antibacklash

El juego o holgura no deseada entre piezas que encajan, más comúnmente entre un diente de engranaje y su compañero de engrane, o en una rosca de tornillo y su tuerca, se conoce como juego. Cuando un engranaje invierte su dirección o un husillo cambia de sentido, esa holgura debe eliminarse primero antes de que la pieza impulsada responda. El resultado es un retraso, una sacudida o una pérdida de movimiento que arruina la precisión en el posicionamiento, la medición y el control. Los diseños antibacklash eliminan este espacio utilizando resortes, componentes duales o precarga para mantener las superficies de contacto en contacto constante.

El mecanismo antibacklash más utilizado para engranajes es el engranaje dividido o el par de engranajes duales con resorte. En lugar de un solo engranaje, se colocan dos engranajes ligeramente más pequeños uno al lado del otro en el mismo eje, separados por un resorte ondulado o un resorte de compresión que los fuerza a separarse. Cada engranaje engrana con un piñón fijo; el resorte los empuja hacia afuera hasta que ambos dientes están apretados contra los dientes del piñón, sin dejar holgura. Este diseño funciona bien hasta cargas moderadas y es común en máquinas herramienta, robótica y reductores de precisión.

Para husillos y husillos de bolas, el antibacklash se logra mediante tuercas de precarga con resortes o ajustadores excéntricos que comprimen las bolas o las roscas contra el husillo en ambas direcciones. Las arandelas Belleville o los resortes ondulados proporcionan la fuerza constante. Una precarga típica podría añadir de 1 a 5 libras de fuerza axial, suficiente para compensar el desgaste y la excentricidad sin introducir una fricción o un calor excesivos.

Donde el juego es más importante

El diseño antibacklash es obligatorio en cualquier aplicación donde se acumulan pequeños errores de posición o donde ocurren cargas inversas: husillos de máquinas herramienta, mesas indexadoras NC, montajes de telescopios, antenas de radar y etapas de medición de precisión. En sistemas de bucle abierto sin retroalimentación, el juego en sí se convierte en el límite de precisión. Incluso con codificadores y control servo, el juego crea fricción de deslizamiento y limita el ancho de banda.

La penalización por el diseño antibacklash es una mayor complejidad, un costo ligeramente más alto y un posible sobrecalentamiento si la precarga es demasiado alta o si el resorte se relaja bajo ciclos térmicos. El mantenimiento también es más crítico porque la fuerza del resorte en sí puede degradarse o el ajustador de precarga puede aflojarse. Un diseño adecuado requiere conocimiento del rango de operación, la tasa de desgaste esperada y la expansión térmica de los materiales involucrados.