Включая декартовых роботов, портальные системы и XY-столы.

Линейные направляющие и системы обычно подвергаются как линейным силам, возникающим из-за нагрузок, направленных вниз, вверх и в стороны, так и вращательным силам, возникающим из-за консольных нагрузок. Вращательные силы — также называемые моментными силами — обычно определяются как крен, тангаж и рыскание в зависимости от оси, вокруг которой система пытается вращаться.

Для определения крена, тангажа и рыскания в линейных системах сначала необходимо установить три основные оси: X, Y и Z.

Две оси горизонтальной плоскости обычно обозначаются как X и Y, при этом ось X направлена ​​в сторону движения. Ось Y ортогональна (перпендикулярна) направлению движения и также находится в горизонтальной плоскости. Ось Z ортогональна как оси X, так и оси Y, но расположена в вертикальной плоскости. (Чтобы определить положительное направление оси Z, используйте правило правой руки: укажите указательным пальцем направление положительной оси X, затем согните его в направлении положительной оси Y, и большой палец укажет положительное направление оси Z.)

Крен, тангаж и рыскание — это вращательные силы, или моменты, относительно осей X, Y и Z. Как и чисто линейные силы, эти моменты необходимо учитывать при расчете срока службы подшипников или определении пригодности линейной системы для выдерживания статических нагрузок.

Крен: Момент крена — это сила, которая стремится заставить систему вращаться вокруг своей оси X, из стороны в сторону. Хорошим примером крена является вираж самолета.

Тангаж: Момент тангажа стремится заставить систему вращаться вокруг своей оси Y, спереди назад. Чтобы представить себе тангаж, вообразите нос самолета, направленный вниз или вверх.

Рыскание: Рыскание происходит, когда сила пытается заставить систему вращаться вокруг своей оси Z. Чтобы наглядно представить рыскание, вообразите модель самолета, подвешенную на веревке. Если ветер дует под определенным углом, крылья и нос самолета останутся в горизонтальном положении (без крена и тангажа), но он будет вращаться вокруг веревки, на которой подвешен. Это и есть рыскание.

Моменты тангажа и рыскания создают избыточные нагрузки на шарики, расположенные на концах линейного подшипника, — состояние, которое иногда называют краевой нагрузкой.

Как противодействовать моментам крена, тангажа и рыскания

Линейные направляющие и системы обладают большей несущей способностью при чистых линейных усилиях, чем при моментных, поэтому преобразование моментных усилий в линейные может значительно увеличить срок службы подшипников и уменьшить прогиб. Для моментов крена это достигается использованием двух линейных направляющих, соединенных параллельно, с одним или двумя подшипниками на каждой направляющей. Это преобразует моменты крена в чистые нагрузки, направленные вниз и отрывные нагрузки на каждый подшипник.

Аналогично, использование двух подшипников на одной направляющей может устранить моменты, возникающие при изменении тангажа, преобразуя их в чистые нагрузки, направленные вниз и на отрыв, на каждый подшипник. Использование двух подшипников на одной направляющей также компенсирует моменты, возникающие при изменении рыскания, но в этом случае результирующие силы являются боковыми (латеральными) силами на каждый подшипник.