Включая декартовых роботов, портальные системы и XY-столы.

Линейные направляющие и системы обычно подвергаются воздействию как линейных сил, возникающих вследствие направленных вниз, вверх и боковых нагрузок, так и вращательных сил, возникающих вследствие действия радиальных нагрузок. Вращательные силы, также называемые моментными силами, обычно определяются как крен, тангаж и рыскание, в зависимости от оси, вокруг которой система пытается вращаться.

Чтобы определить крен, тангаж и рыскание в линейных системах, нам сначала необходимо установить три основные оси: X, Y и Z.

Две оси горизонтальной плоскости обычно обозначаются как X и Y, причём ось X совпадает с направлением движения. Ось Y перпендикулярна направлению движения и также лежит в горизонтальной плоскости. Ось Z ортогональна обеим осям X и Y, но расположена в вертикальной плоскости. (Чтобы определить положительное направление оси Z, воспользуйтесь правилом правой руки: направьте указательный палец в направлении положительного направления X, затем согните его в направлении положительного направления Y, и большой палец укажет положительное направление Z.)

Крен, тангаж и рыскание — это вращательные силы, или моменты, относительно осей X, Y и Z. Как и чисто линейные силы, эти моментные силы необходимо учитывать при расчёте срока службы подшипников или определении способности линейной системы выдерживать статические нагрузки.

Крен: Креновой момент — это сила, которая пытается заставить систему вращаться вокруг оси X из стороны в сторону. Хорошим примером крена является вираж самолёта.

Тангаж: Момент тангажа пытается заставить систему вращаться вокруг оси Y, из стороны в сторону. Чтобы представить себе тангаж, представьте нос самолёта, направленный вниз или вверх.

Рыскание: Рыскание возникает, когда сила пытается заставить систему вращаться вокруг оси Z. Чтобы наглядно представить себе рыскание, представьте модель самолёта, подвешенную на нити. Если ветер дует правильно, крылья и нос самолёта останутся в горизонтальном положении (без крена и тангажа), но он будет вращаться вокруг нити, на которой подвешен. Это и есть рыскание.

Моменты тангажа и рыскания создают избыточную нагрузку на шарики, расположенные на концах линейного подшипника, состояние, иногда называемое краевой нагрузкой.

Как противодействовать моментам крена, тангажа и рыскания

Линейные направляющие и системы обладают большей несущей способностью к чисто линейным силам, чем к моментным силам, поэтому разложение моментных сил в линейные силы может значительно увеличить срок службы подшипников и уменьшить прогиб. Для моментов качения это достигается путем использования двух параллельных линейных направляющих с одним или двумя подшипниками на каждую направляющую. Это преобразует силы моментов качения в чистые нисходящие и отрывающие нагрузки на каждый подшипник.

Аналогичным образом, использование двух подшипников на одной направляющей позволяет устранить силы момента тангажа, преобразуя их в чистые нагрузки, направленные вниз и отрывающие на каждый подшипник. Использование двух подшипников на одной направляющей также противодействует силам момента рыскания, но в этом случае результирующими силами являются боковые (поперечные) силы, действующие на каждый подшипник.