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Conceptos básicos de movimiento lineal: 13 temas fundamentales que debe conocer

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Estos conceptos básicos pueden ayudarle a tomar decisiones de diseño más sólidas y rentables.

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Grados de libertad

Algunos sistemas multieje pueden tener seis grados de libertad y siete (o más) ejes de movimiento. Este artículo explica la diferencia entre "ejes de movimiento" y "grados de libertad", y por qué es importante.

Sistemas de coordenadas cartesianas y polares

En el movimiento lineal, solemos utilizar el sistema de coordenadas cartesianas, pero algunas aplicaciones, especialmente las que utilizan robots articulados, utilizan el sistema de coordenadas polares. En este artículo sobre los fundamentos del movimiento lineal, explicamos cómo funciona cada sistema de coordenadas, las diferencias entre ellos y cómo convertir de un sistema a otro.

Momento o par: ¿qué quiero?

Una fuerza aplicada a distancia puede crear un momento o un par. Una fuerza de momento es estática, mientras que el par de torsión hace que un componente gire, por lo que es importante conocer la diferencia entre ellos y lo que causa cada uno.

Balanceo, cabeceo y guiñada

Las fuerzas de rotación se definen como balanceo, cabeceo y guiñada, según el eje alrededor del cual gira el sistema. En el caso de las guías lineales, las fuerzas de balanceo, cabeceo y guiñada pueden provocar desviaciones y errores de movimiento.

Tensiones de contacto Hertz

Cuando dos superficies de diferente radio están en contacto y se aplica una carga, se forma un área de contacto muy pequeña, y las superficies experimentan tensiones de contacto Hertz, que tienen un efecto significativo en la capacidad de carga dinámica de un rodamiento y en la vida L10.

Conformidad de la bola

La ubicación y la forma del área de contacto entre una bola (o rodillo) y una pista de rodadura están determinadas por el grado de conformidad entre las superficies. Es importante comprender la conformidad de la bola, ya que está estrechamente relacionada con la cantidad de tensión de contacto en Hertz que experimenta un rodamiento.

Deslizamiento diferencial

Debido a que el área de contacto entre una bola (o rodillo) portadora de carga y su pista de rodadura es una elipse, la velocidad varía en diferentes puntos a lo largo del área de contacto, haciendo que la bola o el rodillo experimenten un deslizamiento en lugar de un movimiento de rodadura puro. Este deslizamiento diferencial está directamente relacionado con la fricción, el calor y la vida útil del rodamiento.

Tribología: Fricción, lubricación y desgaste

La lubricación ayuda a reducir la fricción en los rodamientos lineales, que es la causa principal del desgaste y, en muchos casos, del fallo. La tribología es el estudio de la fricción, la lubricación y el desgaste, y explica la compleja relación entre ellos.

Tensiones y deformaciones

Las cargas de tensión y compresión en los sistemas de movimiento lineal provocan tensiones y deformaciones en los materiales. Estos conceptos son especialmente importantes en el caso de componentes como las fijaciones, que pueden alcanzar su límite de fluencia o de resistencia a la tracción antes de que se produzcan otros signos de daño en un sistema.

Rigidez y deflexión

La deflexión en los sistemas de movimiento lineal puede provocar la desalineación de los componentes, un exceso de fuerzas y un desgaste y fallo prematuros. En este artículo, veremos cómo se relacionan la rigidez y la deflexión de un material, y cómo difiere la rigidez de la resistencia.

Torsión

Los ejes de los husillos de bolas, las poleas, las cajas de engranajes y los motores pueden experimentar una torsión significativa, lo que provoca tensiones y deformaciones por cizallamiento en el eje. Este artículo explica los efectos de la tensión y la deformación por cizallamiento y cómo determinar cuándo un eje cederá.

Dureza del material

La dureza de un eje o de la superficie del rodamiento desempeña un papel fundamental en su capacidad de carga y su vida útil. En este artículo, explicamos los diferentes métodos para probar y definir la dureza.

Inercia frente a impulso

Dos términos comúnmente intercambiados en el movimiento lineal son "inercia" y "momento", pero tienen efectos diferentes en el rendimiento de un sistema. Este artículo sobre los fundamentos del movimiento lineal explica la diferencia entre ellos y cómo se utiliza cada uno en el diseño y el dimensionamiento del movimiento lineal.