La precesión es el proceso por el cual una pieza redonda en un agujero redondo gira con respecto a otra, en donde la pieza interna comienza a girar alrededor de la circunferencia del agujero externo, en una dirección opuesta a la de rotación. Esto es causado por una holgura excesiva entre ellas y una fuerza radial sobre la pieza que cambia constantemente de dirección. La dirección de rotación de la pieza interna es opuesta a la dirección de rotación de la fuerza radial. [1]
En una máquina rotatoria, como un motor, un tren de engranajes, etc., la precesión puede ocurrir cuando existe demasiada holgura entre un eje y un buje , o entre las pistas y los elementos rodantes en los cojinetes de rodillos y de bolas . A menudo, como resultado del desgaste, una lubricación inadecuada (muy poca o muy fina) o la falta de ingeniería de precisión , dicha precesión suele ir acompañada de un exceso de vibración y un ruido audible de roce o zumbido. Esto tiende a acelerar el proceso de desgaste, lo que puede provocar desconchado , excoriación o falso brinelling (desgaste por frotamiento) de las superficies de contacto.
En las piezas estacionarias de un objeto giratorio, como un perno enroscado en un orificio, debido a que la carga lateral o radial cambia constantemente de posición durante el uso, esta fuerza lateral se traduce en una fuerza de rodadura que se mueve en sentido opuesto a la dirección de rotación. Esto puede hacer que las piezas roscadas se aprieten o aflojen bajo una carga, según la dirección de rotación, normalmente con una fuerza que puede superar con creces el par típico de una llave. Por ejemplo, este es un problema común en los pedales de las bicicletas, por lo que en casi todas las bicicletas fabricadas después de la década de 1930, el pedal del lado izquierdo está equipado con roscas hacia la izquierda (hacia atrás), para evitar que se desenrosque mientras se conduce. [1]
Esta precesión es un proceso que se debe exclusivamente a las fuerzas de contacto y no depende de la inercia ni es inversamente proporcional a la velocidad de giro. No tiene ninguna relación con la precesión inducida por par o sin par .
La precesión causada por el desgaste puede provocar que las fijaciones sometidas a grandes cargas de torsión se desenrosquen.
Los automóviles también han utilizado tuercas de seguridad con rosca izquierda en las ruedas del lado izquierdo, pero ahora se utilizan comúnmente tuercas de seguridad cónicas, que no precesan.
Los pedales de la bicicleta tienen rosca izquierda en la biela izquierda, de modo que la precesión aprieta el pedal en lugar de aflojarlo. Esto puede parecer contradictorio, ya que los pedales giran en la dirección en la que se desenroscarían de las bielas, pero el par que se ejerce debido a la precesión es varios órdenes de magnitud mayor que el que causa la fricción del cojinete o incluso un cojinete del pedal atascado.
En el caso de un pedal, la carga rotatoria surge de la fuerza de pedaleo descendente sobre un eje que gira con su manivela, lo que hace que la fuerza predominantemente descendente gire efectivamente alrededor del eje del pedal, en sentido opuesto a la rotación del pedal. Lo que puede resultar menos evidente es que incluso las piezas que encajan perfectamente tienen una holgura relativa debido a su elasticidad, ya que los metales no son materiales rígidos como es evidente en los resortes de acero. Bajo carga, se producen microdeformaciones, suficientes para provocar movimiento, en dichas uniones. Esto se puede ver en las marcas de desgaste que se producen en el lugar donde los ejes de los pedales se asientan sobre las caras de la manivela. [1]
Las unidades de eje Shimano SPD, que se pueden desenroscar del cuerpo del pedal para realizar tareas de mantenimiento, tienen una rosca a la izquierda en el lugar donde la unidad de eje se enrosca en el pedal derecho; el caso opuesto al de la interfaz pedal-manivela. De lo contrario, la precesión del cuerpo del pedal alrededor del eje tendería a desenroscar uno del otro.
Los ejes de pedalier de bicicleta con rosca inglesa tienen rosca a la izquierda en el lado derecho (normalmente el de la transmisión) en la caja del eje de pedalier . Esto es lo opuesto a los pedales en las bielas porque el sentido del movimiento relativo entre las piezas es opuesto. (Los ejes de pedalier con rosca italiana y francesa tienen rosca a la derecha en ambos lados).
Los piñones estriados se mueven por precesión contra cualquier anillo de seguridad que esté atornillado al buje libre. Shimano utiliza un anillo de seguridad con retenes para mantener los piñones del cassette en su lugar, y esto resiste la precesión. Sturmey-Archer alguna vez utilizó piñones de 12 estrías para bujes de carreras de 2 y 3 velocidades, y estos se aseguraban con un anillo de seguridad con rosca a la izquierda por la misma razón. ( Las bicicletas de piñón fijo también utilizan un anillo de seguridad con rosca a la izquierda, pero esto no se debe a la precesión; es simplemente para asegurar que el anillo de seguridad tienda a apretarse, si el piñón comienza a desenroscarse).
Un engranaje soportado por cojinetes en una transmisión manual gira sincrónicamente con su eje debido al acoplamiento de los engranajes dentados. En este caso, la pequeña holgura diametral en el cojinete inducirá la precesión del grupo de rodillos en relación con el engranaje, mitigando cualquier desgaste por fricción que se produzca si los mismos rodillos del cojinete siempre empujan contra el mismo punto en el engranaje. Por lo general, las marchas 4.ª y 5.ª tendrán características que induzcan la precesión, mientras que las marchas 1.ª a 3.ª podrían no tenerlas, ya que los automóviles pasan menos tiempo en esas marchas. La falla de la transmisión debido a la falta de precesión es posible en las cajas de cambios cuando se engranan marchas bajas durante períodos prolongados. [ cita requerida ]