Пәндердің ОҚУ-Әдістемелік кешені

Дәріс жоспары:

1. Материалдың созылу-сығылуы.

2. Сырықты кронштейнің құрылмалары.

1. Кесіндінің ең шеткі бөлігіне қисаю, айналу кезінде салмақ көп түседі, ал созылу-сығылу кезінде материал толығымен қолданылып, кесіндінің барлық жерінде кернеу бірдей болады.

Сырықтың қисық кронштейнді түрде болуы қатаңдықтың жұмыс шартын өзгертеді (сурет 11.1). 11.1, а суреттегі сырықты кронштейнді қолдану иілуден сақтандырады.

Сурет 11.1. Сырықты кронштейнің құрылмаларын өзгерту сұлбасы:

а-иілуден сақтанатын білікті кронштейн; б- созылу-сығылудан сақтанатын кронштейн түтігі; в-созылу-сығылудан сақтанатын түтіктері тұтас қосылған кронштейн; г- вертикальды түтігі бар кронштейн

Кронштейн түтігі көбінесе созылу-сығылуға жұмыс істейді (сурет 11.1 б). Кронштейн түтіктерін тұтас қосатын болса, конструкция одан да берік және қатаң бола түседі (сурет 11.1 в). Вертикальды түтігі бар кронштейн (сурет 11.1 г). 11.1 б суреттегі кронштейнге қарағанда қатаңдығы аздау, себебі вертикальды түтіктің ұшына салмақ түскен кезде, күш әсер ететін бағыт бойынша орын ауыстырады және деформацияны шектеу үшін оның қатаңдығы қолданылмайды.

11.1 а суретте цилиндрді өсті күшпен салмақтау жағдайы көрсетілген.

1. Созылу-сығылу кезінде материал толығымен қолданылып, кесіндінің барлық жерінде кернеуі қандай болады? 2. Кронштейн түтігі көбінесе қандай жүктемеде жұмыс істейді? 3. Кронштейн түтіктерін тұтас қосатын болса, конструкциясы қалай бола түседі?

А.Е. Проников. Надежность машин,-М.: Машиностроение,1978.

Соколов В.И. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. - М.: Колос, 1992. – 399 с.

Харламов С.В. Практикум по расчету и конструированию машин и аппаратов пищевых производств. – Л.: Агропромиздат. Ленинградское отд-ние, 1991. – 256 с.

В.М. Соколов. Основы расчета и конструирования деталей и узлов пищевого оборудования. - М.: Машиностроение,1970. – 422 с.
Дәріс № 12. Машина құрылмаларының тозуға, жылуға, дірілге төзімділігі.

Дәріс жоспары:

1. Тозуға төзімділік.

2. Жылуға төзімділік.

3. Дірілге төзімділік.

1. Көптеген бөлшектер тозудың нәтижесінде істен шығып қалады. Тозған машиналарды жөндеу үшін біздің мемлекет жыл сайын ондаған миллиард қаржы бөледі. Кейбір машиналарда жөндеуге жұмсалған қаржы олардың өз құнынан да асып кетеді. Мысалы, жыл сайын тек ғана карьерлерде пайдаланатын экскаваторды жөндеуге кететін қаржы елімізде жыл сайын шығарылатын барлық экскаваторға кеткен қаржыдан 1,44 есе артық болса, ал жерді бұрғылау станоктары үшін көрсетілген қаржы 2 есе артық болады. Тракторлар мен бульдозерлерді жөндеуге кететін қор бөлшектерінен 180000-дай жаңа машина, ал станок өнеркәсібінде 150000-дай металл кескіш станоктарын жинастыруға болар еді. Машина бөлшектерінің 80-90-і тозудан істен шығатындықтан олардың тозуға төзімділігін арттыру мемлекеттік талап болып саналады. Тозған бөлшектер көбінесе төмендегі бұзылу жағдайларына әкеп соғады:

- Тозу нәтижесінде бөлшектердің беріктігі төмендейді және динамикалық күштердің шамасы артады. Бұл жағдай бөлшектердің сынуына әкеп соғады.

- Құралдардың, өлшеу аспаптарының және станоктар бөлшектерінің тозуы, олардың дәлдігін кемітіп, қолдануға жарамсыз етеді. Қазіргі уақытта тозудың көптеген түрі анықталады. Тозу машина бөлшектерінің жанасу бетіне сырттан енген қаттылығы жоғары абразивтер түсуден, тотығудан, металдардың бірімен-бірі қабысып қалудан және қажудан пайда болады.

- Машиналардың пайдалы әсер коэффициенті азайып, шу көбейеді.

Машина бөлшектерінің тозуға төзімділігін арттыру үшін оларға мынадай жағдайлар жасалуы қажет:

- Бөлшектердің үйкелісетін жерлерін үнемі майлап, үйкеліс коэффициентін азайту үшін антифрикциялық материалдар қолдану қажет.

- Қыздырып және химиялық әдістермен өңдеу арқылы тозуға төзімділігін арттыруға болады. Мысалы, көміртегімен қандыру, хромдау, азоттау және т.б. өңдеу арқылы болаттардың беріктігін, тозуға төзімділігін бірнеше есе арттыруға болады.

- Тез тозатын бөлшектерді ауыстырмалы немесе жылжымалы етіп жасаған жөн. Мысалы, сырғанау үштірегінің астарын ауыспалы етіп жасау немесе конусты үштіректердің сыртқы сақинасын жылжымалы етіп жасау тозудан пайда болатын саңылауды болдырмауға мүмкіндік береді.

- Бірімен-бірі жанасатын бөлшектердің материалдарын дұрыс таңдау жөн: а) тісті дөңгелектерді мейлінше қаттылығы жоғары етіп жасаған дұрыс. Шыныққан болаттан жасалған тісті дөңгелектер салмағы жағынан жақсартылған болаттан жасалған тісті дөңгелектерден 3 есе кем және олардың жұмыс істеу мерзімі жоғары. Шыныққан болаттардың қаттылығы абразив бөлшектерінің қаттылығынан жоғары болған жөн: ә) үйкелісте болатын машина бөлшектерінің бірін қаттылығы жоғары материалдан , ал екіншісін үйкеліс коэффициенті кем, тозуға төзімді материалдан (қола, жез, баббит) жасаған жөн; б) тек қана тот басып үгіліп тозуданжыл сайын мемлекет 10 млн. дай металл жоғалтады, олардың құны бірнеше миллиард теңгеге жетеді.

Бөлшектерді тот басудан қорғау үшін әр түрлі түсті материалдармен, полимерлер мен шыны материалдармен жабу әдісі қолданылады. Сондай-ақ жаңа материалдарды, атап айтқанда, өзекті арқаулы материалдар, металды керамикалық, графитті металдар және пластмассаларды кеңінен қолдану қажет.

2. Машина бөлшектеріне шамадан тыс күш түсіргенде, олар тез істен шығып қалады, оның себебі:

- Материалдардың беріктігі төмендейді, материалдардың температурасы 300-400⁰-қа жеткенде олардың беріктігі төмендеп, өздігінен “жылжу” пайда болады, былайша айтқанда, пішінін өзгертеді.

- Жоғары температурада май өзінің майлау қасиетінен айырыла бастайды. Айталық, автотрактор майы температурасы 120⁰ С-қа жетпей-ақ бұзылады, тек арнаулы май 300-400⁰ С-қа дейін майлау қабілеттілігін сақтап қалуы мүмкін, ал одан жоғары температурада үйкеліс күшінің кенеттен артуынан ол да майлау қабілеттілігінен айырылып, бөлшектердің бірімен-бірі жабысып қалу қаупі туады.

- Ыстықтың әсерінен бөлшектер арасындағы саңылау азаяды, дәлдік кемиді және басқа ұнамсыз жағдайлар пайда болады.
3. Дірілге төзімділік деп, бөлшектердің зиянды тербеліссіз, өздеріне тән тербеліс режимдерінде жұмыс істеу қабілеттілігін айтады. Машина бөлшектерін діріл төзімділігіне есептеу іс жүзінде зиянды тербелістің немесе резонанс құбылысының пайда болу шарттарын есептеуге әкеп соғады. Бізге белгілі резонанс құбылысы меншікті тербеліс пен еріксіз тербелістің жиілігі бірдей болғанда пайда болады. Міне, осыны алдын-ала ескеріп, айнымалы бөлшектерін сол жағдайларда жұмыс істемейтіндей етіп жасау, дірілге төзімділікке есептеу болып саналады.
Өзін-өзі тексеру сұрақтары.

1. Тозған бөлшектер көбінесе қандай бұзылу жағдайларына әкеп соғады? 2. Машина бөлшектерінің тозуға төзімділігін арттыру үшін оларға қандай жағдайлар жасалуы қажет? 3. Бірімен-бірі жанасатын бөлшектердің материалдарын неге дұрыс таңдау жөн? 4. Шыныққан болаттардың қаттылығы абразив бөлшектерінің қаттылығынан неге жоғары болған жөн? 5. Бөлшектерді тот басудан қорғау үшін қандай материалдар қолданылады? 6. Машина бөлшектеріне шамадан тыс күш түсіргенде, олар тез істен шығып қалады, оның себебі қандай? 7. Дірілге төзімділік деген не?

А.Е. Проников. Надежность машин,-М.: Машиностроение,1978.

Соколов В.И. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. - М.: Колос, 1992. – 399 с.

Харламов С.В. Практикум по расчету и конструированию машин и аппаратов пищевых производств. – Л.: Агропромиздат. Ленинградское отд-ние, 1991. – 256 с.

В.М. Соколов. Основы расчета и конструирования деталей и узлов пищевого оборудования. - М.: Машиностроение,1970. – 422 с.
Дәріс № 13. Ескіру процестерінің классификациясы.

Дәріс жоспары:

1. Сыртқы белгілерінің пайда болуы бойынша ескіру процесінің классификациясы.

2. Бөлшек материалдарының бүліну процесі.

3. Желіну процесі.

4. Өскін пайда болу процестері.

5. Сыртқы қабатқа әсер етуден болатын ескіру процесстері.
1. Ескіру процесі машина бөлшектерінің материалында болатын әр түрлі күрделі құбылыстармен сипатталатындықтан, олардың классификациясын, тозу процесі нәтижесінде пайда болған ішкі көріністерге байланысты жөнді өткізу.

Процестің сыртқы көріністері бойынша, яғни бөлшектердің деформациясы, тозуы, қасиеттерінің өзгеруі және басқа көрсеткіштерінің өзгеруі бойынша бөлшек материалының қаншалықты бүлінгенін жоруға және бұйымның шекті жағдайына жақындығын бағалауға болады.

Ескірудің қайтымсыз процестерін сұрыптағанда, сонымен қатар осы берілген процесте көрінетін сол ауданын анықтау керек, яғни бөлшек материалының барлық көлемін қозғайды ма, сыртқы қабаттарында ғана белгі береді.

Ескіру процесінің ең қатерлі болып табылатын көрсеткіші, бөлшек денесіне бүліну қаупін төндіреді, материалдың өлшемдері мен қасиетттерін өзгертеді – пластикалық, электроөткізгіштік, магниттік және тағы басқа қасиеттері.

Көбінесе ескіру процесі сыртқы қабаттарда өтеді. Сонымен қатар бөлшекке ішкі ортаның температуралық, химиялық, механикалық және басқа да факторлары әсер етуі мүмкін. Нәтижесінде сыртқы қабатының материалының жоғалуына байланысты, әр түрлі құбылыстар болуы мүмкін, коррозия, кавитация және тағы басқа процестер.

Сыртқы қабаттарға басқа материалдың қосылуына байланысты, сыртқы қабаттарда адсорбция, адгезация, нагар және басқа да сол сияқты процестер де өтуі мүмкін.

Бөлшек материалдарының бұзылуын болдырмайтын статистикалық және динамикалық кернеулердің салдарынан және шаршау бұзылуына әкелетін ауыспалы кернеу салдарынан болуы мүмкін.

Бірінші жағдайда, рұқсат етілетін жағдайдағы сыртқы жүктемелер бөлшектің қолданыста болу ұзақтылығымен байланысты емес болғандықтан, оқыс ауытқушылықтар орын алады. Шаршау бұзылуына біртіндеп ауытқулар жатады, өйткені, жұмыс кезінде бөлшек материялының қасиеті өзгереді де, қолдану уақыты (жүктеу циклының саны) бөлшектің шаршау бұзылуына әкеп соғуы мүмкін.

В.С. Иванова шаршаудың жалпы ортақ диаграммасын ұсынады. Бұл диаграмма былай тұжырымдалады:

- металлда кристалды тордың серпімді қисаюының жиналуы – циклды қуаттылық қызметінің бастапқы сатысы.

- жүктеу циклының нақты санынан кейін кристалды тордың серпімді қуаттылығы критикалық үлкендікке жетеді де, субмикоскопты сызаттар пайда болады.

- одан кейін субмикроскопты сызаттар ұлғайып, дамып микросызаттар көлеміне жетеді де сыналатын үлгінің толығымен бұзылуына әкеледі.

Шаршаудың жалпы ортақ диаграммасында АВС – қисық сызығы – шыдамдылық қисығы (Велер қисығы). v_w шыдамдылықтың ұзақтылық шегінен төмен кернеу кезінде микросызаттар дамиды. А¹В¹С¹ – субмикроскопиялық сызаттар пайда болу шегі және А¹С – микросызаттар пайда болу шегі немесе қайтарылымсыз бұзылу сызығы (Френч сызығы). Шаршаудың критикалық жүктелу кезінде v_n>v_w бұзылудың N_к циклы арқылы болады (циклдың критикалық саны).

Егер үлгіде нақты көлемдегі сызаттың болуы бұзылудың бір сатысын сипаттайды деп алсақ, онда диаграммада шаршау сынығының берілген ұзындығын тағы да бірнеше сызықтар жүргізуге болады.

Мысалы, машина бөлшектері бұзылуының типтік үлгілерін алсақ.

Біліктің шаршау сызаты және тісті біліктің тістері дайындау немесе құрастыру кезіндегі қателіктер салдарымен байланысты кернеудің жоғарылығынан немесе бөлшекті қолдану кезіндегі циклды динамикалық жүктеудің жоғары болуы салдарынан пайда болуы мүмкін. Тістердің сынау сипатына ұзындық бойынша кернеу, бекіту түрі, кернеу концентрациясының көзі және т.б. факторлар жатады.

Материалдық шаршау сызаттары міндетті түрде бөлшектің сынуына әкеп соқпайды. Бөлшектің жұмысқа қабілетінің бұзылуы білінбейтін көлемде ғана болатын шаршау сызаттары пайда болуы мүмкін, мұнда оның тез үлкеймеуі ғана қауіптілік әкеледі.

Заман талабына сай есептеулер сынықтардың даму жылдамдығын бағалауға және жұмыс істеуге мүмкін шекте қанша уақыт болатынын есептеуге мүмкіндік беретінін айтып кету керек.

Жергілікті бұзылулар гидрожүйе құбырларында пайда болуы мүмкін, өйткені, қысымның жоғарылауынан немесе бөлшек материалының беріктігі төмен болуынан жергілікті үрленулер болады да, сол орын бұзылуға ұшырайды.

Заман талабына сай машиналар арасындағы бұзылулар олардың жұмыс істеу барысындағы жоғарғы күштік жүктемелер мен жоғарғы температура қысымынынан болады. Мысалға, жылу алмастырғыш аппаратында, - ыстық құбырлар, жану камераларының қабаты, пісіру камералары және т.б. – өте жоғары температура, жылу кернеуінің қалыпсыздығы, жүктеменің ауытқуына ұшырататын вибрациялық кернеу жағдайында жұмыс істейді. Аппараттың жану камерасының қабатындағы сынықтар, сонымен қатар шаршау бұзылулары бар. Бұл материалдың бұзылулары тозу процесінің пайда болынан және жөнделмейтін процесс болып саналады.

Материалдың тозу процесінің көрінуі бөлшектің деформациясы. Деформацияның өсуі бөлшектің алғашқы параметрлерін өзгертеді, осыдан кейін, дәлділікті тапал ету жағдайында заман талабына сай машиналар бөлшектері тез бұзылады.

Бөлшек деформациясының өзгеруі бөлек орындарда пластикалық деформациялардың пайда болуымен байланысты. Сыртқы жүктеулерді алып тастаған жағдайда серпімді деформациялар жойылады, ал пластикалық деформациялары бар аймақтар болса, ішкі күштерді қайта топтастыру процесі өте қиын, оның салдарынан қалдық деформациялар пайда болады.

Мысалы, аз уақытты жүктеуде ұзақ уақыт жұмыс істеген білік уақыт өте деформацияға ұшырайды да өсі тіктілікті жоғалтады.

Уақытпен өзгеретін және жоғары температурада жұмыс істейтін бөлшектердің пластикалық деформациясы жорғалағыш деп аталады. Жорғалағыш бөлшектің дұрыс жұмыс істеуінің бұзылуына әкеледі. Жорғалағыш кезінде бірігулер бастапқы тартылуын жоғалады, бөлшектердің пішіні мен бастапқы орналасуы өзгереді.

Бөлшектердің деформациялануы ішкі кернеулердің бөліну есебінен серпімділік шегіндегі жүктеу кезінде болуы мүмкін. Бұл кернеулер бөлшекті құю кезінде немесе құрылымдық өзгеру кезінде пайда болады.

Дайындалуынан кейін және фаза құрамы мен құрылымын өзгеруінен кейінгі ішкі процестер бөлшектің деформациясына ғана емес, сонымен қатар магнитты, механикалық және басқа да қасиеттеріне өзгерістер әкелуі мүмкін.

Мысалы, газ өткізгіштік немесе резервуар қабырғасынан су өту материалдың құрылымдық өзгерумен байланысты, бұл бөлшектің жол берілмейтін бұзылуы.

Бұл категорияға машинаның жұмыс арқаратын элементі болып саналатын ластану немесе су мен газ құрамдарының өзгеру процессі жатады. Мысалы, гидрожүйе майының немесе қозғалтқыш жанар майының ластануы, амортизатор газының құрамы өзгеруі және т.б.
3. Бөлшектің қоршаған ортамен байланысқа түсуі сыртқы қабатында әртүрлі ескіру процессі жүруіне әкелуі мүмкін. Бұл жағдайда бастапқы материал жоғалуы мүмкін немесе қоршаған ортадан басқа материал қабаты қосылуы мүмкін.

Бірінші жағдайда процесстердің салдарынан сыртқы қабаттың жерінуі болады. Қоршаған ортаның электро-химиялық әсер әтуі салдарынан бұзылуға әкелетін металдар мен балқулардың тотығуы. Бұзылу бөлшектің сыртынан басталады.

Атмосфералық жауын-шашындар мен ылғалды ауа әсер етуден машинаның сыртқы бөліктері атмосфералық тотығуға ұшырайды – тұрқы, қанқа және т.б. Атмосфералық тотығу электро-химиялық тотығудың бірден бір көрінісі, мұнда ылғалды газдар және сұйық электролиттер қышқылдану мен қалпына келтіру (анодты және катодты реакциялар) реакциялары жүру үшін жағдай тудырады. Электро-химиялық тотығу материалдың біртұтастығын жояды, бөлек сыртқы орындар электродты потенциялға ие болады. Бөлек қосылудан, жабынды болуынан, сыртқы қабаттың бөліктерінде әртүрлі кернеу болуынан тотығу ұшырататын көптеген микрогальваникалық элементтер пайда болады. Электро-химиялық тотығу тамақ өндіріс құрылғыларының сумен байланысатын бөліктеріне тән. Газды (химиялық) тотығу металдар мен балқытулардың құрғақ газдармен немесе электролитті жылуұстағыштармен байланысқа түскенде пайда болады. Мысалы, газдық машиналар бөлшектерінің және т.б. жоғары температуралық қышқылдануы.

Кернеудің ауыспалы әсерімен қосылғанда тотығу материялдың шаршау тотығуына әкеледі. Шаршау тотығуына көбінесе кемелердің ескек бұрамасында, металдан жасалған арқандарда болады. Тотығудың ең қауіпті түрі қабаттың бетіне сызат түсу. Белсенді қызмет атқару орындарында металды қабаттар бетінің бұзылуға ұшырауы үш негізгі фактормен анықталады:

- біртұтастықсыз және дефекттісі бар металл қасиетті (бастапқы және технологиялық процесс салдарынан өзгерген);

- сызат түсетін процесті пайда болуын анықтау үшін энергетикалық жағдайды анқтайтын бөлшек материялының кернеудегі жағдайы;

- тотығу процесінің белсенділігін анықтайтын қоршаған орта әсері, сонымен қатар қосалқы жылу, эрозиялық, кавитациялық және т.б. процесстер.

Осы процестердің әрбіреуінің әсері сыртқы қабат бетінің бұзылу сипатын анықтайды – механикалық (ортаның әсер етуі жай ғана),жаппай тотығу (кернеу рөлі үлкен емес), сызатты тотығу (қоршаған орта мен ішкі кернеулердің біріккен әсері).

Тотығу мен одан қорғану мәселесіне көптеген әдебиеттер арналған.

Нақты жағдайда бөлшектің сыртқы қабатына газ немесе ылғалдың әсер етуі эрозияның «жайылуына» әкеліп соғады. Сыртқы қабат бетінде дақтар, кратерлер, сызаттар және т.б. пайда болады. Егер газ немесе ылғалдың ағымы қатты болса эроциялық бұзылу күрделенеді.

Эрозиядан бұзылу ақырын дамиды. Одан кейін жұқа сыртқы қабан бетіне түсетін әсерлерден микросызаттар пайда болады да, бұзылу жылдам жүреді.

Эрозиялық зақымдану мұнай немесе сазды лай соратын тереңдікте орналасатын сораптарға, көмір комбайндарының механизмдеріне, жанар-жағар май және гидравликалық агрегаттарды сепкіштерге және т.б. тән. Көбінесе эрозия және тотығу процесстері бірге өтеді.

Гидравликалық машиналарға сұйықтық ағымында газ пен бу көпіршіктері пайда болады да, жоғары қысым аймағына өткен кезде бу конденсациясы жүріп, жергілікті гидравликалық соққыға жағдай жасалатын кавитация тән. Бұл жағдай сыртқы қабатқа үлкен әсер етеді, өйткені, терең ойықтар пайда болады, олар қосылып кратер құруы немесе өтпелі тесіктер пайда болуы мүмкін.

Тотығу жағдайымен байланысса кавитация процессі өте жылдам жүруі мүмкін, мысалы механизмтер теңіз суында жұмыс істесе. Кавитация гидросорғыларда, гидротурбиналарда, құбырларда және басқа да арнайы жүйелерде байқалады.

Газдың ыстық ағымымен және жоғары температурамен жұмыс істейтін бөлшектерге тән материялдың сыртқы қабатының желінуіне әкелетін процестерге күйю жатады. Бұл зақымдану түрі жылу құбырларына, жану камераларына және т.б. тән.
4. Көптеген машиналар бөлшектерінің сыртқы қабаты әртүрлі қоршаған орта әсерлеріне, өзгерістерге, ұшырайды, оның салдарынан материалдар қосылып (өскін) сыртқы қабар түрі мен қасиетін өзгертеді.

Диффузия, адсорбция, когезия, адгезия процестері салдарынан сыртқы қабатқа бөтен бөлшектер жабысады. Металды өңдеу процесі саймандардың кесетін бетінде өскіннің пайда болуы интенсивті адгезия мысалына жатады. Кесу орнындағы температураның жоғары болуы кескіш сайманның жүзіне (мысалы, кесетін өткір жүзіне) жоңқа жабысып өскін пайда болады, бұл құралдың қасиетін өзгертеді және оның қызмет ететін уақытын қысқартады. Өскін көбінесе редукторлар қабырғасында, сүзгілерде ластануы ретінде пайда болады.

Өскіннің пайда болуы басқа процестермен қарай жүруі мүмкін. Мысалы, машинаның сумен байланысатын қабатында тотығумен бірге балдырлардың және микроорганизмдердің жабысуы (өскін) жүреді, бұл процесс машинаның парамертлерін өзгертеді (оның жүзуін).

Кейбір жағдайларда жабысу жұмыс ерекшелігіне тән болады, мысалы, жану камераларының шамдарында күйік ретінде пайда болады.

Гидроканалдар қабырғаларына соғылу салдарынан пайда болған ойықтарға қатты бөлшектердің, лайдың жабысуы салдыры әсерінен пайда болатын процесс облитерация деп аталады. Облитерация процесі молекулалардың болуы мен канал қабырғасына олардың жабысу мүмкіндігіне байланысты.

Канал қабырғасына қатты жабысу бірнеше микрон қалыңдықтағы қабырға үшін пайда болатындықтан гидроканалдардың кіші қиылыстары үшін өте қауіпті.

Мұның салдарынан канал арқылы өтетін сұйықтық мөлшері, жүйедегі қысым өзгереді, бұл жүйе қызметінің бұзылуына әкеледі.
5. Машиналар үшін көбінесе екі қабатқа әсер етуден болатын ескіру процессі тән. Бұл жағдайларды қабат бетінің ескіруі пайда болады. Бағыттайтын элементтер (үштіректер, сырғанайтын бағыттағыштар), тежегіш пен фрикционды муфталардың қажалатын қабаты, тісті, бұрамалы, шынжырлы және т.б. берілістер, піспекті сақиналар мен цилиндрлер, жұдырықшалы және кулисті механизмдер, шарнирлер, өстер және т.б. машина бөлшектері тозады.

Тозу – бөлшектер мен олардың қабатының беті үйкелу салдарынан болатын процесс. Егер кабаттың бұзылуына келсек, онда «ескіру» термині қолданылады.

Механизмдерді ашу мен тозудың физикалық сипатына көптеген жұмыстар арналған.

Тозуға қабаттың қажалуы ғана емес, үйкелу күші әсер ететін майысу және қысым кезінде жұқарған қабаттың шаршауы да жатады. Тозудың негзгі түрі қабаттың әсерге түсуі мен қозғалуына байланысты.

Егер қабаттың ауысуы болмаса бұл оның майысуына әкеледі (пластикалық деформация). Тісті қосылулардың, табанды және штифт өстерінің берілістері, тілікті қосылулардың және т.б. машина бөлшектерінің бұзылу түріне майысу тән.

Қабаттың сырғанауы оның тозуына әкеледі. Мұндайда, тозумен жалғасатын пластикалық деформацияның пайда болуы азайуы немесе элементер жұбының қатайу салдарынан мүлдем жоғалуы мүмкін.

Қарсыласу бөлшектерінің қабаты қатысты ауысуынан болатын тозудың арнайы түрі фреттинг-тотығу деп аталады.

Сызық бойынша немесе нүкте қабатын бастапқы жону қабат беті бөліктерінің қопарылуымен көрінетін сыртқы қабаттың шаршауына әкеледі. Бұл, мысалға, үштіректерге, жұдырықшалы механизмдер роликтеріне қатысты. Материал жеткілікті қатты болмаса үлкен қысым кезінде майысу байқалады.
Өзін-өзі тексеру сұрақтары.

1. Ескіру процесі машина бөлшектерінің материалында болатын әр түрлі күрделі құбылыстармен сипатталатындықтан, олардың классификациясы қандай? 2. Ескірудің қайтымсыз процестерін сұрыптағанда, сонымен қатар осы берілген процесте көрінетін сол ауданын не істеу керек? 3. Ескіру процесінің ең қатерлі болып табылатын көрсеткіші қандай қасиеттерін өзгертеді? 4. Сыртқы қабатының материалының жоғалуына байланысты қандай құбылыстар болуы мүмкін? 5. Сыртқы қабаттарға басқа материалдың қосылуына байланысты, сыртқы қабаттарда адсорбция, адгезация, нагар және басқа да сол сияқты процестер де өтуі мүмкін? 6. Бөлшек материалдарының бұзылуын болдырмайтын қандай кернеулердің салдарынан және шаршау бұзылуына әкелетін қандай кернеу салдарынан болуы мүмкін? 7. Уақытпен өзгеретін және жоғары температурада жұмыс істейтін бөлшектердің пластикалық деформациясы не деп аталады?

А.Е. Проников. Надежность машин,-М.: Машиностроение,1978.

Соколов В.И. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. - М.: Колос, 1992. – 399 с.

Харламов С.В. Практикум по расчету и конструированию машин и аппаратов пищевых производств. – Л.: Агропромиздат. Ленинградское отд-ние, 1991. – 256 с.

В.М. Соколов. Основы расчета и конструирования деталей и узлов пищевого оборудования. - М.: Машиностроение,1970. – 422 с.
Дәріс № 14. Ескіру кезіндегі ағып кету процесінің типтік заңдылығы.

Дәріс жоспары:

1. Ескіру процесі заңдылығы уақытының жіктелуі.

2. Зақымдану процесін көрсететін тәуелділік.

3. Көпсатылы процесс.

4. Ескіру процесінің жылдамдығына бұйым жұмысы режимінің ықпалы.



U(t)_

Яғни, ол өз кезінде бұйымның шығу параметрі мен қай уақытта өзгеріске ұшырайтынын анықтай алатын уақыт функциясы сияқты болады. Ескіру арқылы зақымдалуға қаншалықты назар аударылмайтын процесс ретінде қарасақ, онда байланыстылық біркелкі кемімейтін функцияның ережесі болып табылады. Зақымдалу дәрежесі қандай да бір физика-химиялық фактордың, материалдың қаттылығы, беріктігі, химиялық құрамы, құрылымы сияқты бағалық қасиеттерінің өзгерістерін сипаттаса, онда ақырында бұл оқиғаға кезігуіміз мүмкін.

Мұндай жағдайда зақымдалу көлемі U өсуі мүмкін, ал осы процестің жылдамдығы белгісін өзгертеді.





Мысалы, бірнеше зерттеушілер қарауында жарықтың бәсеңдеуінің жылдамдық бойы оның ұзындығына қатысты. Оның аналогиялық жақын пен жүрудің басталу жылдамдығына баға беретін мысалдар бар.

Сызықтық қатыстылыққа _ – да U-ға дейін, яғни

_ (14.1)

Бұл теңдеуді интеграциялағанда уақыт функциясы сияқты зақымдану ұзақтығын экспоненциалды тәуелділікті ала аламыз.

Оң k



Теріс k



Бұл тәуелділік масштабты эффект (процестің жүруі кезінде зақымдалудың ұлғаюы) анықтала бастағанда орын алады.

Бұл экспоненциалды тәуелділік ағыудың түрлі процестерінің заңдылығын сипаттауға көп қолданылады.

Кейбір жағдайларда, яғни процесс жылдамдығы бір уақытта тең ықпалды фактордың ретіне әсер етсе, онда тәуелділік _ (t) экстремумды (максимум немес минимум) жасайды, ол экстремум коррозияның кейбір түрлері мен U(t) функциясы асқынған нүктеде болады. Максимумға жеткенде және төмендеу _ 0-ге жеткенде зақымдану процесі тоқтайды. Мұндай тәуелділік ішкі күштің қайта бөлінуі үшін және процесс кезінде пайдалану деформациясы үшін сипат алады. Кейде бірнеше жылға дейін созылатын мұндай анықтау кезеңінен соң тербелмелі құйылу тоқтайды.

Алғашқыда қандай да бір ішкі зақымданудан қор пайда болып, кейін біраз кешігулерден соң басталатын процесте кездеседі. Мұндай жағдай зақымдану дәрежесінің арасындағы тәуелділікті пайдалану мен себеп тудырғанда және ішкі байланысты жартылай орнатқанда пайда болады. Зақымдану процесі бірден басталғанымен оның параметрінің ұлғаюы кеш айқындалады. Мысалы, материалдың бәсеңдеп барып бұзылуында салмақ түсу циклінің саны анықталған соң жыртық пайда болады.

Егер процесс жылдамдық белгісін өзгертсе, ағатын материалда физика-химиялық күрделі процесс суреттелсе, онда U(t) функциясы экстремумды тауып зақымдану дәрежесін сипаттайды.

2. Зақымдану процесін көрсететін тәуелділік реттерін мысалы түрінде қарастырып процестің жылдамдығында көрінетін себептерді талдаймыз.

Көбінесе тозудың тууының көп түрі үшін сызықтық тәуелділік U=Rt тараған. Егер процесс интенсивті түрде өтсе, оған фактор қатарлары әсер етеді, сызықтық тәуелділік жақындау жылдамдығын сақтайды. 40Х болатты өңдегенде Т15К6 қатты қорытпадан металлкескіш ойма тозығын алуға болады. Мұнда зақымдану дәрежесі U тозықтың h артқы шегінен фаска ұзындығы бағаланады.

Зақымданудың әртүрлі процестері оған құрғақ газ немесе сұйық электролиттер еместер ықпал етпегенде бақыланады.

Металдың химиялық коррозия жылдамдығы пленка түріндегі кристаллохимиялық процесс жылдамдығында, не болмаса металл мен реагентке пленка арқылы ықпал ететін екі құрылымды диффузияның кездесу жылдамдықтарында анықталады. Пленка қалыңдығы тәуелділігінің барлық түрінің уақытымен келесі теңдеуде анықталады, Эванс ұсынуымен:

_ (14.4)

мұндағы, _ – зақымдану дәрежесі жоғары бағаланатын пленка қалыңдығы; _ - диффузия коэффициенті; R₀ – пленка түріне химиялық реакцияның үзіліссіз жылдамдығы; c₀ – пленкаға іштей жақын реагентқа ықпал етуші концентрция; t – уақыт.

Сурет 14.1. Зақымдану процесін сипаттайтын мерзімді