Explicação da Construção de Carris Duros
Um carris duros é uma parte da máquina que é maquinada (ou fundida e retificada) na base da máquina. Também pode ser feito na coluna, no selim ou na mesa. Quando se juntam, as superfícies de contacto da corrediça e da guia formam uma grande área retangular de contacto. Depois de o carril ser maquinado em bruto, é endurecido por têmpera de alta frequência ou ultra-alta frequência até atingir um valor superior a HRC 50. Em seguida, é rectificado ou raspado à mão para ficar direito e plano.
Como o carris e a peça fundida são uma só peça ou estão aparafusados, existe uma grande área de contacto, o que permite uma excelente rigidez de flexão e amortecimento. O movimento é criado pela fricção, que é quando duas superfícies deslizam uma contra a outra. O óleo cria uma película de óleo entre as superfícies e a pressão da água (estática ou dinâmica) suporta a carga.
Explicação da Construção de Carris Linear
Um carris linear é um tipo de guia de rolamento fabricado por empresas especializadas no fabrico de peças para máquinas. O conjunto é constituído por uma liga denominada carril de aço temperado, frequentemente polido, e por um carro de recirculação denominado bloco. No interior do bloco, existem rolamentos de esferas ou rolos cilíndricos que se movem em anel. À medida que este bloco metálico se move, os rolos deslocam-se entre a zona de carga e um canal de retorno, passando de deslizamento a rolamento para reduzir a quantidade de fricção.
As guias linear são aparafusadas à fundição da máquina. As superfícies de contacto dos rolos são mais pequenas do que as das caixas, pelo que a rigidez global depende do tamanho do rolamento, da pré-carga e do espaçamento dos carris paralelos. No entanto, as modernas guias de carris de roletes podem suportar cargas estáticas e dinâmicas surpreendentemente elevadas.
Métricas de Desempenho: Precisão, Velocidade, Carga e Rigidez
Precisão e exatidão – Carris Duros vs. Carris Linear
Os carris rígidos podem ser muito precisos, desde que exista uma película de óleo estável e que o trilho seja corretamente raspado à mão. No entanto, podem, por vezes, colar e escorregar (um processo chamado ‘stiction’) se a lubrificação não for perfeita ou se o objeto partir do estado de repouso. Essa aderência pode dificultar a medição de pequenas alterações de nível, especialmente após um longo período de utilização.
Os carris lineares dificultam muito a aderência ou o deslizamento dos carris. Pré-carregue o carro e verificará que a folga é reduzida; no entanto, o atrito de rolamento permanece o mesmo. Normalmente, as guias de rolos modernas têm uma repetibilidade de ±5 nm sobre 1 mm em centros de maquinação vertical (VMCs) comerciais. No entanto, os carris duros raspados à mão podem desviar-se para ±10 nm à medida que envelhecem, a não ser que os raspe regularmente.
Capacidade de Velocidade – Que Carris se Move Mais Rapidamente?
Os elementos de rolamento podem reduzir o coeficiente de atrito de cerca de 0,1 (para um deslizamento suave em óleo) para cerca de 0,003-0,005. Isto significa que estes carris podem mover-se muito rapidamente, a uma velocidade superior a 60 milímetros por minuto, em carris normais, mas os carris só podem suportar os níveis de tensão que estes carris podem suportar sem se partirem. As máquinas de carris de topo rígido têm normalmente um limite de 15-25 m min-¹ para manter o calor e o desgaste dentro de limites aceitáveis.
Considerações sobre Suporte de Carga e Rigidez
Os carris rígidos são óptimos para cortes pesados porque têm uma grande área de contacto. Quando se trabalha com um molde de aço de 1 tonelada ou se removem aparas de 12 mm de Inconel, é importante que a coluna, o suporte e a mesa resistam a torções e oscilações. Uma caixa retangular distribui a força de corte por uma área mais vasta.
As calhas lineares, especialmente as do tipo esférico, colocam a carga em pontos separados onde se tocam. Carris do tipo rolo podem melhorar a capacidade, mas para corresponder a um carril rígido numa base de 1,5 mm são frequentemente necessários dois carris por eixo, espaçados entre si, juntamente com carrinhos de grandes dimensões e um tampo de mesa espesso.
As Principais Diferenças entre Trilhos Lineares e Trilhos Rígidos
| Característica | Guia Linear (com Rolamento) | Guia Prismática (Box Way) |
| Coeficiente de atrito | 0,003–0,005 (rolamento) | 0,08–0,12 (deslizamento) |
| Velocidade de avanço rápido | 40–120 m/min (típico) | 10–25 m/min (típico) |
| Capacidade de carga estática (por trilho) | Até 150 kN (modelo com roletes) | Até 400 kN (guia prismática grande) |
| Rigidez por mm de curso | Média a alta (depende do tamanho) | Muito alta |
| Absorção de impacto | Média | Excelente |
| Tendência ao stick-slip | Quase zero | Perceptível se faltar filme de óleo |
| Intervalo de lubrificação | 250–500 h (graxa ou óleo leve) | 8–24 h (óleo por salpico ou bomba) |
| Instalação e alinhamento | Parafusou, calçou e pronto | Raspar e ajustar com precisão |
| Custo de retrofit ou troca | Médio: trocar trilho/bloco | Alto: retificar ou raspar tudo de novo |
| Aplicações comuns | Eletrônica, médica, alumínio aeroespacial | Moldes, estamparia, usinagem pesada em aço |
Manutenção e Vida Útil: Qual é a Diferença entre o Carris Duros e o Carri Linear na Utilização Diária?
Exigências de Lubrificação e Padrões de Desgaste
Carris duros: Certifique-se de que tem um fornecimento constante de óleo pressurizado. Se não houver lubrificação suficiente, a superfície da cauda de andorinha pode ficar danificada em poucos minutos. É mais provável que o desgaste se verifique em áreas onde a direção muda. Fazer com que uma peça fique como nova significa, muitas vezes, utilizar uma máquina para a polir e depois aplicar Turcite ou Rulon para fixar a forma. Este é um processo que custa muito dinheiro e muito tempo, e é difícil de realizar.
Carris linear: Periodicamente, precisa de ser lubrificado ou de ter o seu óleo de baixa pressão mudado. As pistas dos rolamentos são endurecidas a 60 HRC+ para reduzir o desgaste do adesivo. Se se desgastar, pode substituir apenas o bloco ou o bloco e a calha, o que muitas vezes é possível em apenas algumas horas.
Ruído e Calor
As guias de rolos são mais silenciosas – muitas pessoas dizem que o movimento de carris rígidos é um “estrondo” a alta velocidade, enquanto os carris lineares fazem um “zumbido” suave. Esta diferença é importante se a sua oficina trabalha em turnos de 18 horas com proteção mínima dos ouvidos.
Análise de Custos: Investimento Inicial vs. Custo Total de Propriedade
- Preço inicial – Um pequeno moinho vertical em forma de caixa pode custar 5-15% mais para fundir, moer e montar do que uma versão linear semelhante. No entanto, guias de rolos e hardware de montagem de alta qualidade podem compensar esse custo extra em velocidades mais altas.
- Custo operacional-À medida que o trilho rígido envelhece, ele usa mais óleo e leva mais tempo para substituir os limpadores. As calhas lineares necessitam de menos lubrificante, mas os blocos duram apenas um tempo limitado, normalmente 2-5 anos em serviço de três turnos.
- Fim de vida útil – A raspagem de uma caixa de 1 m pode implicar custos que ascendem a dezenas de milhares de dólares; a troca de calhas lineares, no entanto, é muitas vezes uma opção mais económica, com um preço que é metade do preço e um restauro da precisão de fábrica de um dia para o outro.
Equívocos Comuns e FAQs
“O carris duros está ultrapassado.” Falso. Os construtores de topo, como a DMG MORI, ainda especificam os box ways em pórticos de cinco eixos que desbastam as longarinas das asas em titânio.
“O carris linear não suporta cargas pesadas.” Meia verdade. As guias do tipo bola são limitadas em termos de carga, mas as guias de rolos com carris de 45 mm excedem a classificação estática de 100 kN – suficiente para muitas operações de moldes.
“As máquinas de carris rígidos vibram sempre menos.” Apenas se a película de óleo for saudável. As caixas de passagem com fome vibram violentamente; as calhas lineares pré-carregadas amortecem de forma excelente os avanços de micro-passo.
“As calhas lineares não necessitam de manutenção.” Necessitam de menos lubrificação, mas ainda assim requerem uma inspeção do raspador e a substituição do carro de poucos em poucos anos.
