Revisat per: Departament d’Enginyeria Tècnica – Grup TGB Publicat: setembre de 2026 Revisió tècnica: setembre de 2026
El joc és un dels paràmetres més malentesos en els sistemes de gir. Sovint es tracta com un defecte que cal eliminar, com si el valor ideal fos zero. En realitat, una quantitat controlada de joc és normal, necessària i està dissenyada. En els sistemes de gir amb engranatges, el joc zero generalment no és una condició de funcionament pràctica, ja que l’expansió tèrmica, els requisits de lubricació i les toleràncies de fabricació requereixen que es mantingui un joc controlat a l’engranatge de l’engranatge.
Per tant, la pregunta útil no és “com elimino el joc” sinó “quant de joc és adequat per a aquesta aplicació i com el mantinc dins d’aquest rang durant la vida útil del sistema”. El joc esdevé un problema en dues direccions oposades: quan n’hi ha massa poc i quan n’hi ha massa. Entre aquests extrems hi ha un rang especificat que és correcte per a cada disseny.
Aquest article explica què és realment el backlash, per què ha d’existir, quan és normal, quan es converteix en un problema i com controlar-lo tant en la fase de disseny com durant la vida útil del sistema.
Què és una reacció negativa
El joc és el petit joc entre les dents d’engranatge de dos engranatges, mesurat com la quantitat de moviment lliure en un engranatge abans que l’altre comenci a moure’s quan la direcció de rotació s’inverteix. En un sistema de gir, aquest joc existeix a la interfície entre l’accionament i l’engranatge coronal: entre un pinyó d’accionament i les dents de l’engranatge d’un anell de gir, o entre un vis sense fi i l’engranatge coronal en un accionament de gir accionat per vis sense fi.
En termes pràctics, el joc és el que permet que un engranatge inverteixi la direcció. Quan el moviment inverteix, la dent motriu ha de recórrer el joc abans de tocar la següent dent motriu. Aquest joc és el joc, i el breu moment en què la sortida no es mou mentre el joc s’omple és el moviment perdut que produeix.
Per què ha d’existir una reacció negativa
Zero joc no és un objectiu; és un mode de fallada. Un parell d’engranaments necessita espai lliure per diverses raons.
L’expansió tèrmica és la primera. Els engranatges i les carcasses s’expandeixen a mesura que s’escalfen durant el funcionament. Un conjunt de malles sense folgança quan està fred s’estreny a mesura que augmenta la temperatura, augmentant la fricció i, en casos extrems, bloquejant-se o bloquejant-se. El joc proporciona l’espai per a aquesta expansió.
La lubricació és la segona. L’espai entre les dents és on es troba el lubricant i es transporta al contacte. Sense això, la pel·lícula que separa les superfícies no es pot mantenir i el contacte metall amb metall accelera el desgast.
Les toleràncies de fabricació i muntatge són el tercer factor. Cap engranatge és perfectament rodó i cap muntatge està perfectament posicionat. Un engranatge de corona de gir té un punt alt de desviació radial, un punt de màxima excentricitat. El joc absorbeix aquestes variacions del món real de manera que l’engranatge no s’enganxa en el punt de rotació més ajustat.
Per aquestes raons, cada engranatge està dissenyat amb un rang de joc especificat. L’objectiu d’una bona enginyeria no és eliminar-lo, sinó ajustar-lo correctament i mantenir-lo estable.
Les dues fonts de joc en un sistema de gir
Una distinció important, sovint passada per alt, és que el joc total que un usuari sent a la sortida d’un sistema de gir pot provenir de dues fonts diferents.
El primer és el joc de l’engranatge de l’engranatge, el joc entre l’accionament i la corona dentada descrita anteriorment. El segon és el joc intern de la corona de gir, la petita llibertat axial i radial entre els elements rodants i els camins de rodadura. Ambdues contribueixen a la pèrdua total de moviment mesurada a la càrrega, i totes dues poden augmentar amb el desgast.
Això és important a l’hora de diagnosticar un problema de precisió. Si un sistema ha desenvolupat un joc excessiu, la causa pot ser a l’engranatge, a l’interior del coixinet o a tots dos. Tractar només el joc de l’engranatge quan el joc s’ha desenvolupat realment a l’interior del coixinet, o viceversa, deixa part del problema intacte. Controlar el joc en una aplicació de precisió significa considerar ambdues fonts juntes.
Quan la reacció és normal
El joc és normal, i no és motiu de preocupació, quan es compleixen tres condicions. Es troba dins del rang especificat pel fabricant per a l’engranatge i l’aplicació. Es va ajustar correctament durant el muntatge, en el punt més alt de la desviació radial de la corona dentada, de manera que l’engranatge no s’estreny a mesura que la corona gira. I es manté estable al llarg del temps, en lloc d’augmentar a mesura que el sistema funciona.
Un sistema de gir que compleix aquestes condicions té el joc per al qual va ser dissenyat. En la majoria de rotacions industrials, on el sistema mou càrregues sense exigir una precisió posicional fina, aquest joc dissenyat no té cap efecte negatiu en el rendiment.
Quan la reacció esdevé un problema
La reacció negativa passa de ser una característica normal a convertir-se en un problema en situacions específiques.
En aplicacions de posicionament de precisió. Quan el sistema ha de posicionar una càrrega amb precisió i repetibilitat, el joc es converteix en moviment perdut que degrada la precisió. Els seguidors solars, els sistemes robòtics i els equips de posicionament són els casos més clars: cada inversió de direcció perd la posició en la quantitat del joc fins que s’omple el joc. En aquestes aplicacions, el joc que seria irrellevant en una grua esdevé una font directa d’error de posicionament, i el nostre article sobre l’especificació d’accionaments de gir per a seguidors solars analitza això en el context de la captura d’energia.
Sota càrregues inversores o dinàmiques. Quan les càrregues inverteixen la inversió amb freqüència o arriben com a xocs, les dents creuen repetidament l’espai de joc i colpegen el flanc oposat. Un excés de joc converteix cada inversió en un impacte, produint soroll, vibració, desgast accelerat de les dents i, amb el temps, danys. Com més gran sigui el joc, més fort serà l’impacte.
Quan augmenta amb el temps. Un augment gradual del joc és un símptoma de desgast. A mesura que les dents i els camins de rodadura es desgasten, el joc augmenta, la precisió disminueix i les càrregues d’impacte augmenten, cosa que accelera un major desgast. Per tant, l’augment del joc és un problema en si mateix i un senyal que el sistema s’està desgastant, un punt que es tracta al nostre article sobre el reconeixement del desgast en sistemes de gir .
Quan n’hi ha massa poc. L’extrem oposat és igualment problemàtic. Un joc massa ajustat, o eliminat per aconseguir la precisió, fa que la malla s’enganxi sota l’expansió tèrmica, augmenta la fricció i la calor, i accelera el desgast. En particular, en un accionament de gir accionat per cargol sense fi, un joc insuficient pot augmentar bruscament el parell necessari per girar el sistema.
Com controlar la reacció negativa
El control del joc és en part una decisió de disseny i en part una disciplina de manteniment.
Configura-ho correctament des del principi. El control més important és l’ajust correcte durant el muntatge: localitzar el punt més alt de la desviació radial de la corona dentada i ajustar la distància central entre l’accionament i la corona dentada de manera que el joc estigui dins del rang especificat en aquest punt. Això es tracta al nostre article sobre la integració de l’estructura, la corona de gir i l’accionament .
Seleccioneu un accionament dissenyat per a la precisió requerida. Quan l’aplicació requereixi precisió, s’hauria de triar l’accionament per a un joc baix en lloc d’ajustar-lo per compensar-ne un de inadequat. La sèrie BE de TGB Group, per exemple, es pot especificar per a aplicacions on el joc controlat, la precisió i la protecció ambiental són rellevants, amb un tancament complet i segells de llavi que proporcionen protecció IP65.
Utilitzeu l’autobloqueig on la posició de subjecció sigui important. Alguns accionaments de gir accionats per cargol sense fi poden ser autoblocants, depenent de la geometria de l’engranatge i les condicions de funcionament. En aquests casos, la sortida no pot fer retrocedir el cargol sense fi, cosa que ajuda el sistema a mantenir la posició sense dependre només d’un fre extern. És important ser precís aquí: l’autoblocant impedeix que el sistema sigui accionat cap enrere, però no elimina per si sol el joc de l’engranatge. Un accionament autoblocant encara té un joc especificat que s’ha d’establir i mantenir.
Considereu disposicions precarregades o antiretrocés per a una alta precisió. Quan la precisió del posicionament és crítica, existeixen mètodes anti-joc a nivell de sistema, com ara la precàrrega de dos elements d’accionament l’un contra l’altre per tal que s’ocupi el joc. Aquests afegeixen cost i complexitat i només es justifiquen quan l’aplicació realment els requereix, per la qual cosa s’ha de definir el nivell de precisió abans de seleccionar la solució.
Abordeu el joc dels coixinets, no només el joc dels engranatges. Com que el joc té dues fonts, el seu control també pot implicar la mateixa corona de gir. TGB ofereix corones de gir amb doble pista de rodament entre les seves opcions de configuració, que es poden especificar quan l’aplicació requereix una major rigidesa i una major capacitat de càrrega.
Mantingueu-lo durant tota la vida útil. El joc s’ha de mantenir dins del rang al llarg del temps, no només durant la posada en marxa. Mantenir la precàrrega correcta del cargol evita micromoviments que augmenten el joc, i el control del joc com a part de la inspecció permet detectar un augment en desenvolupament abans que degradi la precisió o causi danys per impacte.
Com es mesura la reacció
Mesurar el joc de l’engranatge de l’engranatge en un sistema de gir és senzill i no requereix cap equipament especialitzat més enllà d’un indicador de esfera i un punt de referència fix. El principi és capturar el moviment angular perdut a la sortida mentre l’accionament està parat.
El procediment és el següent. Amb el sistema estacionari i l’accionament bloquejat o retingut, es col·loca un indicador de esfera contra un punt rígid de l’estructura giratòria, tan a prop com sigui possible del diàmetre de la corona dentada per maximitzar la resolució de la lectura. S’estableix una referència zero amb l’estructura empesa fermament en una direcció, ocupant tot el joc. A continuació, l’estructura es mou en la direcció oposada fins que es fa contacte a l’altre costat de la separació de joc. El recorregut total registrat al indicador de esfera és el joc, mesurat com a desplaçament lineal en aquest radi.
Si el resultat s’ha d’expressar com a valor angular, la mesura lineal es divideix pel radi al qual es va prendre. El resultat es compara amb el rang de joc especificat pel fabricant per al mòdul d’engranatges i el diàmetre en qüestió.
Dos punts importen durant la mesura. S’ha de prendre en múltiples posicions angulars al voltant de l’anell, perquè el punt més alt de la desviació radial fa que la malla sigui més ajustada en una posició que en altres. I s’ha de prendre amb la unió cargolada a plena precàrrega, perquè un muntatge fluix permet micromoviments que s’afegeixen a la lectura i donen una falsa impressió de joc excessiu. Confirmar el parell d’apracció del cargol abans de mesurar elimina aquesta variable.
Referència de símptomes: quin aspecte tenen els problemes de reacció
| Símptoma | Probable problema de reacció negativa |
|---|---|
| Soroll d’impacte o cop durant el canvi de direcció | Excés de joc de l’engranatge |
| Deriva o retard de posicionament en la resposta a l’ordre | Excés de joc o augment del joc del rodament |
| Augment del parell motriu, bloqueig o sobreescalfament | Joc insuficient o malla massa ajustada |
| Enganxament enganxat una vegada per revolució a la mateixa posició | Reacció allunyada del punt més alt de l’excés de velocitat |
| Augment gradual de la pèrdua de moviment al llarg del temps | Creixement del joc relacionat amb el desgast en engranatges o coixinets |
| Joc present però l’engranatge sembla correcte | Joc intern del coixinet, no joc de l’engranatge |
Referència ràpida: reacció per aplicació
| Tipus d’aplicació | És preocupant la reacció negativa? | Enfocament |
|---|---|---|
| Rotació industrial general, sense posicionament precís | Preocupació baixa | Joc especificat estàndard |
| Càrregues pesades o de xoc amb inversions freqüents | Preocupació moderada | Controlar el joc; evitar l’excés per limitar l’impacte |
| Posicionament de precisió (seguidors solars, robòtica) | Alta preocupació | Accionament amb baix joc; considereu mètodes antijoc |
| Manteniment de la posició sota càrrega | Preocupació específica | Transmissió de cargol sense fi autoblocant; el joc encara està ajustat correctament |
| Sistema que mostra un augment del joc al llarg del temps | Senyal de desgast | Mesura tant el joc de l’engranatge com el joc del coixinet |
Com solen ser els problemes de reacció al camp
En molts casos de camp, els problemes de joc es registren primer com a desviació de posicionament, soroll d’impacte repetit durant la inversió, desgast irregular de les dents o un retard entre el comandament del motor i el moviment visible de l’estructura. Aquests símptomes no sempre signifiquen que l’accionament estigui infradimensionat. Sovint indiquen que el joc s’ha ajustat incorrectament, ha augmentat a causa del desgast o s’està amplificant pel joc intern del coixinet o la flexibilitat estructural.
És per això que diagnosticar un problema de joc significa comprovar les dues interfícies: l’engranatge de l’engranatge i el joc del coixinet. També significa comprovar la precàrrega del cargol, perquè un muntatge fluix permet micromoviments que augmenten el joc total d’una manera que és fàcil de confondre amb el joc de l’engranatge. La seqüència correcta és confirmar la font abans de decidir el remei.
Errors comuns amb les reaccions adverses
Apareixen diversos errors recurrents en la manera com es gestionen les reaccions negatives:
- Tractar el joc com un defecte i intentar eliminar-lo, provocant enganxament i sobreescalfament.
- Establint el joc lluny del punt més alt de l’excés de velocitat, de manera que la malla s’uneixi una vegada per revolució.
- Suposant que tot el joc prové de l’engranatge, quan part d’ell és el joc intern del coixinet.
- Especificar una unitat i després estrènyer massa la malla per obtenir una precisió per a la qual no estava dissenyada.
- Confusió entre autobloqueig i joc zero; un accionament autobloquejant encara té folgança d’engranatge.
- No controlar la reacció al llarg del temps, de manera que només es nota un augment en desenvolupament un cop es perd la precisió.
On la reacció negativa importa més
El joc és un paràmetre de disseny en tots els sistemes de gir amb engranatges, però la seva importància augmenta considerablement en aplicacions que combinen moviment invers, càrregues dinàmiques o requisits de precisió. Els sistemes de seguiment i posicionament solar hi són sensibles perquè la precisió és la funció del sistema. Els equips amb canvis de direcció freqüents o càrregues de xoc són sensibles perquè l’excés de joc es converteix en impactes repetits. En rotacions simples, unidireccionals o de baixa precisió, el joc dissenyat rarament és un problema. Adaptar l’atenció prestada al joc a les demandes de l’aplicació ja és en si mateix part d’una bona selecció.
Com TGB Group dóna suport al control de la reacció negativa
Amb més de 30 anys d’experiència en solucions de moviment, el departament d’enginyeria intern de TGB Group ajuda els clients a definir el joc adequat per a la seva aplicació i a seleccionar la configuració que el proporciona. Això va des d’ accionaments de gir estàndard per a la rotació general, fins a configuracions de la sèrie BE per a aplicacions on el joc controlat i la precisió són importants, passant per accionaments de vis sense fi autoblocants per al manteniment de la posició i anells de gir de doble pista on es requereix un joc reduït i una major rigidesa.
Com que el valor correcte del joc, el procediment d’ajust i els criteris de manteniment depenen del producte específic, TGB proporciona aquests paràmetres a la documentació tècnica de la corona de gir i l’accionament seleccionats, i dóna suport a l’equip d’enginyeria en la definició i el manteniment del joc per a les condicions reals de funcionament de l’aplicació.
Si necessiteu definir quanta folgança pot tolerar la vostra aplicació o seleccionar un accionament per a un posicionament de precisió, l’equip tècnic de TGB Group us pot ajudar. Poseu-vos en contacte amb el nostre equip tècnic per definir la solució adequada per al vostre projecte.
Preguntes freqüents sobre el joc en sistemes de gir
Què és el joc en un accionament de gir?
El joc és el petit joc entre les dents d’engranatge de l’accionament i la corona dentada, mesurat com el moviment lliure abans que la sortida comenci a moure’s quan la direcció s’inverteix. En un sistema de gir, es produeix entre un pinyó d’accionament i la corona dentada de gir, o entre un vis sense fi i la corona dentada en un accionament de gir accionat per vis sense fi. Una quantitat controlada de joc és normal i necessària per a un funcionament correcte.
És dolent el joc en un sistema de gir?
No en si mateix. Una quantitat controlada de joc està dissenyada i és necessària, perquè permet l’expansió tèrmica, transporta lubricant a la malla i absorbeix les toleràncies de fabricació i muntatge. El joc esdevé un problema quan n’hi ha massa, cosa que provoca pèrdua de moviment i impacte, o massa poc, cosa que provoca encallament i sobreescalfament. L’objectiu és el rang especificat correcte, no zero.
Per què la reacció no pot ser zero?
Perquè el joc zero fa que els engranatges s’enganxin. Sense joc, l’expansió tèrmica tensa l’engranatge a mesura que el sistema s’escalfa, la fricció i la temperatura augmenten, i el sistema es pot enganxar. El joc també és on es troba el lubricant i absorbeix les variacions inevitables en la rodonesa de l’engranatge i la posició de muntatge. L’eliminació del joc elimina totes aquestes funcions, per la qual cosa és un mode de fallada en lloc d’un ideal.
Quan es converteix el joc en un problema en un sistema de gir?
El joc esdevé un problema en aplicacions de posicionament de precisió, on apareix com a pèrdua de moviment i degrada la precisió; sota càrregues de xoc o inversió de moviment, on l’excés de joc converteix cada inversió en un impacte que causa soroll i desgast; i quan augmenta amb el temps, cosa que és un símptoma de desgast. Un joc massa baix també és un problema, ja que provoca encallament, calor i desgast accelerat.
Com es redueix el joc en un accionament de gir?
El joc es controla primer ajustant-lo correctament durant el muntatge, en el punt més alt de la desviació de la corona dentada, dins del rang especificat. Per a aplicacions que necessiten precisió, s’ha de seleccionar un accionament dissenyat per a un joc baix en lloc d’estrenyer-ne massa un de no adequat. Quan la precisió és crítica, es poden utilitzar dispositius antijoc que precarreguin dos elements d’accionament. Com que el joc també prové del joc intern del coixinet, una configuració de doble pista de rodadura també pot ser rellevant quan l’aplicació requereix una major rigidesa.
Es pot ajustar el joc després de la instal·lació?
De vegades, depenent del disseny de l’accionament i de l’estat de l’engranatge. En accionaments on es pot ajustar la distància central entre el pinyó o el cuc sense fi i l’engranatge coronal, l’ajust del joc després de la instal·lació és possible modificant aquesta distància. Tanmateix, si l’engranatge s’ha desgastat significativament, l’ajust pot reduir la lectura del joc sense restaurar el perfil de la dent, i el desgast continuarà accelerant-se. En aquest cas, l’ajust per si sol no és un remei: cal avaluar els components desgastats i, si superen el seu límit de desgast, substituir-los. L’ajust del joc després de la instal·lació és una eina de manteniment, no un substitut per abordar la condició subjacent.
Un accionament de gir autoblocant no té joc?
No. L’autobloqueig i el joc són coses diferents. Un accionament de cargol sense fi autobloquejant evita que la corona dentada faci retrocedir el cargol sense fi, de manera que la càrrega es manté en posició sense fre, però encara té un joc de malla especificat que s’ha d’establir i mantenir. L’autobloqueig controla el moviment invers sota càrrega; no elimina el joc entre les dents.
Què fa que la reacció negativa augmenti amb el temps?
El joc augmenta a mesura que les dents de l’engranatge i les pistes de rodament dels coixinets es desgasten, a mesura que es perd la precàrrega del cargol i es desenvolupa un micromoviment, o a mesura que l’engranatge pateix danys per impacte en funcionar amb un excés de joc. Un joc creixent és tant una pèrdua de precisió com un senyal que el sistema s’està desgastant, i s’ha de mesurar respecte als límits del fabricant com a part de la inspecció periòdica.
Quina quantitat de joc és acceptable en un sistema de gir?
No hi ha un valor universal únic. El joc acceptable és un rang especificat pel fabricant per a l’engranatge i l’aplicació en particular, generalment relacionat amb el mòdul d’engranatges o donat directament a la documentació d’instal·lació. S’estableix al punt més alt de la desviació radial de la corona dentada. El valor exacte sempre s’ha de prendre de la documentació del fabricant per al producte específic.
Importa la reacció negativa per als seguidors solars?
Sí. Els seguidors solars han de posicionar els panells amb precisió i repetidament, i cada inversió de direcció perd la posició en la quantitat de joc fins que s’ocupi el joc. Un joc excessiu o creixent pot reduir la precisió del seguiment i pot afectar la captura d’energia al llarg del temps. És per això que els accionaments de gir per al seguiment solar generalment s’especifiquen per a un joc baix i es controlen per detectar qualsevol augment durant el servei.
