¿Qué son precarga y reacción? ¿Por qué son importantes en el diseño de un sistema de tornillo de avance?

He trabajado en algunos de los proyectos de diseño del tren de transmisión hasta la fecha y la reacción de los tornillos (y los engranajes por igual) son algunos de los más difíciles de resolver y reduce en gran medida la precisión del producto. Por lo tanto, desde el punto de vista de un equipo de validación de diseño, es muy importante comprender dónde eliminar la reacción y dónde no, ya que aumenta significativamente el costo y agrega muchas operaciones.

La reacción más indeseable en cualquier diseño de transmisión es en la corona y los engranajes de sincronización del motor. Si no se abordan adecuadamente, pueden reducir significativamente la vida útil del sistema y crear un juego innecesario dentro de las partes de “acoplamiento”.

Bueno, como la pregunta está dirigida a un sistema de tornillo de avance, lo mantendría simple. La reacción (comúnmente llamada “latigazo”) en los sistemas de engranajes es muy similar, pero los cálculos son un poco difíciles ya que involucran los fundamentos de los “ángulos de contacto”.

Por favor, perdone mis horribles habilidades de dibujo.


Ahora supongamos que tiene un tornillo y monta una tuerca sobre él. Sostenga, los dos extremos del tornillo entre dos dedos de su mano derecha y tuerca por dos dedos de su otro extremo. Intente mover el tornillo en una dirección lineal y se dará cuenta de un pequeño “juego” entre los dos. Esto es “reacción violenta”.

Ahora, la precarga es uno de los procesos por los cuales se elimina la reacción. Todo lo que necesita hacer para eliminar la reacción es sujetar ambos extremos del tornillo y esto se puede hacer colocando dos tuercas al final de los tornillos.


Como ya he mencionado por qué es importante eliminar la reacción violenta. El contragolpe juega un papel muy importante en el análisis de confiabilidad de las partes sometidas a tensión lineal, ya que las partes bajo consideración definitivamente sufrirían “contragolpes” después de cierto tiempo.

Otro aspecto importante de la reacción ocurre durante el diseño de circuitos hidráulicos que toman una entrada lineal para su actuación. En la mayoría de los casos, la entrada se deriva de un mecanismo de tornillo de avance (sin embargo, ahora es muy redundante en automóviles avanzados), por lo que esta reacción debe controlarse o compensarse al diseñar o calibrar el circuito; de lo contrario, puede actuar en la toma completa del sistema

Samrat dio una gran y detallada respuesta. Mi única adición es que la reacción tiene un impacto en la precisión. Para los sistemas de posicionamiento, debe asegurarse de que cuando le ordena al paso a paso (o servo) que gire, desea que la tuerca guía se mueva una cierta cantidad. Si hay reacción, hay incertidumbre adicional en la posición de la tuerca guía. Esto es particularmente importante si la dirección cambia regularmente.