Precesja (mechaniczna)
Precesja to proces obracania się okrągłej części w okrągłym otworze względem siebie, w którym wewnętrzna część zaczyna toczyć się po obwodzie zewnętrznego otworu w kierunku przeciwnym do obrotu. Jest to spowodowane zbyt dużym luzem między nimi oraz siłą promieniową działającą na część, która stale zmienia kierunek. Kierunek obrotu części wewnętrznej jest przeciwny do kierunku obrotu siły promieniowej.
W maszynach wirujących, takich jak silnik, przekładnia zębata itp., precesja może wystąpić, gdy występuje zbyt duży luz między wałem a tuleją lub między bieżniami a elementami tocznymi w łożyskach tocznych i kulkowych . Często w wyniku zużycia, niedostatecznego smarowania (za mało lub za rzadkie) lub braku precyzyjnej inżynierii , takiej precesji zwykle towarzyszą nadmierne wibracje i słyszalne tarcie lub brzęczenie. Ma to tendencję do przyspieszania procesu zużycia, co może prowadzić do odpryskiwania , zacierania lub fałszywego powstawania odcisków Brinella (zużycie cierne) powierzchni styku.
W nieruchomych częściach na obracającym się obiekcie, takim jak śruba wkręcona w otwór, ponieważ obciążenie boczne lub promieniowe stale zmienia położenie podczas użytkowania, ta siła poprzeczna przekłada się na siłę toczenia, która porusza się przeciwnie do kierunku obrotu. Może to spowodować dokręcenie lub poluzowanie gwintowanych części pod obciążeniem, w zależności od kierunku obrotu, zwykle z siłą znacznie przekraczającą typowy moment obrotowy klucza. Na przykład jest to częsty problem w pedałach rowerowych, dlatego w prawie wszystkich rowerach zbudowanych po latach trzydziestych XX wieku pedał po lewej stronie jest wyposażony w lewy (tylny) gwint, aby zapobiec odkręceniu się podczas jazdy.
Ta precesja jest procesem wynikającym wyłącznie z sił kontaktowych i nie zależy od bezwładności i nie jest odwrotnie proporcjonalna do prędkości wirowania. Jest to całkowicie niezwiązane z precesją bez momentu obrotowego i wywołaną momentem obrotowym .
Przykłady
Precesja spowodowana cierniem może spowodować samoczynne odkręcenie się mocowań pod dużym momentem obrotowym.
Nakrętki samochodowe
Samochody również używały nakrętek z lewym gwintem na kołach po lewej stronie, ale obecnie powszechnie stosuje się nakrętki stożkowe, które nie ulegają precesji.
Pedały rowerowe
Pedały rowerowe mają lewy gwint na lewej korbie , dzięki czemu precesja raczej zaciska pedał niż go poluzowuje. Może się to wydawać sprzeczne z intuicją, ale moment obrotowy wywierany w wyniku precesji jest o kilka rzędów wielkości większy niż ten powodowany przez zakleszczone łożysko pedału.
W przypadku pedału obciążenie obrotowe powstaje w wyniku siły pedałowania skierowanej w dół na trzpień obracający się wraz z korbą, co powoduje, że siła skierowana głównie w dół skutecznie obraca się wokół trzpienia pedału, przeciwnie do obrotu pedału. Mniej oczywiste może być to, że nawet ciasno dopasowane części mają względny luz ze względu na ich elastyczność, ponieważ metale nie są sztywnymi materiałami, co widać po stalowych sprężynach. Pod obciążeniem w takich połączeniach występują mikroodkształcenia wystarczające do wywołania ruchu. Widać to po śladach zużycia, w których trzpienie pedałów osadzają się na powierzchniach korby.
Jednostki osi Shimano SPD, które można odkręcić od korpusu pedału w celu serwisowania, mają lewy gwint, w którym jednostka osi wkręca się w prawy pedał; przypadek przeciwny do interfejsu pedał-korba. W przeciwnym razie precesja korpusu pedału wokół osi miałaby tendencję do odkręcania się jednego od drugiego.
Suporty rowerowe
Dolne wsporniki rowerowe z gwintem angielskim są gwintowane w lewo po prawej stronie (zwykle napędzanej) w korpusie suportu . Jest to przeciwieństwo pedałów w korbach, ponieważ zwrot względnego ruchu między częściami jest przeciwny. (Wsporniki dolne z gwintem włoskim i francuskim mają gwinty prawoskrętne po obu stronach).
Zębatki rowerowe
Zębatki wielowypustowe dociskają każdy pierścień blokujący, który jest wkręcony w bębenek. Shimano używa pierścienia blokującego z zapadkami do utrzymywania zębatek kasety na miejscu, a to jest odporne na precesję. Sturmey-Archer użył kiedyś 12-wypustowych zębatek do 2- i 3-biegowych piast wyścigowych, które z tego samego powodu były zabezpieczone blokadą z lewym gwintem. ( W rowerach o ostrym przełożeniu również stosuje się blokadę z lewym gwintem, ale nie jest to spowodowane precesją; ma to jedynie na celu zapewnienie, że blokada ma tendencję do zaciskania się, gdyby zębatka zaczęła się odkręcać.)
Łożyska w manualnych skrzyniach biegów
Łożyskowane koło zębate w ręcznej skrzyni biegów obraca się synchronicznie z wałem dzięki zazębieniu kłów. W takim przypadku mały luz średnicowy w łożysku spowoduje precesję grupy rolek względem koła zębatego, łagodząc wszelkie ciernie, które występuje, gdy te same rolki łożyska zawsze dociskają to samo miejsce na kole zębatym. Zazwyczaj biegi 4. i 5. będą miały funkcje indukujące precesję, podczas gdy biegi od 1. do 3. mogą nie mieć, ponieważ samochody spędzają mniej czasu na tych biegach. Awaria skrzyni biegów z powodu braku precesji jest możliwa w skrzyniach biegów, gdy niskie biegi są włączone przez długi czas. [ potrzebny cytat ]