BACKLASH ENTRE ENGRENAGENS: COMO AJUSTAR CORRETAMENTE

Resumo

A folga entre engrenagens, conhecida como backlash, é um fator crítico no desempenho de sistemas mecânicos de transmissão de potência. Ajustes inadequados podem levar a vibrações, ruídos, desgaste prematuro e falhas operacionais. Este artigo aborda os conceitos fundamentais de backlash, seus impactos e diretrizes para ajustes precisos, garantindo eficiência e longevidade do sistema. O estudo foi baseado em normas e literatura técnica sobre engrenagens, proporcionando um guia para engenheiros que atuam como Troubleshooter.

Palavras-chave: Backlash, folga de engrenagens, desempenho mecânico, desgaste, ajuste de transmissão.

1. Introdução

O funcionamento adequado de engrenagens em sistemas mecânicos depende de um equilíbrio preciso na folga entre os dentes. Essa folga, denominada backlash, é necessária para permitir lubrificação adequada, evitar emperramento térmico e compensar imperfeições de fabricação. No entanto, ajustes excessivos ou insuficientes podem comprometer o desempenho do conjunto, levando a falhas prematuras e ineficiência na transmissão de torque.

Este artigo apresenta uma análise sobre os impactos do backlash, métodos para seu ajuste correto, formas de cálculo e recomendações práticas com base em normas técnicas. O objetivo é fornecer um material abrangente para engenheiros, projetistas e profissionais da indústria mecânica.

2. Conceito de Backlash

Backlash é definido como a folga angular ou linear entre os dentes das engrenagens quando não há carga aplicada. Essa folga é essencial para permitir o movimento adequado e evitar travamentos devido à expansão térmica ou erros de fabricação. A Figura 1 ilustra a representação do backlash em um par de engrenagens cilíndricas.

Figura 1: backlash (j) entre duas engrenagens de dentes retos

O valor do backlash varia de acordo com o tipo de engrenagem, carga aplicada e requisitos de precisão do sistema. Normas como a AGMA (American Gear Manufacturers Association), DIN 3967 e a ISO 1328 estabelecem diretrizes rigorosas para os ajustes adequados, assegurando um desempenho confiável e eficiente do sistema mecânico.

3. Como Calcular o Backlash

O cálculo do backlash pode ser realizado por diferentes métodos, dependendo do tipo de engrenagem e das especificações do sistema. A Figura 2 apresenta o cálculo do backlash conforme DIN 3967.

Figura 2: relações para cálculo do backlash (j)

 4. Impactos da Folga Excessiva ou Insuficiente

A regulação inadequada do backlash pode gerar diversos problemas operacionais, comprometendo a eficiência do sistema. Os impactos variam conforme a folga seja excessiva ou insuficiente:

• Folga Excessiva:

  • Impacta negativamente na precisão do sistema;

  • Pode gerar ruídos e vibrações excessivas;

  • Aumenta a possibilidade de impactos entre os dentes, causando desgaste acelerado;

  • Reduz a capacidade de resposta dinâmica do sistema mecânico.

• Folga Insuficiente:

  • Gera aumento do atrito entre os dentes;

  • Pode causar travamento térmico do sistema;

  • Aumenta as forças de contato, reduzindo a vida útil da engrenagem;

  • Pode provocar superaquecimento e falha prematura do sistema.

Esses problemas podem ser agravados por fatores como variações de temperatura, cargas dinâmicas e condições de operação inadequadas. O ajuste correto da folga é essencial para evitar essas falhas.

5. Métodos para Ajuste Correto do Backlash

Existem diversos métodos para ajuste preciso da folga entre engrenagens. A escolha do método adequado depende das especificações do sistema e do tipo de engrenagem utilizada.

• Ajuste por Espaçadores e Calços:

  • Utilizado para engrenagens montadas em eixos paralelos;

  • Permite ajustes finos através da adição ou remoção de espaçadores;

  • Ideal para sistemas onde o alinhamento e a estabilidade dos componentes são fundamentais.

• Movimentação do Eixo Motor ou Engrenagem Ajustável:

  • Aplicado em sistemas onde é possível alterar a posição relativa das engrenagens;

  • Permite ajustes dinâmicos durante a operação do sistema;

  • Utilizado em máquinas de alta precisão e transmissões complexas.

• Uso de Engrenagens de Precisão:

  • Projetadas com tolerâncias rigorosas para reduzir variações no backlash;

  • Ideais para sistemas que exigem alta confiabilidade e desempenho contínuo;

  • Reduzem a necessidade de manutenção frequente.

• Medidores de Backlash:

  • Equipamentos de medição, como réguas graduadas e relógios comparadores, podem ser utilizados para aferir e ajustar com precisão a folga;

  • Ferramentas computacionais, como simulação por elementos finitos (FEA), auxiliam na previsão do comportamento das engrenagens sob diferentes condições de operação.

  • 
    

6. Considerações Finais

O ajuste correto do backlash é fundamental para garantir a eficiência e a durabilidade dos sistemas de engrenagens. Tanto a folga excessiva quanto a insuficiente trazem impactos negativos, comprometendo a precisão, a vida útil e a segurança dos equipamentos. A adoção de métodos adequados de ajuste e o uso de normas técnicas são essenciais para um funcionamento otimizado.

7. Referências

ISO 1328:2013. Cylindrical gears – ISO system of accuracy.

AGMA 2000-A88. Gear Classification and Inspection Handbook.

DIN 3967:1986. Tolerances for Cylindrical Gear Teeth.

PERRACINI, Roberto. Folgas e backlash em engrenagens cilíndricas.