Las guías de rodillos, que utilizan rodillos cilíndricos o en forma de barril en lugar de bolas esféricas como elementos portantes, se asocian normalmente con aplicaciones de máquinas herramienta. Pero las ventajas de rendimiento que los rodillos aportan a los centros de mecanizado también pueden ser útiles en otras aplicaciones. Si está diseñando una máquina o sistema que requiere movimiento lineal, tenga en cuenta estas tres ventajas que ofrecen las guías de rodillos.
1. Mayor capacidad de carga
Cuando se someten a una carga, los rodillos forman un contacto lineal con la superficie de la guía, que es mucho mayor que el contacto puntual que se forma cuando las bolas se someten a una carga. Esto confiere a las guías de rodillos una mayor capacidad de carga que las guías de bolas del mismo tamaño.
Esta mayor capacidad de carga se ve amplificada por la ecuación de vida de los rodamientos de rodillos. En lugar de elevarse a la potencia de 1/3, como en el caso de las guías de bolas, la ecuación de vida útil de las guías de rodillos se eleva a la potencia de 10/3, lo que significa que incluso un pequeño incremento en la capacidad de carga de un rodamiento de rodillos frente a un rodamiento de bolas se traduce en una vida útil mucho mayor para la versión de rodillos.
2. Capacidad para reducir el tamaño
La mayor capacidad de carga y vida útil de los rodamientos de rodillos permite a los diseñadores utilizar rodamientos de uno o dos tamaños más pequeños (por ejemplo, tamaño 25 en lugar de tamaño 45) que los rodamientos de bolas que se necesitarían para conseguir la misma vida útil.
Esta reducción del tamaño de los rodamientos lineales puede ser especialmente beneficiosa en aplicaciones multieje o de pórtico, en las que el ahorro de peso en un eje repercute en los ejes de soporte, con el consiguiente ahorro potencial de decenas de miles de dólares en costes de componentes.
En un sistema cartesiano o de pórtico de tres ejes, la reducción de la masa del eje Z reduce las fuerzas estáticas y dinámicas sobre el eje Y, lo que significa que el eje Y puede reducirse. Lo mismo ocurre con el eje X: si se reduce la masa de los ejes Y y Z, puede reducirse el tamaño del eje X, ya que se reducen las fuerzas que actúan sobre él. Y esta reducción no sólo se aplica a las guías lineales, sino también al mecanismo de accionamiento (motor lineal, husillo de bolas, etc.), al motor y a otros componentes como acoplamientos, cajas de engranajes y portacables. Esto supone un ahorro en costes de material, consumo de energía y espacio.
3. Mayor rigidez
El contacto lineal formado por los rodillos también proporciona una mayor rigidez que el contacto puntual formado por las bolas, que es la razón principal por la que las guías de carril de rodillos se adoptan tan ampliamente en las máquinas herramienta. Sin embargo, Jason Winburn, ingeniero de aplicaciones de Bosch Rexroth, señala que los procesos de impresión que implican prensado, como la impresión flexográfica y la impresión de banda estrecha, también se benefician de la rigidez de las guías de carril de rodillos. Una menor desviación del bloque guía significa una menor desviación del cabezal de impresión, lo que se traduce en una impresión de mayor calidad.
Spangler tiene clientes en la industria de la madera que utilizan guías de rodillos por su mayor rigidez, especialmente en procesos con grandes cargas de choque, como el chapeado. También señala que la estanqueidad es aún más importante en las guías de rodillos que en las de bolas. Esto se debe a que, en una guía de bolas, éstas pueden empujar los residuos fuera de la zona de contacto, ya que sólo tienen contacto puntual con la pista de rodadura. Sin embargo, el contacto lineal que forman los rodillos con la pista de rodadura no deja ningún lugar fuera de la zona de carga para los residuos, por lo que cualquier cantidad de residuos que se introduzca en el rodamiento afectará a la vida útil y al rendimiento.
