Il dimensionamento di un cuscinetto a sfere per movimenti lineari è determinato dai requisiti in termini di capacità di carico, durata e sicurezza di esercizio.

La capacità di carico viene espressa da:

• coefficiente di carico dinamico C
• coefficiente di carico statico C₀.

Il calcolo dei coefficienti di carico statico e dinamico delle tabelle dimensionali si basa su DIN 636-1.

La durata nominale L viene raggiunta o superata dal 90 % di una quantità sufficiente di cuscinetti uguali prima che si verifichino i primi segni di affaticamento del materiale.

La durata di esercizio è la durata effettivamente raggiunta dalla guida. La durata di esercizio può divergere nettamente dalla durata calcolata.

Fattori che possono portare a un guasto precoce dovuto a usura o affaticamento:

• Disallineamento tra gli alberi o gli elementi di guida
• Contaminazione
• Lubrificazione insufficiente
• Movimenti oscillanti con corse molto brevi (falsa brinellatura)
• Vibrazioni a guida ferma (falsa brinellatura).

A causa della molteplicità delle condizioni di montaggio e di funzionamento è impossibile determinare a priori in maniera precisa la durata d’esercizio di una guida per alberi. Il metodo più sicuro per eseguire una stima attendibile della durata d’esercizio è il confronto con situazioni di montaggio simili.

Il coefficiente di sicurezza statica S₀ indica la sicurezza rispetto a deformazioni permanenti del cuscinetto e viene calcolato con l’equazione seguente.

Per i cuscinetti a sfere per movimenti lineari KH e KN..-B S₀ deve essere ≧ 4!

Per quanto riguarda la precisione delle guide e la silenziosità si ritiene ammissibile S₀ ≧ 2! Per S₀ ＜ 2 rivolgersi ai tecnici INA!

I coefficienti di carico riportati nelle tabelle dimensionali valgono soltanto se un albero rettificato (R_a0,3) e temprato (minimo670 HV) funge da pista di rotolamento.

Se si utilizzano alberi con una durezza superficiale inferiore di 670 HV (ad esempio alberi in X46 oppure X90), si deve tenere conto di un fattore di durezza, vedi equazioni e figura 1.

Il coefficiente di carico effettivo di un cuscinetto a sfere per movimenti lineari dipende dalla direzione del carico rispetto alla posizione delle corone di sfere:

• Il coefficiente di carico minimo C_min e C_0 min risulta nella posizione di Zenith, figura 2
• Il coefficiente di carico massimo C_max e C_0 max risulta nella posizione di simmetria, figura 2.

Se i cuscinetti vengono montati in posizione simmetrica, si può sfruttare il coefficiente di carico massimo. Se è impossibile effettuare tale montaggio o se la direzione del carico non è definita, si deve effettuare il calcolo con il coefficiente di carico minimo.

Per i cuscinetti e le unità di supporto in cui la posizione di montaggio delle corone di sfere è definita, i coefficienti di carico C e C₀ si riferiscono alla direzione di carico principale, figura 3. Per direzioni di carico diverse, i coefficienti di carico effettivo sono desumibili dai fattori di direzione del carico in figura 4 fino a figura 21.

Se la posizione di montaggio delle corone di sfere non è definita, vengono indicati i coefficienti di carico minimi.

I coefficienti di carico delle tabelle dimensionali sono definiti nel modo seguente:

• Per KH, KN-B, KS, KB e KBS valgono i coefficienti di carico minimo e massimo secondo figura 2.
• Per KNO-B, KSO e KBO valgono i coefficienti di carico nella direzione principale del carico. Per direzioni di carico diverse vedere figura 4 fino a figura 13.

I coefficienti di carico delle tabelle dimensionali sono definiti nel modo seguente:

Per le unità  KGHK, KTHK, KGHW, KGHWT vale il coefficiente di carico minimo.

Per le unità KGN, KTN, KTFN, KGNS, KTNS e le unità aperte KGNO, KTNO, KGNC, KGNOS, KTNOS, KGNCS vale il coefficiente di carico nella direzione principale del carico. Per direzioni di carico diverse vedere figura 10 fino a figura 13.

Per la serie pesante vale il coefficiente di carico nella direzione principale del carico. Per direzioni di carico diverse vedere figura 14 fino a figura 17.

Per le unità KGB, KGBA, KTB, KGBS, KGBAS vale il coefficiente di carico minimo.

Per le unità aperte KGBO, KGBAO vale il coefficiente di carico nella direzione principale del carico. Per direzioni di carico diverse vedere figura 20 e figura 21.

I fattori in figura 4 fino a figura 13 tengono conto del seguente:

La qualità di funzionamento e la durata d’esercizio dei cuscinetti a sfere per movimenti lineari viene influenzata dal disallineamento dell’albero. Per questo motivo le guide realizzate con un solo albero dovrebbero avere almeno due cuscinetti e le guide con due alberi almeno tre cuscinetti.

A causa di flessioni dell’albero, non è sempre possibile evitare un disallineamento, figura 22. L’effetto del disallineamento viene considerato tramite fattori di carico, figura 23 e figura 24.

I cuscinetti a sfere per movimenti lineari KN-B, KNO-B, KS e KSO e le unità di supporto a sfere per movimenti lineari con questi cuscinetti sono autoallineanti. Compensano disallineamenti fino a ±30 minuti angolari (KN-B e KNO-B) oppure ±40 minuti angolari (KS e KSO) senza compromettere la capacità di carico.