Конструктори та інженери зазвичай намагаються уникнути або зменшити тертя в системах лінійного руху. Хоча тертя не завжди є поганим — у деяких випадках воно може забезпечити демпфуючий ефект і допомогти покращити налаштування сервоприводу — коли йдеться про системи лінійного руху, воно збільшує силу, необхідну для переміщення вантажу, створює тепло, збільшує знос і скорочує термін служби.
Системи лінійного руху зазнають тертя з різних джерел, деякі з яких можна зменшити за допомогою проектування та належного обслуговування. Тут ми розглянемо фактори, що сприяють тертю в системах лінійного руху, та обговоримо способи зменшення тертя шляхом вибору компонентів та проектування системи.

Ковзний контакт проти кочення
Один з основних способів зменшення тертя в системах лінійного руху – це використання компонентів з контактом кочення, а не ковзання. Наприклад, ходові гвинти та напрямні підшипники ковзання, які залежать від ковзного руху, природно, відчувають більше тертя, ніж елементи кочення, через більшу площу контакту між несучими поверхнями.
Підшипники з ковзним контактом також відчувають більшу різницю між статичним (пусковим) та динамічним (кінетичним) тертям, що призводить до ефекту, відомого як прилипання-ковзання або стикція. Прилипання-ковзання може призвести до того, що система перевищить своє цільове положення на початку руху через перехід від (вищого) статичного тертя до (нижчого) динамічного тертя.
Геометрія гоночної доріжки

Хоча підшипники кочення мають значно менше тертя, ніж підшипники ковзання, вони не є повністю безтертячими. На тертя в підшипнику кочення впливає низка факторів, багато з яких є властивими конструкції підшипника. Одним з факторів є геометрія доріжки кочення, або тип і площа контакту між тілом кочення та доріжкою кочення.
Підшипники кочення зазвичай використовують одну з двох геометрій доріжок кочення: двоточкову геометрію дуги кола або чотириточкову геометрію готичної арки (хоча існують деякі варіації цих двох конструкцій). Для застосувань з низьким тертям зазвичай перевага надається двоточковій геометрії дуги кола, оскільки вона має менше диференціальне ковзання, а отже, менше тертя, ніж конструкція з чотириточковою готичною аркою.

Рециркуляція

У рециркуляційних кулькових та роликових підшипниках кількість елементів, що несуть навантаження, постійно коливається, коли елементи кочення переходять у зону навантаження та виходять із неї. Це призводить до коливань сили тертя, що може бути шкідливим для високочутливих застосувань, таких як мікрообробка та метрологія. Щоб зменшити ці коливання тертя, виробники рециркуляційних лінійних напрямних (і кулькових гвинтів) доклали значних зусиль у дослідження та розробки для оптимізації компонентів та процесу рециркуляції. Загалом, підшипники вищих класів точності мають більш плавні та стабільні профілі тертя.

Попереднє завантаження

Попередній натяг усуває зазор між підшипником і напрямною (або гайкою і гвинтом), збільшуючи площу контакту між компонентами. Це забезпечує підшипнику вищу жорсткість і зменшує прогин, але також призводить до більшого тертя. Ось чому доцільно використовувати найнижчий рівень попереднього натягу, який може забезпечити необхідну жорсткість і точність.

Ущільнення

З усіх конструктивних та експлуатаційних особливостей лінійних напрямних і гвинтів, найбільше тертя часто створює використання ущільнень. У більшості застосувань лінійні підшипники, що використовують кульки або ролики (рециркулюючі чи ні), потребують ущільнень для утримання мастила та запобігання потраплянню забруднень. А у сильно забруднених середовищах зазвичай потрібні як бічні (латеральні), так і торцеві ущільнення.
Хоча виробники пропонують різноманітні матеріали та типи ущільнень — від ущільнень з невеликим зазором до ущільнень з двосторонніми профілями повного контакту — найефективнішими ущільненнями, звичайно, є ті, які найбільше контактують з напрямною або гвинтовою деталлю. Але більший контакт означає більше тертя. Як і у випадку з попереднім натягом, коли справа доходить до ущільнення, використовуйте варіанти, що підходять для застосування та середовища, але не перестарайтеся.

Змащення

Одна з ключових функцій змащення — зменшення тертя між елементами кочення або ковзання. Але використання надмірної кількості змащення або використання мастила з високою в'язкістю може фактично збільшити тертя. Тому важливо дотримуватися інструкцій виробника та використовувати правильний тип і потрібну кількість мастила.

Радіальні підшипники

Радіальні підшипники присутні практично у всіх системах лінійного руху, підтримуючи обертові компоненти, такі як кулькові або ходові гвинтові вали, або шківи в системах ремінного приводу. Хоча вони відносно малі порівняно з лінійною напрямною або гвинтом, ці радіальні підшипники також створюють тертя, яке слід враховувати під час проектування та визначення розміру системи.