במערכות ליניאריות, לעתים קרובות מכונים התנגשות והיסטריה כאותה תופעה. אך בעוד ששניהם תורמים לתנועה אבודה, הגורמים ושיטות הפעולה שלהם שונים.
התנגשות: אויב המערכות הליניאריות
התנגשות נגרמת כתוצאה מפינוי, או משחק, בין חלקי ההזדווגות, המציגה להקה מתה כאשר כיוון הנסיעה מתהפך. בלהקה המתה, לא מתרחשת תנועה עד לבטל את המרווח בין חלקי ההזדווגות.
רכיבים שחווים בדרך כלל התנגשות כוללים ברגי כדור, ברגי עופרת, מערכות חגורה וגלגלת והילוכים. במערכות מיסב מחזוריות, יישום טעינה מוקדמת יכול להפחית או לחסל את ההתקפה על ידי הסרת המרווח בין הכדורים (או הגלילים) לבין המירוצים. יש מערכות שאינן מחליטות משתמשות בשיטות אלטרנטיביות, כגון קפיצים או אגוזי בורג עופרת מעוצבים במיוחד, כדי להפחית או לבטל את ההתקפה.
או שזה?
למרות שבדרך כלל נתפסת הפגיעה כמאפיין שלילי של מערכות מכניות, הוא לא תמיד מזיק. ראשית, הפקת רכיבים נטולי התנגשות לחלוטין היא יקרה וברוב המקרים, לא מעשית. ושיטות להפחתת התנגשות מגבירות בהכרח את החיכוך והלבוש. אם ניתן לסבול את ההפוגה מסוימת ביישום, הרכיבים הזמינים יהיו פחות יקרים, זמינים יותר ובמקרים רבים יהיו חיים ארוכים יותר. בהילוכים ותיבות הילוכים, יש צורך בפיגוע מסוים כדי לאפשר להילוכים לרשת מבלי להדגיש יותר מדי שיני הילוכים ולהגדיל את החיכוך.
מהי היסטריה?
היסטריה קשורה לרוב למערכות מגנטיות ומתבטאת במנועים חשמליים כאובדן היסטריזה. בפשטות, היסטריה היא הקשר בין תגובת חומר לעומס ראשוני (או כוח מגנט) לבין התאוששות החומר לאחר הסרת העומס (או כוח המגנט). לדוגמה, כאשר הברזל ממגנט על ידי שדה חיצוני, המגנטציה של הברזל מפגרת מאחורי כוח המגנט. כאשר מוסר כוח המגנט, הברזל שומר על כמות מגנטיות מסוימת. במילים אחרות, הברזל אינו מתאושש במלואו למצבו הלא-מגנט אלא אם כן מיושם כוח מגנט מנוגד.
במערכות מכניות, ההיסטריזה קשורה לגמישות של חומר. לדוגמה, כאשר כדורי פלדה באגוז הכדור עוברים מאזור שאינו נושם עומס לאזור הנושא עומס, הכוחות שהם חווים גדלים, וגורמים להם להתעוות מעט. אך בגלל התכונות האלסטיות של הפלדה, הכדורים אינם חוזרים לחלוטין לצורתם המקורית כאשר הם חוזרים לאזור שאינו נושא העומס של האום. עיוות מתמשך ומיקרוסקופי זה נובע מהיסטריה.
היסטריה משפיעה גם על התנהגות פירי כונן במערכות מכניות. כאשר מומנט (כוח פיתול) מוחל על פיר, הוא מייצר לחץ פנימי וגורם לפיר לשנות צורה. שינוי צורה זה מכונה זן (או, זן פיתולי, במקרה של העמסת פיתול). בחומרים אלסטיים לחלוטין, הקשר בין לחץ למתח הוא ליניארי. אך מעט חומרים הם אלסטיים לחלוטין, וחוסר האלסטיות של החומרים מעניק להם עקומת מתח לא לינארית. התנהגות לא לינארית זו ככל שכוחות מתגברים וירידה מכונה היסטריה.
מתי היסטריה חשובה במערכות ליניאריות?
בכל השלבים המכניים בעלי הדיוק הגבוה ביותר, להיסטריה יש השפעה זניחה על דיוק המיקום ועל יכולת ההחזרה, וברוב המקרים, ההשפעות של התנגשות עולות מאוד על אלה של ההיסטריה. עם זאת, מפעילי פיזו, המסתמכים על מאמץ חומרי לייצור תנועה, יכולים לחוות היסטריה של 10 עד 15 אחוז מהתנועה הפקודה. הפעלת מפעילי פיזו במערכת לולאה סגורה יכולה להפחית או לחסל את השפעות ההיסטריה.
זמן ההודעה: פברואר 28-2022