Nozioni di base sul movimento lineare: 13 argomenti fondamentali da conoscere

Questi concetti fondamentali possono aiutarvi a fare scelte di design più robuste e convenienti.

Gradi di libertà

Alcuni sistemi multiasse possono avere sei gradi di libertà e sette (o più) assi di movimento. Questo articolo spiega la differenza tra "assi di movimento" e "gradi di libertà", e perché è importante.

Sistemi di coordinate cartesiane contro polari

Nel movimento lineare, usiamo tipicamente il sistema di coordinate cartesiane, ma alcune applicazioni - in particolare quelle che usano robot articolati - usano il sistema di coordinate polari. In questo articolo sulle basi del moto lineare, spieghiamo come funziona ogni sistema di coordinate, le differenze tra loro e come convertire da un sistema all'altro.

Momento o coppia - cosa voglio?

Una forza applicata a distanza può creare un momento o una coppia. Una forza momento è statica, mentre la coppia fa ruotare un componente, quindi è importante conoscere la differenza tra loro e ciò che causa ciascuno.

Rotazione, beccheggio e imbardata

Le forze rotazionali sono definite come rollio, beccheggio e imbardata, in base all'asse attorno al quale ruota il sistema. Per le guide lineari, le forze di rollio, beccheggio e imbardata possono causare deflessioni ed errori nel movimento.

Sollecitazioni di contatto Hertz

Quando due superfici di raggio diverso sono in contatto e viene applicato un carico, si forma un'area di contatto molto piccola e le superfici subiscono le sollecitazioni di contatto di Hertz, che hanno un effetto significativo sulla capacità di carico dinamico di un cuscinetto e sulla durata L10.

Conformità delle sfere

La posizione e la forma dell'area di contatto tra una sfera (o un rullo) e una pista è determinata dalla quantità di conformità tra le superfici. Capire la conformità delle sfere è importante, poiché è strettamente legata alla quantità di stress da contatto in Hertz che un cuscinetto sperimenta.

Slittamento differenziale

Poiché l'area di contatto tra una sfera portante (o un rullo) e la sua pista è un'ellisse, la velocità varia in diversi punti lungo l'area di contatto, causando lo slittamento della sfera o del rullo piuttosto che il puro movimento di rotolamento. Questo slittamento differenziale è direttamente collegato all'attrito, al calore e alla durata del cuscinetto.

Tribologia: Attrito, lubrificazione e usura

La lubrificazione aiuta a ridurre l'attrito nei cuscinetti lineari, che è la causa principale dell'usura e, in molti casi, del fallimento. La tribologia è lo studio dell'attrito, della lubrificazione e dell'usura, e spiega la complessa relazione tra di essi.

Sforzo e deformazione

I carichi di tensione e compressione nei sistemi di movimento lineare portano a stress e deformazione nei materiali. Questi concetti sono particolarmente importanti per componenti come gli elementi di fissaggio, che possono raggiungere il loro punto di snervamento o il limite di resistenza alla trazione prima che si verifichino altri segni di danno in un sistema.

Rigidità e deflessione

La deflessione nei sistemi di movimento lineare può portare al disallineamento dei componenti, a forze eccessive, all'usura prematura e alla rottura. In questo articolo, vediamo come la rigidità e la deflessione di un materiale sono correlate, e come la rigidità differisce dalla resistenza.

Torsione

Gli alberi delle viti a ricircolo di sfere, delle pulegge, dei riduttori e dei motori possono subire una torsione significativa, che causa sollecitazioni di taglio e deformazione di taglio nell'albero. Questo articolo spiega gli effetti dello sforzo di taglio e della deformazione di taglio e come determinare quando un albero cede.

Durezza del materiale

La durezza di un albero o della superficie di un cuscinetto gioca un ruolo chiave nella sua capacità di carico e nella sua durata. In questo articolo, spieghiamo i diversi metodi per testare e definire la durezza.

Inerzia contro momento

Due termini comunemente scambiati nel movimento lineare sono "inerzia" e "quantità di moto", ma hanno effetti diversi sulle prestazioni di un sistema. Questo articolo di base sul movimento lineare spiega la differenza tra i due termini e come ciascuno di essi viene utilizzato nella progettazione e nel dimensionamento del movimento lineare.