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¿Cuáles son las diferencias entre las guías lineales lisas y las guías lineales enrollables?
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Una guía lineal (o cojinete lineal) es un elemento mecánico que permite el movimiento relativo entre dos superficies, con una superficie que soporta la otra, y una fricción mínima entre las dos. Existen dos tipos básicos de guías lineales: lisas y rodantes. Aunque su función general es la misma, su diseño y rendimiento difieren significativamente.
【Linear guías con plano (deslizante) motion】
Los cojinetes deslizantes son el tipo más sencillo de guía lineal, ya que se basan en el contacto de deslizamiento entre dos superficies. Su construcción puede ser de tipo boxway, cola de milano o eje y buje. Los rodamientos Boxway son capaces de soportar las mayores cargas, mientras que los diseños de cola de milano requieren un mecanizado y ensamblaje menos preciso. Los bujes de cojinetes lisos son fáciles de fabricar e instalar, pero sus ejes sin soporte les proporcionan una capacidad de carga limitada y los hacen vulnerables a la deflexión.
Mientras que las superficies metálicas proporcionan la mayor rigidez y capacidad de carga, los cojinetes lisos también pueden estar hechos de plástico o de materiales compuestos para una alta resistencia a la corrosión y a las propiedades lubricantes inherentes. Es importante tener en cuenta que el contacto de deslizamiento debe ser siempre entre materiales diferentes, siendo uno de los elementos más duro que el otro. Esto permite que el desgaste se concentre en el elemento más blando.
Los cojinetes lisos tienen un alto coeficiente de fricción, típicamente de 0,05 a 0,1, en comparación con los cojinetes de elementos rodantes. Pero, a diferencia de los elementos rodantes, pueden soportar cargas de choque y vibraciones sin dañar significativamente las superficies. Los cojinetes lisos también son menos sensibles a la contaminación y rara vez experimentan fallos catastróficos.
【Linear guías con rodamiento motion】
Las guías lineales de elementos rodantes añaden bolas o rodillos entre las dos superficies de apoyo. Los rodamientos pueden ser recirculantes (guías de raíles perfilados o guías de casquillos lineales / guías de rodamientos lineales) o no recirculantes (guías de rodillos de levas o carros de rodillos cruzados). Los diseños de recirculación permiten un movimiento ilimitado a lo largo de la longitud del carril guía o del eje, donde los diseños sin recirculación están limitados en carrera por la longitud del rodamiento.
Una ventaja significativa de las guías lineales de elementos rodantes es su bajo coeficiente de fricción, que suele ser de 0,005 a 0,01. Debido a que están hechos de acero para rodamientos, tienen capacidades de carga mucho más altas y pueden ser precargados para una rigidez muy alta. Sin embargo, la precarga aumenta la fricción y debe tenerse en cuenta al dimensionar las guías lineales de los elementos rodantes.
Mientras que los casquillos de fricción pueden fabricarse con una amplia variedad de materiales, la diversidad de los rodamientos para elementos rodantes tipo carril perfilado se encuentra en las geometrías de las pistas y en las disposiciones de las pistas de rodadura. La geometría de la vía define cómo los elementos rodantes entran en contacto con las pistas de rodadura. Las geometrías de las vías férreas perfiladas pueden ser de arco circular, que proporciona una menor fricción, o de arco gótico, que proporciona mayores capacidades de momento. Además, la disposición de las pistas de rodadura en el carril perfilado puede ser cara a cara o espalda a espalda. La disposición cara a cara tiene la misma capacidad de carga en todas las direcciones, mientras que la disposición espalda con espalda proporciona una mayor capacidad de momentos de torsión.
La determinación de la vida útil de las guías lineales de elementos rodantes se realiza calculando la vida útil del rodamiento L10, que es una predicción teórica, pero formulada estadísticamente, de la distancia que el rodamiento puede recorrer antes de alcanzar su vida de fatiga. La vida útil del L10 se basa en el tipo y la magnitud de la carga, aunque factores ambientales como los choques, las vibraciones y la contaminación pueden reducir la vida útil de los rodamientos de elementos rodantes.
