Precessão (mecânica) - Precession (mechanical)
A precessão é o processo de uma peça redonda em um orifício redondo, girando em relação uma à outra, em que a parte interna começa a rolar em torno da circunferência do orifício externo, em uma direção oposta à rotação. Isso é causado por muita folga entre eles e uma força radial na peça que muda constantemente de direção. O sentido de rotação da parte interna é oposto ao sentido de rotação da força radial.
Em uma máquina rotativa, como motor, trem de engrenagens, etc., precessão pode ocorrer quando existe muita folga entre um eixo e uma bucha , ou entre as raças e elementos rolantes em rolos e rolamentos de esferas . Freqüentemente, resultado de desgaste, lubrificação inadequada (muito pouca ou muito fina) ou falta de engenharia de precisão , essa precessão geralmente é acompanhada por vibração excessiva e um ruído audível de fricção ou zumbido. Isso tende a acelerar o processo de desgaste, possivelmente levando à fragmentação , escoriação ou falsa formação de bolhas (desgaste por atrito) das superfícies de contato.
Em peças estacionárias em um objeto em rotação, como um parafuso rosqueado em um orifício, porque a carga lateral ou radial muda constantemente de posição durante o uso, essa força lateral se traduz em uma força de rolamento que se move em direção oposta à direção de rotação. Isso pode fazer com que as peças roscadas se apertem ou se soltem sob uma carga, dependendo da direção da rotação, normalmente com uma força que pode exceder em muito o torque típico de uma chave inglesa. Por exemplo, este é um problema comum em pedais de bicicleta, portanto, em quase todas as bicicletas construídas após a década de 1930, o pedal esquerdo é equipado com roscas para a esquerda (para trás), para evitar que se desenrosque durante a condução.
Esta precessão é um processo puramente devido às forças de contato e não depende da inércia e não é inversamente proporcional à taxa de rotação. É completamente alheio à precessão livre de torque e induzida por torque .
Exemplos
A precessão causada pelo atrito pode fazer com que as fixações sob grandes cargas de torque se soltem.
Porcas de automóveis
Os automóveis também usaram porcas com rosca esquerda nas rodas do lado esquerdo, mas agora usam porcas com rosca cônica, que não precessam.
Pedais de bicicleta
Os pedais da bicicleta são rosqueados à esquerda na manivela esquerda para que a precessão aperte o pedal em vez de afrouxá-lo. Isso pode parecer contra-intuitivo, mas o torque exercido devido à precessão é várias ordens de magnitude maior do que o causado por um rolamento do pedal emperrado.
Para um pedal, uma carga rotativa surge da força de pedalada para baixo em um fuso girando com sua manivela, fazendo com que a força predominantemente para baixo gire efetivamente em torno do fuso do pedal, oposta à rotação do pedal. O que pode ser menos evidente é que mesmo as peças bem ajustadas têm folga relativa devido à sua elasticidade, os metais não sendo materiais rígidos como é evidente nas molas de aço. Sob carga, micro deformações, suficientes para causar movimento, ocorrem nessas juntas. Isso pode ser visto nas marcas de desgaste onde os fusos dos pedais assentam nas faces da manivela. "
As unidades de eixo Shimano SPD, que podem ser desparafusadas do corpo do pedal para manutenção, têm uma rosca à esquerda onde a unidade de eixo é aparafusada no pedal direito; o caso oposto da interface pedal-manivela. Caso contrário, a precessão do corpo do pedal em torno do eixo tenderia a desenroscar um do outro.
Parênteses inferiores de bicicleta
Os suportes inferiores da bicicleta com rosca inglesa são rosqueados à esquerda no lado direito (geralmente de direção) na carcaça do suporte inferior . Isso é o oposto de pedais em pedivelas porque o sentido do movimento relativo entre as partes é oposto. (Os suportes inferiores roscados em italiano e francês têm rosca à direita em ambos os lados.)
Rodas dentadas de bicicleta
As rodas dentadas estriadas precessam contra qualquer anel de travamento aparafusado no cubo livre. A Shimano usa um anel de travamento com travas para segurar as rodas dentadas do cassete no lugar e isso resiste à precessão. Sturmey-Archer já usou rodas dentadas de 12 estrias para cubos de corrida de 2 e 3 velocidades, e estas foram fixadas com uma trava de rosca esquerda pelo mesmo motivo. ( As bicicletas de engrenagem fixa também usam um travamento com rosca à esquerda, mas isso não é devido à precessão; é apenas para garantir que o travamento tende a apertar, caso a roda dentada comece a se desparafusar.)
Rolamentos em transmissões manuais
Uma engrenagem suportada por rolamento em uma transmissão manual gira sincronizadamente com seu eixo devido ao engate da engrenagem dentada. Nesse caso, a pequena folga diametral no rolamento irá induzir a precessão do grupo de rolos em relação à engrenagem, atenuando qualquer atrito que ocorra se os mesmos rolos de rolamento sempre empurrarem contra o mesmo ponto na engrenagem. Normalmente, a 4ª e a 5ª marchas têm recursos de indução de precessão, enquanto as da 1ª à 3ª podem não ter, já que os carros passam menos tempo nessas marchas. A falha de transmissão devido à falta de precessão é possível nas caixas de engrenagens quando as marchas baixas são engatadas por longos períodos de tempo.