Existem poucas aplicações de movimento linear onde a carga está perfeitamente centrada no rolamento de suporte. Por outro lado, a maioria das aplicações envolve cargas cantilever, o que significa que elas são deslocadas do rolamento e induzem uma carga momentânea.
Neste contexto, o termo “rolamento” pode significar um único mancal ou um sistema de mancais, por exemplo dois trilhos em paralelo, com dois mancais cada, que juntos suportam uma carga.
O momento causado por uma carga cantilever (ou força motriz) produz duas forças de reação no rolamento de magnitudes iguais e opostas. Estas forças de reação, multiplicadas pelo coeficiente de atrito do rolamento, determinam as forças de atrito que se opõem ao movimento do rolamento. Para que o rolamento se mova, a força motriz deve ser maior que as forças de atrito; caso contrário, ocorrerá emperramento ou falta de movimento. A solução para superar a restrição não é aplicar uma força motriz maior.
A solução reside no que é comumente chamado de proporção de 2:1 (também conhecida como “regra 2:1” ou “rácio vinculativo”).
A proporção de 2:1 é a relação entre o comprimento do rolamento e a distância que a carga cantilever (ou força motriz) está do rolamento. Na realidade, a proporção 2:1 nem sempre é 2:1. Conforme mostrado pela equação abaixo, a relação aceitável entre a distância do braço de momento (D 1 ) e o comprimento do rolamento (L 1 ) que evitará a gripagem depende do coeficiente de atrito do rolamento (μ).
Usando o coeficiente de atrito geralmente aceito de 0,25 para mancais de deslizamento, a relação é de 2:1. Se o coeficiente de atrito for inferior, por exemplo a 0,10, a relação será de 5:1. E se for maior, em 0,50, por exemplo, a proporção passa a ser de 1:1.
É por isso que os rolamentos recirculantes raramente apresentam problemas de ligação com cargas cantilever: seu coeficiente de atrito é geralmente em torno de 0,001, portanto, a relação aceitável entre a distância do braço de momento e o comprimento do rolamento é de 500: 1.
Conforme mencionado acima, quando a relação 2:1 é excedida, a aplicação de mais força motriz não fará com que o rolamento se mova. As únicas maneiras de neutralizar a restrição são 1) reduzir a distância do braço de momento, 2) aumentar o comprimento do rolamento ou 3) reduzir o coeficiente de atrito.
Uma importante diretriz de projeto para sistemas de mancais lisos é a seguinte: Quando dois trilhos ou eixos são usados (como no arranjo de 2 trilhos e 4 mancais mostrado abaixo), os mancais montados no trilho estão mais próximos do cantilever de carga (ou do acionamento). força motriz) devem ser fixos e os rolamentos montados no trilho mais distante da carga cantilever (ou força motriz) devem estar flutuando. O arranjo flutuante fixo permite que o sistema de rolamento compense pequenos desalinhamentos e ajuda a evitar desgaste desnecessário.
Em um arranjo de 2 trilhos e 4 rolamentos, os dois rolamentos mais próximos da carga cantilever ou da força motriz devem ser fixos e os outros rolamentos devem estar flutuantes.
