선형 시스템에서는 백래시와 히스테리시스를 동일한 현상으로 부르는 경우가 많습니다. 그러나 둘 다 모션 손실에 기여하지만 원인과 작동 방법이 다릅니다.
백래시: 선형 시스템의 적

백래시는 결합 부품 사이의 간격 또는 유격으로 인해 발생하며 이동 방향이 바뀔 때 데드 밴드가 발생합니다. 불감대에서는 결합 부품 사이의 간격이 제거될 때까지 움직임이 발생하지 않습니다.

일반적으로 백래시가 발생하는 구성 요소에는 볼 나사, 리드 나사, 벨트 및 풀리 시스템, 기어 등이 있습니다. 재순환 베어링 시스템에서 예압을 가하면 볼(또는 롤러)과 궤도 사이의 간격을 제거하여 백래시를 줄이거 나 없앨 수 있습니다. 일부 비순환 시스템은 백래시를 줄이거나 없애기 위해 스프링이나 특별히 설계된 리드 스크류 너트와 같은 대체 방법을 사용합니다.

아니면 그럴까요?

백래시는 일반적으로 기계 시스템의 부정적인 특성으로 간주되지만 항상 해로운 것은 아닙니다. 첫째, 백래시가 전혀 없는 부품을 생산하는 것은 비용이 많이 들고 대부분의 경우 비실용적입니다. 그리고 백래시를 줄이는 방법은 필연적으로 마찰과 마모를 증가시킵니다. 애플리케이션에서 약간의 백래시를 허용할 수 있다면 사용 가능한 구성 요소는 더 저렴하고 쉽게 사용할 수 있으며 많은 경우 수명이 길어집니다. 기어와 기어박스에서는 기어 톱니에 과도한 응력을 가하거나 마찰을 증가시키지 않고 기어가 맞물릴 수 있도록 약간의 백래시가 필요합니다.
히스테리시스란 무엇입니까?

히스테리시스는 자기 시스템과 가장 흔히 연관되어 있으며 전기 모터에서 히스테리시스 손실로 나타납니다. 간단히 말하면, 히스테리시스는 초기 하중(또는 자화력)에 대한 재료의 반응과 하중(또는 자화력)이 제거된 후 재료의 회복 사이의 관계입니다. 예를 들어, 철이 외부 자기장에 의해 자화되면 철의 자화는 자화력보다 뒤쳐집니다. 자화력이 제거되면 철은 어느 정도의 자성을 유지합니다. 즉, 반대 자화력이 가해지지 않으면 철은 자화되지 않은 상태로 완전히 회복되지 않습니다.

기계 시스템에서 히스테리시스는 재료의 탄성과 관련이 있습니다. 예를 들어, 볼 너트의 강철 볼이 비내력 영역에서 내하중 영역으로 이동함에 따라 이들이 받는 힘이 증가하여 약간 변형됩니다. 그러나 강철의 탄성 특성으로 인해 볼은 너트의 비내력 영역으로 다시 이동할 때 원래 모양으로 완전히 돌아오지 않습니다. 이러한 지속적이고 미세한 변형은 히스테리시스로 인해 발생합니다.

히스테리시스는 기계 시스템의 구동 샤프트 동작에도 영향을 미칩니다. 토크(비틀림 힘)가 샤프트에 가해지면 내부 응력이 발생하고 샤프트의 모양이 변경됩니다. 이러한 모양의 변화를 변형률(또는 비틀림 하중의 경우 비틀림 변형률)이라고 합니다. 완전 탄성 재료에서 응력과 변형률의 관계는 선형입니다. 그러나 완벽하게 탄성을 갖는 재료는 거의 없으며 재료의 비탄성으로 인해 비선형 응력-변형률 곡선이 생성됩니다. 힘이 증가하거나 감소함에 따른 이러한 비선형 동작을 히스테리시스라고 합니다.
선형 시스템에서 히스테리시스가 언제 중요합니까?

최고 정밀도의 기계 스테이지를 제외한 모든 스테이지에서 히스테리시스는 위치 정확도와 반복성에 미미한 영향을 미치며, 대부분의 경우 백래시의 효과는 히스테리시스의 효과를 훨씬 능가합니다. 그러나 동작을 생성하기 위해 재료 변형에 의존하는 압전 액추에이터는 명령된 동작의 10~15%에 해당하는 히스테리시스를 경험할 수 있습니다. 폐쇄 루프 시스템에서 압전 액추에이터를 작동하면 히스테리시스 효과를 줄이거 나 제거할 수 있습니다.