Mühazirələr konspekti Bakı 2020 Dİaqnostik məlumatlarin əsas nöVLƏRİ

4. XARİCİ SÜRTÜNMӘDӘ CİSMLӘRİN QARŞILIQLI KONTAKT TӘ'SİRİ

Qovşaqların yeyilmәyә davamlılığının artırılması maşın hissәlәrinin kontaktında baş verәn proseslәrin öyrәnilmәsilә bağlıdır. Hәqiqi bәrk cismlәr mütlәq hamar olmur. Kontaktda olan cismlәrin nahamarlığı mexaniki e'malın xarakterilә yanaşı, bilavasitә sürtünmә vә yeyilmә prosesinin özü ilә dә bağlıdır. Bundan başqa heteroken strukturlu sәthlәrdә yüklәnmә zamanı qeyri bәrabәr deformasiya baş vermәsi nәticәsindә nahamarlıq yaranır. Buna görә dә bәrk cismlәr arasında kontakt hәmişә diskret xarakter daşıyır vә hәqiqi kontakt sahәsi nominal toxunma sahәsinin cüzi hissәsini tәşkil edir. Sürtünmә zamanı sәthlәrin qarşılıqlı tәsiri yalnız faktiki kontakt sahәsindә baş verdiyi üçün bu sahәnin tә’yini sürtünmә vә yeyilmә prosesinin öyrәnilmәsi üçün xüsusi әhәmiyyәt kәsb edir.

Şəkil 2. Hissələrin toxunma cxemi

a x b – nominal sahə (A_a); nöqtələrdə faktiki toxunma sahəsi (A_r) göstərilmişdir; toxunmanın kontur sahəcikləri (A_c) biləşdirilmişdir.

Sәthlәrin dalğalılığı vә formanın makromeyillәnmәlәri sayәsindә kontakt ayrı-ayrı zonalarda çıxıntıların tәpәlәrindә baş verir (şәkil 2).

Yük artdıqda әvvalcә hər bir kontakt xalının sahәsi artır, sonra isa kontakt sahәsi әsasәn kontakt xallarının sayını artmasilә böyüyür. Bununla alaqәdar olaraq kontakt sahalәrini nominal. faktiki vә kontur sahәlәrinә bölürlәr.

Nominal kontakt sahәsi (bax, şәkil 2) hissәlәrin nominal qovuşma ölçulәrinә uyqun kәlir. Qovuşan bәrk çismlərin sethn həmişә dalğalı vә kəlә-kötür olduqu üçün onlar nominal cəbə boyunça yox ayrı-ayrı nöqtəlәrə dә toxunur. Toxunma nöqtәlərindә yüksәs gәrkinlik yaranır ki, bu da kәlә-kötürlәrin biri-birinə batmasına sәbəb olur.

Friksion rabitәnin pozulma xarakteri batmanın dәrniliyindən vә kalә-kötürlәrin həndәsi şəklindәn asılı olur: elastik sıxışdırılma, plastik sıxışdırılma. kәsilmә baş verir ki, bu də sürtünmә əmsalına vә yeyilmә intevsivliyinә әhәmiyyәtin dәrәcədə tə'sir edir.

Faktiki kontakt sahəsi ayrı-ayrı kontakt xallarının sahalәrinin cəmindәn ibarәtir. Faktiki kontakt sahəsi hәr bir ayrı nahamarlıqın həndәsi şәklinin, ona tә’sir edәn sıxıçı yükün vә materialın mexaniki xassәlәrinin (xüsusi elastiqiyyәt və axıçılıq hәddi) funksiyasıdır.

Kontur kontakt sahәsi ayrı-ayrı kontakt zonalarında dalğaların tәpәlәrindә qruplaşan faktiki kontakt sahәlәrinin mәcmunundan ibarәtdir. Kəlә-kötürlüklә dalğalıq arasında fәrq müәyyәn mәnada şәrti olduğu üçün kontur sahәsi olaraq elә sahәni kәtürürlәr ki, o sahәdә kontakt xalları arasındakı məsafә sәthin verilmiş kəlә-kötürlüyünün baza uzunluqundan çox olmasın.

Statik yüklәmәdә sәthlәrin kontaktı prosesi aşağıdakı qaydada qedir. Yük sәthә dalğa tәpәlәrinin mikrohәndәsi meyllənmәlәrindәn ibarәt olan yüksәkliklәri vasitәsilә tә'sir edir. Burada kontur kontakt sahәsini әmәlә kәtirәn zonalar yerlәşir. Kontakta birinçi olaraq ümumi hündürlüyü daha çox olan çıxıntılar daxil olur. Nahamarlıqların vә onların әsasının deformasiyası sәthlәri yaxınlaşdırır. Yük art-dıqça sәthlәr daha da yaxınlaşır vә hündürlüyü nisbәtәn az olan çıxıntılar kontakta daxil olur. Hündürlüyü müxtәlif olan çıxıntıların kontakta müxtәlif vaxtda daxil olması onların gәrkinlik vәziyyәtinin vә deformasiyasının müxtәlif olmasına sәbәb olur. Qeyd etmişdik ki, çıxıntılar elastiki, möhkәmlәnmәdәn elastiki-plastiki vә möhkәmlәnәrәk elastiki-plastiki deformasiyaya uğraya bilər. İlkin yüklәmә zamanı kəlә-kötürlərin xalis elastiki deformasiyası yalnız elastiki çismlərdə (məsəlәn, rezindә) baş verəbilәr, Çox hamar metal cismlərin kontaktında da elastik deformasiya üstünlük tәşkil edir. Әksәr hallarda isə ilkin yüklәmәdә faktiki kontakt sahәsinin yaranmasında plastiki deformasiya aparıçı rol oynayır.

Müәyyən olunmuşdur ki, mikronahamarlıqların çıxıntılarının plastik deformasiyası vә onların qarşılıqlı batması təxminәn materialın axıcılıq hәddinin üç mislinә bәrabәr olan yükün tәsirilә başlayır. Faktiki kontakt sahәlәrindә maksimum orta tәzyiq plastik deformasiya prosesindә materialın möhkәmlәnmәsini nәzәrә almaqla bәrkliyin iki-üç misli qәdәr ola bilir. Bu kәrkinlikdәn әvvәlcә elastiki deformasiyaya uğramış kontur sahәsinin әsası plastiki deformasiya olunmağa başlayır. Nәticәdә kontakta yeni daxil olan çıxıntıların hesabına kontakt sahәsi artır vә ya yeni kontakt sahәlәri yaranır.

Faktiki kontakt sahәsi sәthlәrin daha çox yaxınlaşdığı yerlәrdә müxtәlif hündürlüklәrdә yerlәşәn kontakt xallarının diskret kiçik sahәciklәrindәn ibarәtdir. Çismlәrin kontakt sahәçiklәri arasında biribirilә birlәşmiş vә ya qapalı mikroboşluqlar mövçuddur. Bu mikroboşluqlar hava, qaz, yağlayıcı maddә, yeyilmә mәhsulları vә s. ilә dolabilәr.

Faktiki kontakt sahәsi sәthlәrin mikro vә makro hәndәsәsindәn, dalğalılığından, sәth tәbәqәsinin fiziki-mexaniki xassәlәrindәn vә yükdәn asılıdır. Kiçik yüklәrdә yükün artması kontakt sahәciklәrinin böyümәsilә müşayiәt olunur. Yükün sonrakı artımı isә kontakt sahәçiklәrinin ölçüsünün demәk olar ki, sabit qalması ilә onların sayının artmasına sәbәb olur. Yükün qiymәtindәn asılı olaraq yük kötürüldükdә kontakt sahәciklәrinin 30-70 faizi yox olur.

Faktiki kontakt sahәsi nominal toxunma sahәsindәn olduqca kiçikdir. Hətta böyük yük tә'sirindәn dә o, çox az hallarda nominal sahәnin 40 faizindәn artıq olur.

Kәlә-kötür səthlərin doymuş vә doymamış kontaktı mövçuddur. Doymuş kontaktda toxunan kəlә-kötürlərin sayı kontur sahəsindәki kələ-kötürlәrin sayına bәrabәr olur. Belə hala bәrk kələ-kötür sәthin sərtliyi nisbətən az olan hamar sәth üzərilə sürüşməsi zamanı rast gəlinə bilər. Doymamış kontaktda toxunan kələ-kötürlərin sayı kontur kontakt sahəsindəki kәlə-kötürlərin sayından az olur.

Sürtünmə әmsalının deformasiya təşkilediçisi sәrtliyi nisbətən kiçik olan sәth tәbәqәsinin deformasiyası ilә müәyyәn olunur. Hәm dә sürtünmә qüvvәsinin deformasiya tәşkil ediçisi sәth tәbәqәsinin deformasiya növündәn asılı olaraq müxtәlif çür izah edilir. Kontakt zonasında elastikideformasiya zamanı sәth tәbәqәsinin deformasiyasına müqavimәt tam olmayan elastiqiyyәt hesabına yaranır vә histerezisitkilәri әmsalından asılı olur. Plastiki deformasiya zamanı kontakt kәrkinliklәri axıçılıq hәddinә qәdәr çatır vә material kontur cismin batmış çıxıntılarını әhatә edir.Elastiki-plastiki deformasiy alar zamanı hәr iki mexanizm özünü büruzә verir.

Bәrk cismlәrin elastiki deformasiyalı qarşılıqlı tә'siri yalnız bә'zi materiallar üçün (rezin, plastik kütlә, Ra < 0,05mkm qәdәr e'mal edilmiş sәthi olan metal) xarakterdir. Metallar üçün xariçi sürtünmәdә plastiki deformasiyanın tipik olduğu vә hәm dә elastiki vә elastiki-plastiki deformasiyaların sürtünmә qüvvәlәrinin ümumi qiymәtinә tә'-sirinin böyük olmadığını nәzәrә almaqla aşağıda mikro-nahamarlıqların kontakt zonasında ancaq elastiki vә plastiki deformasiyalar halı üçün sürtünmә әmsalının qiymәtlәndirilmәsindәn ötrü asılılıqlar verilir.

Elastiqiyyәt modulu kiçik olan elastiki doymamış kontakt üçün xariçi sükunәt sürtünmәsinin tә'yini üçün asılılıqalınmışdır. Sürtünmә әmsalı molekulyar vә deformasiyatәşkilediçilәrinin çәmindәn ibarәtdir [1]:

, (3)

Burada , - sürtünmә cütünün iş şәraitindәn asılı olan vә friksion parametrlәr adlanan konstanta;

r - mikronahamarlıq çıxıntıları tәpәlәrinin orta әyrilik radiusu;

- mürәkkәb gәrkinlikli hal üçün histerezis itkilәri әmsalıdır; kürәşәkillli indentor üçün; ;

- adi dartılma vә sıxılmada histerezis itkilәri әmsalıdır. - nin müxtәlif materiallar üçün qiymәti әdәbiyyatda [6] verilir;

h - elastiki kontaktda yaxınlaşma;

v - dayaq sәthinin әyrilik parametridir; müxtәlif e'mal növlәri üçün sabitdir;

- v - dәn asılı olan inteqrallama sabiti;

E - elastiqiyyәt modulu;

- Puasson әmsalıdır. Poladlar üçün =0,3

Daha çox tәtbiq edilәn e'mal növlәri üçün v=2 olduğunu nәzәrә alsaq:

(4)

(3) vә (4) düsturlarından göründüyü kimi ümumi sürtünmә әmsalında әmsalın tәşkiledicilәrindәn birinin (molekulyar vә ya deformasiya) üstün olması sürtünmә cütünün iş şәraitindәn ( vә - nın qiymәtindәn vә h - yaxınlaşmadan), sәthin kәlә-kötürlüyündәn (r,v) vә çütün sәrtliyi nisbәtәn kiçik olan elementinin mexaniki xassәlәrindәn (E, ) asılıdır.

Müәyyәn olunmuşdur ki, sәthlәr yaxınlaşdıqça sürtünmә әmsalının molekulyar tәşkiledicisi kiçilir, deformasiya tәşkilediçisi böyüyür. Bu onu göstәrir ki, qarşılıqlı batmanın müәyyәn qiymәtindә xarici sürtünmә әmsalı minimumdan keçir.

Xariçi sürtünmәnin minimum qiymәti [1]

(5)

Buradan görünür ki, elastiki doymamış kontaktda sürtünmә әmsalının minimum qiymәti tәtbiq edilmiş normal qüvvәdәn asılı deyil vә sürtünmә cütünün iş şәraiti ( vә ) vә çütün nisbәtәn az sәrtliyә malik elementinin mexaniki xassәlәrilә tә'yin olunur.

Elastiki doymamış kontaktda xarici sükunәt sürtünmәsi әmsalı [12 (6)

Burada - bütün nahamarlıqların kontakta daxil olduğu ana uyğun kәlәn yaxınlaşma;

R_max- mikronahamarlıqların çıxıntı xәttindәn çökәklәr xәttinә qәdәr olan mәsafәdir.

Elastiki doymuş kontakt zonasında eyni şәraitdә minimum sükunәt sürtünmә әmsalı

(7)

Belәliklә xarici sükunәt sürtünmә әmsalının minimum qiymәti , , vә E-nin eyni qiymәtlәrindә doymuş vә doymamış kontakt zonaları üçün eynidir.

Doymamış plastik kontaktda xarici sükunәt sürtünmә qüvvәsi qiymәtcә cütün nisbәtәn az sәrt elementinin batmış kәlә-kötürlәrlә cızılması zamanı yaranan qüvvәyә vә faktiki kontakt zonasında yaranmış qarşılıqlı molekullararası tә'sir nәticәsindә baş verәn müqavimәtә bәrabәrdir. Kontakt zonasında plastik deformasiya halı üçün xarici sükunәt sürtünmә әmsalı [12]

(8)

burada HB - Brinelә görә bәrklikdir.

Sәthlәrin maşınqayırmada әn çox rast gәlinәn kәlә-kötürlüyü üçün

(9)

Belәliklә kontakt zonalarında plastik deformasiya halı üçün xariçi sürtünmәnin molekulyar tәşkiledicisi bәrk cismlәrin sәthlәrinin yaxınlaşmasından asılı deyil. Ona görә dә plastik deformasiya zamanı kontakt zonalarında batma artdıqca xarici sükunәt sürtünmә әmsalının ümumi qiymәti artır.

Doymuş qşastik kontaktda xariçi sükunәt sürtünmә әmsalı [1]

(10)

burada h_H - doymamış kontaktdan doymuş kontakta keçidә uyğun kәlәn yaxınlaşmadır. Plastiki doymuş kontakt ağır yüklәnmiş sürtünmә qovşaqlarında, gәrilmәli oturmada vә s. baş verә bilәr.