Metal sirtlarining yiyilish mexanizmi

METAL SIRTLARINING YIYILISH MEXANIZMI
Reja:

1. 
   Yeyilishga ta’sir qiluvchi omillar
   
2. 
   Detallarning shikastlanish turlari
   

Foydalanilgan adabiyotlar.

Mashinalar detallari sirtining yeyilish jarayoni murakkab bo‘lib, ko‘pg!na omillarga bog‘liq. Bu om illar mashinalardan foydalanish sharoitlarida turlicha bo‘ladi. Ularga birinchi navbatda quyidagilar kiradi: detallar sirtiga tushadigan yuklanish; tutashm alar ishining harorat tartibi; moyning borligi, xarakteri va xossalari; moylash ashyosining mexanik aralashmalar bilan ifloslanganlik darajasi, aralashmalar tarkibi hamda oMchamlari; detallarning bir-biriga nisbatan joylashishi (qo‘zg‘aluvchan tutashmalar uchun); tutash juftliklarning boshqa ish sharoitlari (titrashga, korroziyaga uchrashi va hokazo). Mashinalarni loyihalash, tayyorlash va ta’mirlash bilan shug‘ullanuvchi mutaxassislar uchun yeyilishning asosiy omillari va qonuniyatlarini bilish katta ahamiyatga ega. Bu bilim detallami ta’mirlash usulini to ‘g‘ri tanlash va foydalanish jarayonida ular tez yeyilishining oldini olish imkonini beradi.

Mashinalardagi ishqalanuvchi detallarning yeyilish omillari quyidagi xillarga ajratiladi:
1)ishqalanuvchi sirtlardagi solishtirma bosim;
2)detallar sirtining qattiqligi;
3)ashyoning tuzilishi (strukturasi);
4)detallar sirtining sifati va hokazo.
Ishqalanuvchi sirtning sifati. Sirtning sifati deganda detal geometrik parametrlarining va ana shu detalni tayyorlashda ishlatiladigan ashyo sirtqi qatlami fizik xossalarining majmuyi tushuniladi. Geom etrik param etrlar detalga ishlov berganda qoladigan izlar — toMqinsimon va g‘adir-budir (1.7-rasm, a), to'lqinsim on va silliq (1.7-rasm, b), tekis va g ‘adir-budir (1.7-rasm, d), tekis va chiziqli (1.7-rasm , e) yo‘nalishi bilan belgilanadi. Detallarning fizik xossalariga tuzilish mikro qattiqlik, parchalanish chuqurligi, qoldiq zo‘riqish, issiqqa chidamlilik, moy bilan o ‘zaro ta ’sirlanish, kimyoviy vosita, kislorod va gazlar bilan o‘zaro ta ’sirlanish va shu kabilar kiradi. Standartlarda detallarning mikrogeometriyasi, g‘adir-budirligi va sirtqi qattiqligi belgilangan, bu esa metall sirtqi qatlamining tuzilishi haqida fikr yuritish im konini beradi. Tutash detallarning yeyilishiga faqat asosiy omillar hal qiluvchi ta’sir ko‘rsatadi.¹
Ana shu omillami aniqlab olish lozim. Masalan, sirpanish podshipniklari (seyalkalar, kultivatorlaming tayanch g'altaklaridagi ishqalanuvchi juftliklar, paxta terish mashinasi shpindelining pastki tayanchi) uchun bunday omillarga yuklanishning kattaligi va ta’sir qilish xarakterini, detallar ishqalanuvchi sirtlarining sirpanish tezligi va ularning o ‘zaro ta ’sirlashadigan mintaqadagi m uhitning holatini ko'rsatish mumkin. Traktorlarda mazkurjuftliklarga tirsakli val va taqsim lash valining podshipnikli uzellari misol b o ‘ladi. Ishqalanuvchi juftliklarning yuklanish tartibi (rejimi) podshipnikka tushadigan solishtirma yuklanish bilan ifodalanadi. U ning o ‘rtacha qiymati 4 — 7 M Pa ga, jadallashtirilgan dizellar uchun k o ‘pi bilan 12—13 M Pa ga teng. Tutash detallarning sirpanish tezligi dvigatel tirsakli valining aylanish chastotasiga qarab 6—7 m /s atrofida (10 m /s gacha) b o ‘ladi. Mashinalar detallarining Geyilish mexanizmi va ulaming kamühiliklari. M a’lumki, hatto sinchiklab ishlov berilgan sirtlarda ham notekisliklar qoladi. Ishqalanuvchi sirtlar bir-biriga nisbatan surilganda notekisliklaming ayrim chiqiqlari faqat qayishqoq deformatsiyaga uchraydi, yuklanish olingandan so‘ng bu deform atsiya yo‘qoladi.
Notekisliklaming boshqa chiqiqlari esa plastik deformatsiyaga uchraydi (egiladi, eziladi, siljiydi). Bundan tashqari, tutashish sirti kichik b o ‘lganidan ayrim chiqiqlarga tushadigan haqiqiy solishtirma yuklanishlar hisobiy yuklanishlardan ancha katta bo‘ladi. Chunonchi, podshipnikka tushadigan hisobiy yuklanish 3 M Pa ga teng boMganda sirtning ayrim nuqtalaridagi haqiqiy solishtirma bosim 3 MPa ga yetishi mumkin. Katta solishtirma yuklanishlar tez paydo boMganda sirtning ayrim qismlari 450— 1000° C gacha qiziydi, bu esa ulaming erib, bir-biriga yopishib qolishga va keyin qotgan qismlarning uzilishiga olib keladi. Natijada sirtlarda erigan va olingan joylar paydo boMadi. M ashinalaring yangi yoki tiklangan detallari noto‘g‘ri siyqalantirilganda, shuningdek, detallarni tiklash va uzellarni yig‘ish texnologiyasi buzilganda ko‘proq yuqoridagi hodisalar sodir boMadi

Ishqalanuvchi sirtlarning oddiy ko‘z bilan yoki mikroskop orqali aniqlanadigan yemirilishi alohida elem entar jarayonlar ko‘rinishida sodir bo‘ladi. Bu jarayonlarning qo‘shilib ketishi sirtlarning ashyosiga va ishqalanish sharoitiga bog‘liq. Ishqalanuvchi sirtlar yemirilishining oddiy turlari quyidagilardan iborat: Siyqalanish. Ishqalanuvchi sirtlarda mayda notekislik va g‘ovaklar bo‘lishi zarur, chunki ular qiziydigan chiqiqlar va moy uchun mikrosovitgichlar vazifasini o ‘taydi. Shu sababli, tiklashdan yoki tayyorlashdan so‘ng detallar sirtida yuzaga keladigan notekisliklar eng maqbul g‘adir-budirlikka ega bo‘lishi, bu g'adir-budirlik detallar me’yorida siyqalanganidan keyin vujudga keladigan notekisliklarga mos kelishi kerak. Bu talab bajarilm asa, siyqalanish jaray o n id a detallarning ishqalanuvchi sirtlari tez yemiriladi va ulam ing o‘lchamlari o ‘zgaradi. Bu hodisa notekisliklar ushbu tutashm aning ishlash sharoiti, sirtlarning ashyosi va hokazolar bilan belgilanadigan o ‘lchamgacha kichraygunga qadar davom etadi. Detallarga yaxshilab ishlov berilsa, uning sirtlarida notekisliklar kamroq bo‘ladi. Bu holda siyqalanish jarayonida sirtlar kam yeyiladi. Ammo ishlov berishning bu usuli samarasizdir, chunki silliq sirt hosil qilish uchun qimm at va serm ehnat jarayonlar talab etiladi. Boshqa tom ondan, ko‘pgina detallar (plunjerlar, silindrlarning silliq sirti va hokazo) uchun buning zarurati yo‘q, chunki m a’lum vaqt o ‘tganidan keyin ularning g‘adir-budirligi eng maqbul qiymatga yetad i. Mikroqirqilish. Abrazivning qattiq zarralari yoki yeyilish mahsullari sirtga ancha chuqur botib kirganda ular ashyoni mikroqirqilish natijasida mikroqirindi hosil bo'lishi mumkin. Ishqalanish va yeyilishda mikroqirqilish kam sodir bo‘ladi, chunki amaldagi yuklanishlarda botib kirish chuqurligi buning uchun yetarli bo'lm aydi. Ishqalanuvchi sirtda yuzaga kelgan yoki paydo bo‘lgan zarralar sirpanganida ashyoni har tomonga siljitib va ko‘tarib uni timaydi.²

Botgan zarra o ‘zaro ta’sirlashish joyidan chiqqanda, maydalanganda, ishqalanish sohasidan chiqib ketganda tirnalish to'xtaydi. Bir joyning qayta-qayta va bir xil jadallik bilan tirnalishi ishqalanuvchi sirtlarda kam dan-kam ro‘y beradi, ko‘pincha navbatdagi qayishqoq deformatsiya mintaqasi ilgari hosil bo‘lgan tirnalish izini yopib ketadi. Ishqalanuvchi sirt sirpanish yo‘rialishiga deyarli parallel joylashgan izlar bilan qoplanadi, bu izlar orasida esa ko‘p m arta qayishqoq deformatsiyalangan va parchalangan, ya’ni qayishqoq deformatsiyalanish xususiyatini yo'qotgan ashyo joylashadi. Bunday joyga yuklanish tushganda osongina darzlar paydo bo'ladi. Bu darzlar kattalashganda ashyo asosdan ajraladi. Ravshanki, faqat sirpanuvchi zarralargina emas, balki dumalovchi zarralar ham sirtni tirnashi m um kin. Botib kirgan zarra harakatlanganida ashyoning qattiq tashkil etuvchisiga tiralib bir tom onga og'ishi mumkin. Shu sababli sirtdagi tirnalish yo'nalishi detaining harakat yo‘nalishiga aniq mos kelmasligi mumkin. Qatlamlanib ko‘chish. Qovushqoq oqish c h o g ‘ida ashyo bir tom onga siqilib surilishi va keyin oqish qobiliyati tugagandan so‘ng qatlam lanib ko‘chishi m um kin. Oqish jarayonida ashyo oksid pardasi ustiga chiqib qoladi va asos bilan b o ‘lgan b o g ‘lanishini yo'qotadi. Agar jism larning chiziqli va nuqtali o ‘zaro ta ’sirida qatlam n in g ch u q u rlig i b o ‘y ic h a z o ‘riqishi a s h y o n in g to liq ish qarshiligidan katta bo‘lsa, ish vaqtida darzlar paydo bo'lib, ular ashyoning tangasimon tarzda ajralishiga sabab bo‘ladi. Bunday hodisa toblangan yoki sementlangan detallarda kuzatiladi. Metalldagi shlakli qo'shilm alar, erkin sem entit va hokazo ko‘rinishidagi nuqsonlar ham da ancha katta qoldiq c h o ‘zilish zo 'riq ish lari qatlam lanib ko‘chishga sabab bo'ladi. Ezilish. Detallar ishlayotganda yeyilish bilan birga ezilish jarayoni ham yuz beradi. Bunda tutash detallarning sirtqi qatlam ida metallning qayishqoq deformatsiyalanishi, qayirishi, sinishi va kesilishi sodir bo‘ladi. 1,9-rasmda paxta terish mashinalari shpindellarining tishlarini ishga yaroqsiz nuqsonlaridan nam unalar ko‘rsatilgan. Ezilish jarayonining boshida detallar o ‘lchamlari o ‘zgaradi, am m o massasi avvalgidek qoladi. Keyin sirtning deformatsiyalangan qism laridan metall ning ayrim zarralari ajraladi, natijada detallarning massasi ham , o ‘lcham lari ham o'zgaradi.



Rezbali birikmalaming detallan, shuningdek, qo‘zg‘almas birikm alardagi detallar (tutashuvchi detallan bo‘lgan dum alash podshipniklarining halqalari, traktor dvigatellari hamda ramalarining tayanch sirtlari va hokazo) ko‘proq eziladi. Uvalanish — ashyo toliqib yeyilganda sirtida o ‘nqir-cho‘nqirliklar paydo bo'lish jarayoni. Uvalanish sharikli va rolikli podshipniklarda ko‘proq uchraydi. Yeyilishning bu turida awal katta solishtirma bosim natijasida halqaning dumalash yo‘lchasida o ‘yiqcha (sharik yoki rolikning izi) paydo bo'ladi. 0 ‘yiqcha masalan, m ashinalar temir yo‘ldan tashib ketilayotganda dum alash yo‘lchasining bir joyiga rolik yoki sharik qayta-qayta urilishi natijasida ham yuzaga kelishi mumkin. Shikastlanishning bu turi detallarning dumalash sharoitida ishlaydigan ish sirtlarida ko‘proq uchraydi. Chetlari ixtiyoriy shakldagi uzuqyuluq chuqurchalar uvalanishga xosdir. Qotishmaning qattiq tashkil etuvchilari (uning yumshoq asosi yeyilib bo‘lgandan so‘ng uvalanadi), oq qatlam ning zarralari, antifriksion metall qatlami zarralari (toliqib shikastlanganda uvalanadi), metallash qoplamasining zarralari va hokazolar uvalanishi mumkin. Ishlov berilgandan so‘ng sirtq i qatlam da qoladigan yuqori ch o ‘zilish z o ‘riqishlari, sem entlash va eskirishdan so‘ng paydo b oiad ig an darzlar, shuningdek, ishqalanish natijasida yoki qoniqarsiz m oylanishi tufayli yuzaga keluvchi katta termik zo‘riqishlar uvalanishga sabab bo‘ladi. Uvalanish sodir bo‘lishidan oldin ashyoning kichik bo'lagini ashyoning asosiy qismidan ajratib turadigan darzlar yuzaga keladi va ular asta-sekin kattalashib bóradi. Shunday qilib, darz paydo bo‘lishi uvalanish ham da qatlamlanib ko‘chish jarayonlarining tarkibiy qismi hisoblanadi. Termik zo‘riqish tufayli paydo bo‘lgan darzlar birm uncha katta maydonga yoyilishi va bu darzlar kattalashishning muayyan bosqichida brakning belgisi bo‘lib xizmat qilishi mumkin.
Shu sababli ushbu nuqsonga ishqalanuvchi sirtlar shikastlanishining alohida bir turi sifatida qaralishi lozim. Jism lar bir-biriga nisbatan harakatlanganda ularning o‘zaro molekulyar ta ’sirlashuvi oqibatida yuzaga kelgan qatlam bir yoki ikkala ashyodan mustahkamroq bo‘lganligi sababli chuqur o ‘yilish sodir boMadi. Yemirilish jismlardan birining ichki qatlamlarida yuz beradi. Qayishqoq ashyolarning yem irilgan sirtlari harakat yo‘nalishida cho‘zilgan chiqib turuvchi do‘ngliklar va ashyoning ichi tom on torayib boruvchi konuslar ko‘rinishida b o ‘ladi. 0 ‘yügan joylarga tutashib tu ­ ruvchi qismlar ko‘p yoki kam darajada qayishqoq deformatsiyalanadi.
Yulingan ashyo tutashgan sirtda qoladi. Bu ishqalanish natijasida ashyoning ko‘chishi sabablaridan biridir. Bunda qotishmaning ayrim tashkil etuvchilari bir-biriga yopishib qolishi, qolgan tashkil etuvchilari esa surkov ashyosiga borib tushishi yoki ishqalanish sohasidan chiqib ketishi ham mumkin. Abraziv zarralar moy, chang, tuproqda, g‘o‘za va bug‘doy shoxlarida bo'ladi. Bu zarralar tutashmadagi ishqalanuvchi sirtlarga turlicha ta’sir ko'rsatadi. Ishqalanuvchi sirtlardan biri, odatda, yum shoqroq ashyodan tayyorlanganligi sababli qattiq zarra ishqalanuvchi sirtlar orasida harakatlanganida yumshoq asosga qadalib, qattiqroq detaining sirtini timaydi. Masalan, babbitli podshipniklarga tushgan zarralar ularga kiradi va vallar bo‘yinlarini tirnaydi. Abraziv zarralar qattiqroq qotishm alardan yasalgan sirtlar oras(- ga, masalan, qo‘rg‘oshinli bronza quyilgan podshipniklarga tushganda qotishma botib kira olmaydi. Ular val bo‘yni bilan podshipnik orasidan o‘tib, ulaming sirtini tez yemiradi. Shuning uchun qo‘rg‘oshinli bronzadan yasalgan podshipniklarni valga o ‘rnatishda babbitli podshipniklarga qaraganda 2 baravar katta tirqish qoldiriladi. Ishqalanuvchi detallar orasiga abraziv zarralarning kirib qolishi markazlashtirilgan usulda m oylanadigan mashinalarda ayniqsa ko‘p kuzatiladi. Ajralgan metall zarralari moyga qo‘shilib, tutashm alarga boradi va bu yerda yumshoqroq sirt bilan o ‘zaro ta’sirlashadi. Tashqi m uhitdan kirgan abraziv zarralar bilan ham shunday hodisa kuzatiladi.³
Zanjirli (gusenitsali) traktorlar yurish qismlarining detallari, tuproq qaziydigan mashinalarning detallari, yerga ishlov beruvchi mashinalarning ish organlari abraziv zarralar ta ’sirida juda tez yeyiladi. Prof. M. M. Xrushchov abraziv yeyilishning quyidagi asosiy (fundamental) qonunlarini taklif etgan: 1. 0 ‘zgarmas sharoitda yeyilgan qiymati ishqalanish yo'liga to ‘g ‘ri mutanosibdir: U = f (const) = S
2. Boshqa o‘zgarmas sharoitlarda yeyilish qiymati ishqalanish tezligiga bog‘liq, ya’ni yeyilish tezligi ishqalanish tezligiga to‘g‘ri mutanosibdir: (1.81) bu yerda U — yeyilish qiymati, mm; T — vaqt, soat; c — mutonosiblik koeffitsienti; p — yuklanish, kg; V — tezlik, m/s. 3. Boshqa o ‘zgarmas sharoitlarda yeyilish qiymati m e’yoridagi yuklanish p qiymatiga to ‘g ‘ri mutanosibdir: bu yerda S — ishqalanish yo‘lining uzunligi, m. 4. Texnik jihatdan sof toblanmagan metallarning va yumshatilgan po'latlarning nisbiy yeyilishga chidamliligi ularning qattiqligi H ga to ‘g ‘ri mutanosibdir: bu yerda e — mutanosiblik koeffitsienti.
Toliqib uvalanish. K o'pgina detallar shunday sharoitlarda ishlaydiki, bunda sirtlarining yemirilishiga ularning ko‘pincha toliqib uvalanishi sabab bo ‘ladi. Sirtning toliqib uvalanishi dum alashdagi ishqalanish va sirpanishdagi ishqalanish bir vaqtda ta ’sir qilishi oqibatida detallar sirtining k o ‘p marta o‘ta zo'riqishi natijasidir. Bu yemirilish jarayoni sharikli va rolikli podshipniklar, shesternyalar tishlari hamda sirpanish podshipniklari uchun xosdir. Toliqib uvalanishning yuzaga kelishi, odatdagi toliqib yemirilishdagi kabi, birinchi darzning paydo bo‘Iishidan boshlanadi. Darz chuqurlashib borm asdan, balki kam hajmdagi metallni qamragan holda m a’lum chuqurlikda tugaydi. Darz natijasida metall zarrachalari ajraladi va keyingi harakatlarda qo'sliimcha yemirilishlarga, ba’zan esa hatto tezlik bilan yeyilishga olib kelishi mumkin. M azkur jarayonni sharikli podshipnik misolida ko‘rib chiqamiz. Podshipnik ishlayotganda dum alash yo‘lchasining nuqtasiga kuchlar bot-bot (doimiy emas) ta ’sir qiladi. Bu nuqtaga sharik tushganda kuchlar eng katta qiym atiga yetadi. Sharikning keyingi harakatida a nuqta kuchdan xoli b o ‘ladi. M a’lum vaqtdan so‘ng ikkinchi sharik tushadi va jarayon takrorlanadi.⁴
Shunday qilib, bir nuqtaga o'zgaruvchan yuklanishlar ta’sir qiladi. Yopishib qolish — qayta kristallanish haroratidan past haroratda metallarning o ‘zaro ishqalanishi yoki birgalikda deformatsiyalanishi natijasida bir-ibiri bilan mahkam birikib qolishi hodisasidir. Tutash detallarning yopishib qolgan joylarida ular o'rtasidagi chegara yo‘qoladi, m etallar birikib ketadi. So'ngra ishqalanuvchi sirtlarning keyingi harakatida yopishish ko‘prikchalari buziladi va quyidagi jarayonlar kechadi. Ashyo bir sirtdan m ikroskopik va subm ikroskopik zarralar ko‘rinishida ajralib, boshqa sirtga ko‘chib o ‘tadi (keyin bu zarralar disperslanadi va ishqalanish sohasidan chiqib ketadi). Yupqa va yumshoq metall pardasi tutashgan qattiq sirtga ko‘chib o ‘tadi (masalan, bronzaning poMatga, qo ‘rg‘oshinning po‘latga, aluminiy qoplamaning xromga surkalib qolishi). Qattiq metall yumshoq sirtga ko'chib o ‘tadi (po‘lat bronzaga, bronza plastikka ko‘chib o‘tadi), bunda parchalangan holatda ko‘chib o ‘tgan metall qattiqroq sirtni tirnaydi.