de fricción.Varios factores, muchos de ellos inherentes al diseño del rodamiento, contribuyen a la fricción en un rodamiento con elementos rodantes.Un factor es la geometría de la pista de rodadura, o el tipo y área de contacto entre el elemento rodante y la pista de rodadura.
Los rodamientos suelen utilizar una de dos geometrías de pista: geometría de arco circular de dos puntos o geometría de arco gótico de cuatro puntos (aunque existen algunas variaciones de estos dos diseños).Para aplicaciones de baja fricción, normalmente se prefiere la geometría de arco circular de dos puntos, porque experimenta menos deslizamiento diferencial y, por lo tanto, menor fricción que el diseño de arco gótico de cuatro puntos.

Recirculación

En los rodamientos de bolas y de rodillos con recirculación, el número de elementos que soportan la carga fluctúa continuamente a medida que los elementos rodantes entran y salen de la zona de carga.Esto provoca variaciones en la fuerza de fricción, lo que puede ser perjudicial para aplicaciones altamente sensibles como el micromecanizado y la metrología.Para reducir estas variaciones de fricción, los fabricantes de guías lineales de recirculación (y husillos de bolas) han realizado importantes esfuerzos de investigación y desarrollo para optimizar los componentes y el proceso de recirculación.En general, los rodamientos de clases de mayor precisión tienen perfiles de fricción más suaves y consistentes.

Precarga

La precarga elimina la holgura entre el rodamiento y la guía (o la tuerca y el tornillo) al aumentar el área de contacto entre los componentes.Esto proporciona al rodamiento una mayor rigidez y reduce la deflexión, pero también genera una mayor fricción.Por este motivo es aconsejable utilizar el nivel de precarga más bajo que pueda proporcionar la rigidez y precisión requeridas.

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De todas las características de diseño y funcionamiento de las guías lineales y los tornillos, la que suele contribuir con la mayor fricción es el uso de sellos.En la mayoría de las aplicaciones, los rodamientos lineales que dependen de bolas o rodillos (ya sean con recirculación o no) requieren sellos para mantener la lubricación y evitar la entrada de contaminantes.Y en entornos altamente contaminados, normalmente se requieren sellos laterales (laterales) y de extremo.
Si bien los fabricantes ofrecen una variedad de materiales y tipos de sellos, desde sellos con una ligera holgura hasta aquellos con perfiles de contacto total de doble cara, los sellos más efectivos son, por supuesto, aquellos que hacen mayor contacto con la guía o el componente de tornillo.Pero más contacto significa más fricción.Al igual que con la precarga, a la hora de sellar, utilice las opciones que sean apropiadas para la aplicación y el entorno, pero no se exceda.

Lubricación

Una de las funciones clave de la lubricación es reducir la fricción entre elementos rodantes o deslizantes.Pero usar demasiada lubricación o usar un lubricante con alta viscosidad en realidad puede aumentar la fricción.Por eso es importante seguir las instrucciones del fabricante y utilizar el tipo y la cantidad adecuados de lubricante.

Rodamientos radiales

Los rodamientos radiales están presentes en prácticamente todos los sistemas de movimiento lineal y soportan componentes giratorios como ejes de bolas o tornillos de avance o poleas en sistemas de transmisión por correa.Aunque son relativamente pequeños en comparación con una guía lineal o un tornillo, estos cojinetes radiales también introducen fricción que debe tenerse en cuenta durante el diseño y dimensionamiento del sistema.