YUKLANISH VA KUCHLANISHLAR

Маълумки, машина узелларини ташкил этувчи аксарият детал-лар харакатда бўлади. Бунда деталларга таъсир этувчи юкланиш ва ундан ҳосил бўладиган кучланиш вақт оралигида ўзгариб туриши мумкин.

1. 1. Умуман олганда юкланишлар қуйидаги турларга бўлинади:

а) Статик  юкланиш. Вақт оралиғида юкланишнинг йўналиши ва қиймати ўзгармайди.

б) Динамик  юкланиш. Вақт оралигида юкланиш вақт – вақти билан ўзини тебраниш даврига яқин холда бўлади.

в) Зарбли  юкланиш. Контактдаги деталларни тезлиги тўсатдан ўзгаради.

г) Ҳисобий юкланиш. Машина деталларини ҳисобини соддалаш-тириш мақсадида, динамик ва зарбли юкланишлар статик юкланишлар билан алмаштирилади. Бу холда  ноаниқликни ҳисобга олиш мақсади-да юкланиш каттароқ қиймат билан, яъни юкланиш коэффициентини ҳисобга олган холда қуйидаги кўринишда мослаштирилади:

P_x = P · k , T_x = T· k,

бу ерда P – номинал қувват; T – номинал момент; k – юкланиш коэффициенти.

Демак, юкланиш коэффициенти  k, динамик ва зарбли юкланиш-ларни ҳисобга олувчи омил бўлиб қолади.

Деталларда ҳосил бўлган кучланишларни тақсимланиш холатига қараб, умумий ва махаллий кучланишларга ажратиш мумкин. Умумий кучланиш бу холда – детални бутун хажми ёки ўлчамининг катта сирти, бўлаги деформацияга учраб, ўз холатини ўзгартиришга харакат қилади. Масалан: детал ташқи куч таъсирида сиқилади, чўзилади, буралади, эгилади ва хоказо. Натижада деталда қуйидаги умумий кучланишлар ҳосил бўлиши мумкин ва улар жоиз кучланишлар билан таққосланганда:

чўзилишдан   σ_ч= F / A ≤ [σ_ч] ;     

кесилишдан  τ_кес = F / A ≤  [τ_кес];

буралишдан  τ_бур = T / W_p  ≤  [τ_бур];

эгилишдан  σ_эг= M / W ≤ [σ_эг],

шартлар бажарилиши ёки эҳтиётлик (ҳавфсизлик) коэффициентининг қиймати S ≥ [S] бўлиши керак.

бу ерда: F – ташқи куч (чўзувчи, кесувчи); А – кесим юзаси;                   Т – буровчи момент;  М – эгувчи момент;

W; W_р – кесимнинг эгувчи ва буровчи қаршилик моменти ;

[σ_ч], [τ_кес], [τ_бур], [σ_эг] -жоиз  кучланишлар.

Маҳаллий кучланиш контактдаги деталларнинг маълум кичик қисмини ёки бўлагини қамраб олади. Маҳаллий кучланишнинг хусусий бир холини контакт кучланиш деб тушиниш мумкин. Контакт  кучла-ниш деталлар контакти вақтида (ўзаро тегиб турганда) хосил бўлиб,  нуқтали (икки шар, шар ва юза), чизиқли (икки  параллель цилиндр, цилиндр ва юза) ёки юзали холлари мавжуд. Контакт кучланишлар сиртларни емирилишига, уқаланишига сабаб бўлади.

Контакт кучланиш немис олими Г.Герц (H. Herz) таклиф қилган формула бўйича ҳисобланади:

 

σ_H = √  q / ρ_кел ּ E_кел / 2π ( 1 –  μ²)  ≤  [σ_H],

бу ерда:  q = F/ b – контакт сиртнинг узунлик бирлигига тўғри келган юкланиши, H/мм;

E_кел = 2E₁ E₂ / (E₁ + E₂ )  – келтирилган эластиклик модули, МПа;

-келтирилган эгрилик радиуси, мм;

m – Пуассон коэффициенти; [σ_H] – жоиз контакт кучланиш, МПа.

Жоиз кучланиш деганда, маълум юкланиш таъсиридаги деталнинг хавфли кесимида ҳосил бўладиган кучланишнинг йўл қўйилиши мумкин бўлган ва унинг етарли даражада мустаҳкам бўлишини, хамда талаб этилган вақт ичида бенуқсон ишлашини таъминлайдиган энг катта қиймати тушунилади. Жоиз кучланиш икки усул билан аниқланади:

1) жадвал усули: бу усул қадимдан маълум бўлиб амалда жуда кенг қўлланилади. Бунда махсус лабораторияларда ҳар хил матери-аллардан тайёрланган намуна деталларни синаш йўли билан тузилган жоиз кучланиш қийматлари келтирилган жадваллардан фойдаланади.

2) дифференциал усул, бу усул бўйича, деталга таъсир этувчи кучга ва ишлатилган материалнинг турига қараб, чегаравий кучланиш сифатида  мустаҳкамлик чегараси- σ_чег (мўрт материаллар учун), оқувчанлик чегараси- σ_ок (пластик материаллар учун), ёки толиқиш чегараси- σ_-1 (ўзгарувчан юкланиш) олиниши мумкин, яъни:

-пластик материаллар учун –   [σ] = σ_оқ / [S];

-мўрт материаллар учун –   [σ] = σ_чег / [S] ,

бу ерда [S]  – мустаҳкамлик эҳтиёт коэффициентинг жоиз қиймати.

Мустаҳкамликнинг эҳтиёт коэффициентини дифференциал усулда яъни учта хусусий коэффициентнинг кўпайтмаси сифатида аниқлаш маъқулдир:

S = S₁  S ₂  S₃ ,

бу ерда S₁ –деталга таъсир этувчи юкланишларнинг хақиқий ва ҳисоблаш учун қабул қилинган қийматлар орасидаги фарқни ҳисобга олувчи коэффициент;

S₂ –материалнинг бир жинслигини ва деталнинг тайёрлаш технология-сини меёрий ҳужжатга мос келишини ҳисобга олувчи коэффициент;

S₃  – муҳим деталларнинг мустаҳкамлик эҳтиётини қўшимча равишда ошириш мақсадида киритиладиган коэффициент.