Дәріс 17. Материалдарды қысқарту әдістері

Құрылмалық болаттар үшін көбінесе жетілдіріледі (улучшение) (сорбитте жоғарғы босаңдатумен шынықтыру) – ол болаттың беріктігін, тұтқырлығын, пластикалық қасиетін жақсартады.

1. 
   Химия -термиялық өңдеу арқылы қысқартуда – жоғарғы деңгейлі көмірқышқылмен қанықтыру (цементация) немесе азотпен қанықтыру (азоттау) → әртүрлілігі → термодиффузиялық беттік легрлеу → легрленген элементтер атомдарымен беттік деңгейді қанықтыру; хроммен легрлеуде – хром (Cr) және алюминимен (Al) қанықтыру; сульфадтау – кікірт (S) көмірқышқыл және азотпен (N₂) қанықтыру; борлау (бормен (B), көмірқышқыл және азотпен) титандау, берилеу, борлау силицилеу (Si, Fe₂Si) және т.б.
   
2. 
   Суық пластикалық деформациялық тәсілмен өңдеу – қалыптау.
   

Гук заңы бойынша сығылу-созылу:

мұндағы F-сырық қимасы, мм³; l-күштің қозғалысына бағыттас сырықтың ұзындығы.

Шыдамдылық коэффициенті:

, (2)

Айналдыру үшін:

мұндағы I_р – сырықтың қимасының полярлы моментінің инерциясы.

мұндағы а - жүктелу жағдайына қатысты коэффициент.

- материалдың серпімділік модулі( созылу-сығылу кезіндегі қарапайым серпімділік модулі−Е; айналу, иілу кезіндегі модуль−G).

- кесіндінің геометриялық сипататтамалары (F кесіндісінің ығысу, созылу-сығылу кезінде; I−иілу кезіндегі инерция моменті; I_р−айналу кезіндегі).

- деформацияланатын дененің сызықтық өлшемі (L);

- ауырлық және тірек түрлері ( коэффициенті).
Қатаңдықтың өзіндік көрсеткіштері

Әр түрлі материалдардан жасалған бөлшектер массасын, беріктігін және қатаңдығын салыстыру кезінде төрт түрллі жағдай қарастырылады:

1. 
   Конфигурациялары бірдей бөлшектер (бірдей салмақ кезінде кернеуі де бірдей, ).
   

Қатаңдық қоры:

мұндағы -созылу кезіндегі қатаңдық шегі;

σ – бөлшектегі әрекет етуші кернеу.

шарты бойынша, болады.
Бөлшек массасы:

мұндағы -материал тығыздығы.

2. 
   Қатаңдығы бірдей бөлшектер
   

3. 
   Беріктігі бірдей бөлшектер .
   

Сонда

4. 
   Массасы бірдей бөлшектер.
   

ал .

Созылу-сығылу кезіндегі барлық жағдай үшін масса, қатаңдық және беріктік көрсеткіштері 1 - кестеде көрсетілген. Өзіндік беріктік мәні және өзіндік қатаңдық мәні бөлшектердің барлық түріне бірдей ортақ.

1. 
   – кесте. Масса, қатаңдық, беріктік сипаттамалары
   

Бөлшектер	Масса,	Беріктік,	Қатаңдық,
Бірдей конфигурациялар Қатаңдығы бірдей Беріктігі бірдей Массасы бірдей

Сырықтың қисық кронштейнді түрде болуы қатаңдықтың жұмыс шартын өзгертеді. (1 сурет). 1а суреттегі сырықты кронштейнді қолдану иілуден сақтандырады.

1-сурет. Сырықты кронштейнің құрылмаларын өзгерту сұлбасы.

а-иілуден сақтанатын білікті сырық; б-

Кронштейн түтігі көбінесе созылу-сығылуға жұмыс істейді (4.9 б сурет).Кронштейн түтіктерін тұтас қосатын болса, конструкция одан да берік және қатаң бола түседі. Ветикальды түтігі бар кронштейн (4.9 г сурет) 4.9 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.

4.10 а суретте цилиндрді өсті күшпен салмақтау жағдайы көрсетілген.

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

2. Приборлардың, 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.

3. Машиналардың пайдалы әсер коэффициенті азайып, шу көбейеді.

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

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

2. 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.

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

4. 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.

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

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

2. Жоғары температурада май өзінің майлау қасиетінен айырыла бастайды. Айталық, автотрактор майы температурасы 120⁰С-қа жетпей-ақ бұзылады, тек арнаулы май 300-400⁰-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.

3. Ыстықтың әсерінен бөлшектер арасындағы саңылау азаяды, дәлдік кемиді және басқа ұнамсыз жағдайлар пайда болады.

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.

Машина мен олардың жұмыс істеу шартын анықтау үшін, алдымен МЕСТ 27002-83-те берілген ұғымдармен танысқан жөн. Көрсетілген стандартта берілген ұғымдарды 4 топқа бөліп қарастырған тиімді. Олар біріншіден есепке алушы зат, объект, екіншіден сол объектінің жағдайлары, үшіншіден олардың қасиеттері мен ерекшеліктері және соларды анықтайтын көрсеткіштер.

Айналу қабықшаларының моментсіздік теориясы

Екі жақын орналасқан қисық сызықты беттермен шектелген денелерді қабықша деп атайды. Осы екі беттің арасындағы қашықтық беттердің мөлшерлеріне қарағанда бірнеше есе кем болады. Жұқа қабырғалы қабықшалардың техникалық теориясы қатпарлар теориясының гипотезаларына негізделген.

Жұқа қабырғалы қабықшаларға жататын қабықшалардың қабырғасының қалыңдығы орталық беттің ең кіші қисық радиусымен салыстырғанда өзара қатынасы 0,05-тен аспайтын болады.

Мынандай болжам жасайық – қабықшада пайда болған күштер біркелкі қабырға қалыңдығы бойымен орналасқан делік. Бұл жағдайда қабықшаға әсер жасаған күштер оны майыстыра алмайды. Осы болжамға негізделген теория моменсіздік теориясы немесе мембраналық теория деп аталады.

Мысалға алып отырған қабықшаның ішкі қысым Р әсерінде болып тұрған кезінде екі өзара сәйкес меридианальдық және екі меридианаға нормальды кескіндермен бөлінген элементті зерттейік. Меридиан және шеңберлік бағыттағы элементтердің өлшемдерін dS_m және dS_t белгілейік.

_m – меридианның қисықтық радиусы;

_t – меридианға перпендикуляр кескіннің қисықтық радиусы;

h – қабықша қабырғасының қалыңдығы.

Бөліп алынған элементтің қырларында меридианал _m және шеңберлік _t күшлер және оларға сәйкес _mdS_th және _tdS_mh тырысу күштер пайда болады.

Тырысу күштер _tdS_mh=aс=bс элементтің беттеріне перпендикуляр бағытта теңдеуші күшті ab туғызады. Бұл күш ab=bcd_t=_tdS_mh(dS_t/t). Сол сияқты тырысу күштер _mdS_th сол бағытта теңдеуші күш туғызады: _mdS_th(dS_m/_m).

Меридиональды _m және шеңберлік _t күшлерді өзара байланыс жасап тұратын негізгі теңдік жұқа қабырғалы ыдыстарға арналған Лаплас теңдігі деп аталады.

_t және _m күшлерінің екі функциясын анықтау үшін жалғыз бұл теңдік қанағаттанарлықтай болмайды. Екінші теңдікті шығару үшін конус тәрізді нормальды кескінмен қабықшаны бөліп төменгі жағын жоққа шығарамыз. Р әріпімен орталық теңдеуші сыртқы күштерді белгілейміз. Бұл күштер кескіндеп алынған бөлікке әсер етеді.

Енді былай жазып алуға болады

Осы теңдіктен _m күшін анықтаймыз

Төмендегідей болып бөлінеді:

• 
  аралас тежелу (торможение смежности) дегеніміз бөлшектің жылулық деформациясының кедергі бөлшектермен тежелуі.
  
• 
  пішіндік тежелу (торможение формы) деп бөлшек талшықтарының аралас тежелуін айтамыз.
  

Мысалы, шпилька мен төлке сызықты кеңейтілу коэффициенті ₁ және ₂, ал олардың температуралары сәйкесінше t₁ және t₂-ге тең материалдан жасалсын.

Бастапқы температурасы – t₀. Қыздырған кезде болт (шпилька) пен төлке бастапқы температурадан t₀-ден l₁t₁ және l₂t₂ өлшеміне дейін ұзарады. Мұндағы t₁= t₁ - t₀ және t₂= t₂ – t₀, l – қосылыс ұзындығы.

Керілген жүйеде температуралы тартылыс (натяг) пайда болады.

немесе салыстырмалы бірлікте

Қосылыста термиялық күш Р₁ пайда болады. Гук заңына сәйкес болттың салыстырмалы ұзаруы е₁ және төлкенің қысқаруы е₂ жүреді:

мұндағы, - болттың қатаңдық коэффициенті;

және - болт пен төлкенің қимасы.

Әдетте тартылып тұратын және тартылған бөлшектердің температуралары бірдей, яғни t₁=t₂. Сонда (4) формула (2)

Үш нұсқа болуы мүмкін:

1) ₂>₁ (аллюминийлі, магнийлі, мыс бөлшектерді болат болттармен тарту). Мұндай қосылыстарды қыздырғанда пропорционалды тартылыс пайда болады t(₂-₁). Төмен температураға дейін суытқан кезде бұл фактор жоққа шығарылады. Сәйкесінше бастапқы құрастырмалы тартылыс азаяды. Осының әсерінен қосылыстың негізгі қабілеттілігі төмендейді.

2) ₁>₂ (болат және шойын бөлшектерді аустенитті болат болттармен тарту). Қыздырғанда t(₂-₁) жарамсыз. Яғни қосылыстың жүктеме қабілеттілігі төмендейді, ал төмен температураға дейін суытқан кезде бұл фактор қалыпты. Демек бастапқы тартылыс ұлғаяды.

3) ₁=₂ (болат және шойын бөлшектерді болат болттармен тарту). Бұл жағдайда t(₂-₁)=0, яғни бастапқы тартылыс қыздырғанда және суытқанда да өзгермейді.

Кернеудің болтта тартылуы

Кернеудің төлкеде қысылуы

қатынасы

Шпилька және төлке материалдарының серпімді модулдеріне байланысты емес және олардың тек қима қатынастарын анықтайды.

(6) және (7) формулалар негізінде төмендегідей қортындылар жасаймыз:

1) Тұрығындағы термиялық кернеуді азайту үшін шпильканы серпімді, ал тұрығын қатаң етіп жасау керек.

2) Шпилькадағы термиялық кернеуді азайту үшін тұрығын серпімді, ал шпильканы қатаң етіп жасау керек.

Дәріс 24. Сұйық тамақ өнімдерін бөлуге арналған жабдықтарды есептеу
Тамақ өндірісінде роторлы машиналардың ішіндегі ең көп тарағаны центрифугалар мен ажыратқыштар болып табылады. Олардың негізгі мақсаты тағамдық көп фазалы әртекті жүйелерді фракцияларға бөлу. Олар ортадан тепкіш күш әсерінен тығыздықтары бойынша ажыратылады.

Тамақ өндірісіндегі роторлы машиналардың негізгі түрлері: сұйықтарды бөлуге арналған ортадан тепкіш машиналар. Олар центрифугалар мен ажыратқыштар.

Центрифугалар мен ажыратқыштардың жұмысшы органы ротор болып табылады. Онда ортадан тепкіш күштің әсері көмегімен өнімнің бөлінуі жүреді.

Центрифугалар төмендегідей өндірістерде қолданылады:

• 
  қант – утфелді қант оттеки мен кристалына бөлуге;
  
• 
  крахмалды-ағынды – крахмалды шырынды судан бөлуге;
  
• 
  ет – май массасын шыжықтан және майлы сулы эмульсиядан бөлуге және т.б.
  

• 
  сүт – сүттен қаймақ пен майсызданған сүт бөлуге, сүтті тазалауға және нормализациялауға; жоғары майлылықтағы (80-85% дейін) қаймақтан қалыпты майлылықтағы (33-40%) қаймақты бөлуге және т.б.
  
• 
  сыра ашыту – сыра сусласын және дайын сыраны ағартуға;
  
• 
  консерві – жеміс және басқа да шырындарды ағартуға және тазалауға.
  

Ажыратқыштар мен центрифугаларды құрастырғанда алдымен берілген ажырату деңгейіндегі қажетті өнімділікті білу керек. Өнімділік төмендегідей анықталады.

(1)

 - центрифуганың өнімділік индексі.

 мәнін есептеу үшін центрифуганың бөліну факторы F_r мен тұну ауданын F білу керек.

(2)

мұндағы,  – ротордың бұрыштық жылдамдығы;

r – ротордың радиусы;

g = 9,81 м/с² – бос құлау үдеуі.

Ротордың барлық жұмысшы беті үшін өнімділік индексі
(3)

Остроградский – Гаусс теоремасы бойынша бітеу бет арқылы өткен вектор ағыны вектор дивергенциясынан көлемді интегралға тең

мұндағы, A_r, A_, A_z – r, , z өсіне А векторының проекциясы.

Сонда

мұндағы, V – ротордың жұмысшы бетімен шектелген көлем.

Z өсіне нормалды (айналу өсіне вертикаль) бір жазықтықпен шектелген центрифуга роторының кез келген жұмысшы беті үшін өнімділік индексі 2²/g-ге көбейтілген көлемге тең.

(7) теңдеуден байқағандай центрифуганың жоғары өнімділігіне ротордың шеңберлік жылдамдығы мен ұзындығын көбейту нәтижесінде қол жеткізуге болатыны белгілі болды.

Бірақ құрастырмалық ұғым бойынша ротордың ұзындығы лимиттелген. Ротордың шеңберлік жылдамдығын жоғарылату оның беріктігімен шектеледі. Бұл тапсырманы шешу тиімсіз.

n конусты тарелкалардан тұратын ажыратқыштың өнімділік индексі

мұндағы,  - айналу өсінде түзілетін конусты беттің иілу бұрышы;

R_max, R_min – тарелкалардың радиусы.

n орамды спиральды центрифуганың өнімділік индексі

Қалақшалы центрифуганың өнімділік индексі

мұндағы, z – қалақшалар саны.

Бөлшектердің орын ауыстыруы және майысуы болуы мүмкін қозғалмалы қосылыстарда кез келген дәлдіксіз жасау немесе жөндеуде бөлшектердің дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз ететін өздігінен орнығу орынын қарастыру қажет.

Өздігінен орнығу әсіресе сырғанау үштіректерінің ұзындығы диаметріне қатынасы үлкен болған кезде қажет. Сырғанау үштірегін қатаң орнатқан кезде біліктің тозуы мен майысуы қысымның жоғарылауына әкеледі де үштіректің жұмыс істеу принципі нашарлайды. Өздігінен орнығуды жасау үшін үштіректерді сфералы тіректерге орнатады.

Шарикті радиалды үштіректерде біліктің иілуі үштіректің қисаюын және қалыпты жүктемеден неғұрлым жоғары шариктің бір жақты жүктелуін тудырады. Бұл ақауды үштіректі сфералы қаптамамен қоршау немесе екі қатарлы сфералы үштіректерді қолданумен жоюға болады.

Екі қатарлы сфералы үштіректердің бір қатарлы радиалды үштіректерге қарағанда жүктелуі неғұрлым төмен болады. Сондықтан өстік жүктелуі неғұрлым жоғары тораптарда сфералы тірекке орнатылған бір қатарлы үштіректер немесе бөшке тәрізді шығырлы өздігінен орнығатын үштіректер кеңінен қолданылады.

Басқа мысал ретінде ауалы компрессордың екі сатылы піспекін алайық. Піспек төмен қысымды цилиндрде қозғалалады, ал скалка жоғары қысымды цилиндрде жылжиды. Бұл құрастырманың бір ғана кемшілігі піспек мен скалка біртұтастай болып жасалған. Енді жұмысшы беттердің алдымен піспек мен скалканың, екіншіден жоғары және төмен қысымдағы цилиндрлердің дәл өстес екендігін бақылау қажет. Скалка мен жоғары қысымды цилиндр қабырғасы арасындағы саңылау, піспек мен төмен қысымды цилиндр қабырғасы арасындағы саңылаудан едәуір кіші болғандықтан бойлық күштер скалкаға түседі де, құрылымдағы скалка күшті тозуға ұшырайды.

Ауалы компрессордың екі сатылы піспекінің құрастырмасында скалка піспек өсіне қатысты жылжуы немесе орын ауыстыруы мүмкін. Жетектің жүктемесін піспек алады, ал скалка бойлық күштердің әсерінде болады. Төмен және жоғары қысымды цилиндр тесіктерінің өстестік талабы жойылады.

Дәріс 26. Ротациондық машиналарды есептеу және құрастыру

Осы аталған әртүрлі жабдықтардың негізгі жұмысшы органдары – жылдам айналатын диск немесе қарапайым және күрделі профилдегі дискілер жиынтығы (қалақшалар, пышақтар).

Тұрақты қалыңдықтағы жылдам айналатын дискіні беріктікке есептеу.

Тұрақты қалыңдықтағы диск ішкі бет радиусы R₁-де дискіні білікке тартып отырғызған кезде пайда болатын радиальды кернеумен _r1 жүктелген, ал сыртқы бет радиусы R₂-де қалақшаға, балғаға және ротордың басқа да элементтеріне ортадан тебу әсерінен пайда болатын радиальды кернеумен _r2 жүктелген.

Қабылдаймыз:

1) _r1 және _r2 кернеулер айналу өсіне салыстырмалы симметриялы және диск симметриясы жазықтығына әсер етеді;

2) вибрациядан және ішкі жүктеулерден дискінің тозуы едәуір аз;

3) дискінің радиусы мен қалыңдығы бойынша температура тұрақты.

Дәріс 27. Піспекті машиналарды есептеу және құрастыру

Піспекті машиналарға жұмысшы органы ілгерінді-кейінді қозғалыс жасайтын піспектен тұратын барлық машиналар жатады. Бұл жабдықтардың тамақ өндірісінде ең көп тарағаны - өнімді ұсатуға және жұқа ұсақтауға арналған плунжерлі гомогенизаторлар; піспекті сораптар мен дозаторлар; компрессорлар; шприц-машиналар және т.б.

А1-ОГМ-15 гомогенизаторы станинадан, тұрықтан, кривошипті-шатунды механизмнен, жетектен, плунжерлік блоктан, манометрлік қондырғыдан, сақтандырғыш клапаннан, майлау және суыту жүйесінен, өнім беру сорабынан тұрады.

Станинаның ішінде қайыс-белдікті берілісті электрқозғалтқыш, суытқыш суды кіргізетін және шығаратын құбырша, майды түсіретін құбырша бар. Тұрықта кривошипті-шатунды механизм, суыту жүйесі, майды тазалау үшін торлы сүзгіш орналасқан. Оған плунжерлі блок бекітілген.

Кривошипті-шатунды механизм біліктен, шатуннан тұрады. Бұл бөлшектерге негізгі жүктемелер түсетіндіктен, бұлар гомогенизатордағы негізгі бөлшектер болып табылады. Кривошипті-шатунды механизмге келесідей күштер әсер етеді: ілгерінді-кейінді қозғалыста – қысым, қозғалыстағы массаның инерция күші және үйкеліс күші; айналмалы қозғалыста – кривошиптің ұшында ілгерінді-кейінді қозғалыстың қосынды күштерінің әсерінен пайда болатын жанама күштер және механизм бөлшектерінің айналысының үйкелісі және айналмалы массалардың инерциясынан пайда болатын ортадан тепкіш күштер. Біліктің бұрылу бұрышына байланысты бұл күштер бағыты және өлшемі бойынша өзгереді. Бірақ әсер ету сызығы плунжердің өсіне сәйкес келеді.

Цилиндр өсі бағытына әсер ететін күштердің қосындысы

мұндағы, - піспекке әсер ететін орта қысымының күші, Н;

р_к және р_в – білік және цилиндр қақпағы жағына сәйкес піспектің қысымы, Па;

F_к және F_в – білік және піспек ауданы, м²;

F_ин – ілгерінді жылжитын бөлшектердің инерция күші, Н;

R_тр – піспектің үйкеліс күші, Н.

мұндағы, _max – төлкені отырғызудағы тартылыс, м;

_r – төлке материалының сызықты кеңею коэффициенті, К^-1;

Т_Г – қызу температурасы, К;

 - Пуассон коэффициенті;

d, d_вт – төлкенің сыртқы және ішкі диаметрлері, м;

Е₁, Е₂ – төлке және шатун материалдарының серпімділік модулі.

Қосынды кернеуді төмендегі формуламен анықтайды.

мұндағы, J_x – х-х өсіне қатысты шатунның орташа қимасының инерция моменті, м⁴;

l – ара қашықтық, м;

f_ср – шатунның орташа қимасының ауданы, м².

Дәріс 28. Сусымалы тамақ өнімдерін бөлуге арналған жабдықтарды есептеу

Жалпы координатта өрнектелген кинетикалық энергия мен потенциалдық энергияның айырмасын Лагранж функциясы деп атаймыз.

мұндағы, q – жалпы координата;

t – уақыт;

T, U – жүйенің кинетикалық және потенциалдық энергиясы.

Жүйенің тербеліс траекториясын табу үшін келесі теңдеуді шешу керек.

(2)

мұндағы, t₁, t₂ – уақыт аралығының басы мен соңы.

q(t) траекториясын түрлендіргенде J интегралының мәні төмендегідей өзгереді.

(3)

t₁ және t₂

Тік жақшадағы екінші мүшелерді бөлшектеп интегралдап және екенін ескере отырып төмендегі теңдеуді аламыз.

Түрлендірілген есептеулерден байқағандай, бұл шарт (экстремумның қажетті шарты ) орындалады, егер

Осы алынған өрнек Лагранж теңдеуі деп аталады.

q-дің орын ауыстыруын аз деп төмендегідей жазуға болады (бір материалды нүкте үшін):

• 
  кинетикалық энергия
  

мұндағы, а – инерциялы коэффициент (немесе келтірілген масса);

• 
  потенцмалды энергия
  

мұндағы, с – қатаңдық коэффициенті.

(6) теңдеуге (8) және (9) теңдеуді қою арқылы төмендегідей еріксіз тербелістің дифференциалды теңдеуін аламыз

немесе

мұндағы, - жүйенің құрамына байланысты тұрақты;

Соңғы теңдеудің шешімі (10)

мұндағы, ; - бастапқы шарттан.

Дәріс 29. Жұмысшы құралдары баяу айналатын аппараттарды есептеу

Барабанды аппараттарға барабанды кептіргіштер, араластырғыштар, барабанды жуғыш машиналар, шарлы диірмендер және т.б. жатады. Барабанды кептіргішті қарастырайық. Барабанды кептіргіштің жұмысшы органы барабан баяу айналады (=0,05...0,50 с^-1).

Барабанды беріктікке есептеу.

Барабан қабырғасының қалыңдығы

мұндағы, D_н – барабанның сыртқы диаметрі.

Аппараттағы өңделетін материалдың массасы

(2)

мұндағы, D_В – барабанның ішкі диаметрі (D_В=D_H – 2S);

 - барабанның толу коэффициенті;

L – барабанның ұзындығы;

_М – себілетін материалдың тығыздығы.

Футеровканың массасы (жылу изоляциясы)

мұндағы, D_Ф – футеровканың ішкі диаметрі (D_Ф=D_В – 2S_Ф);

_Ф, S_Ф, L_Ф – футеровканың тығыздығы, қалыңдығы, ұзындығы.

Барабанға әсер ететін бойлық күш

мұндағы, m_ш – шестернаның массасы;

m_кр – шестернаға бекітілген элементтердің массасы;

.

Жалпы массасы

мұндағы, m_к – барабан тұрығының массасы.

Сызықты жүктелу

(6)

q мен Q_в әсеріндегі тірек реакциялары

Максималды иілу моменті

Барабан қимасының кедергі моменті

мұндағы, D_ср – барабанның орташа диаметрі.

Барабандағы кернеу

(10)

мұндағы, - футеровкасыз Ст2, Ст3, Ст10, Ст15 маркалы болаттардан жасалған аппараттардағы мүмкіншілік кернеу;

мұндағы, ; .

Жұдырықшалы механизмі негізінен үш звенодан құралады: 1 – жетекші жұдырықша; 2 – жұмыс атқаратын итергіш; 3 – тірек.

Егер 2-звено ілгерілемелі қозғалатын болса, оны итергіш, ал айналмалы қозғалатын болса, күйенте деп атайды. Жазықтық жұдырықша механизмінің еркіндік дәрежесі белгілі өрнектен табылады:

яғни механизмнің жалпы еркіндік дәрежесі бірге тең.

Бұл механизмдердің жұдырықша звеносы ілгерілемелі немесе айналмалы қозғалыста болады. Жұдырықша осі итергіш осімен сәйкес бір түзу бойында орналасса, оларды центрлік деп, ал егер бір түзу бойында жатпаса центрден тыс деп атайды.

Жұдырықша механизміне әсер ететін күштер мен олардың пайдалы әсер коэффициенті. Итергіш звено тарапынан жұдырықшаға әсер ететін күш мынандай күштердің қосындысынан тұрады.

мұндағы, Q_п.к. – пайдалы кедергі күші;

Q_с – серіппе қысым күші;

Q_G – салмақ күші;

Q_И – инерция күші.

Егер жұдырықша А нүктесіндегі итергішті Ғ күшімен қысса, онда сол қысым бағыты мен итергіш жылдамдығы векторының (осьпен бағытталған) арасындағы бұрыш қысым бұрышын () құрады. Жұдырықша мен итергіштің арасындағы сырғанау үйкелісінен пайда болатын келтірілген үйкеліс күші былай жазылады:

мұндағы, – келтірілген үйкеліс бұрышы, оның шамасы үйкеліс коэффициентіне (f) байланысты болады (_кел=arctg f).

Әсер ететін күш шамасы төмендегідей анықталады:

(3)

Осы күшті екіге жіктеп, механизмге әсер ететін барлық күштердің тепе-теңдік шартынан мына өрнектерді шығарып алуға болады:

Алдыңғы екі теңдеуді біріктіріп шеше отырып тіректегі реакция күші мен үйкеліс күшін анықтаймыз (N_В және N_С):

Ендеше күштің шамасы

Енді жұдырықша механизмінің пайдалы әсер коэффициентін анықтау үшін үйкеліске (зиянды кедергі) кететін қуатты анықтауымыз қажет:

мұндағы, Р₁ – жұдырықша мен итергіш арасындағы үйкеліске кететін қуат;

Р₂ – итергіш пен оны бағыттаушы тіректер арасындағы үйкеліске қарсы жұмсалған қуат;

Р₃ – жұдырықша білігінің үштіректеріне жұмсалған қуат.

Конструкция массасын азайтудың негізгі әдісі не:

1. 
   Күштің ортадан тыс жерге түсуі;
   
2. 
   Қосымша иілу;
   
3. 
   Бөлшектің әр қимасында оның бойлық өсі бойынша және осы қиманың әр нүктесінде кернеулердің бірдей болуын қамтамасыз ету;
   
4. 
   Бұралу моментінің артуы;
   
5. 
   Бөлшектің қима ауданының өсуі.
   

$$$ 2

1. 
   Пластмассаларды күш әсерінде ұзағынан ұстау және жоғары температурада қолданумен;
   
2. 
   Буынтықты дөңгелектердің күпшектерін фрикцияға төзімді материалдардан дайындағанда;
   
3. 
   Агрессивті және коррозиялы ортада жұмыс істейтін машиналар мен аппараттарды дайындауда көміртекті болаттары қолданумен;
   
4. 
   Биметалды қолданумен;
   
5. 
   Тығыздығы төмен материалдарды қолданумен.
   

$$$ 3

1. 
   Стационарлы жүктеу кезінде материалдың беріктік шегінен анағұрлым аз кернеулердің болуы;
   
2. 
   Жүктеу циклінің үлкеюі;
   
3. 
   Кіру тораптарында күрт секірістердің болуы;
   
4. 
   Механикалық өңдеу беттерінің тегіс болмауы;
   
5. 
   Кернеу концентраттарының орналасу алаңшаларында бөлшек қимасының өсуі.
   

$$$ 4

1. 
   Иілуді жаншылу немесе созылумен айырбастау;
   
2. 
   Конустық және өтпелі пішіннен бас тарту;
   
3. 
   Тірек араларындағы қашықтықтың үлкеюі;
   
4. 
   Тік бұрышты пішінді сиымдылық аппараттарды қолдану;
   
5. 
   Аппараттың жазық түбін қолдану.
   

$$$ 5

1. 
   Тұрық;
   
2. 
   Диск;
   
3. 
   Пластина;
   
4. 
   Платформа;
   
5. 
   Плита.
   

$$$ 6

Суреттегі Z нені білдіреді: Салыстырмалы ұзару; Орталық беттен алғандағы қашықтық; Радиальді бағыттағы әсер ететін кернеу; Шеңбер бағытында әсер ететін кернеу; Радиус - вектор.

$$$ 7

1. 
   Пуассон коэффциенті;
   
2. 
   Салыстырмалы ұзару;
   
3. 
   Шеңбер бағытында әсер ететін кернеу;
   
4. 
   Радиальді бағытта әсер ететін кернеу;
   
5. 
   Серпімділік модулі.
   

$$$ 8

1. 
   Дискі массасын;
   
2. 
   Балға массасын;
   
3. 
   Барлық балғалардың массасын;
   
4. 
   Балға мен дискілердің жалпы массасын;
   
5. 
   Балғалардың, дискілердің және осьтердің жалпы массасын.
   

$$$ 9

1. 
   Шеңберлі кернеу;
   
2. 
   Меридианды кернеу;
   
3. 
   Нормаль бойынша элемент бетіне әсер ететін күш;
   
4. 
   Шеңберлiк бағыттағы қабырғаның салыстырмалы ұзаруы;
   
5. 
   Иiлу кернеуі.
   

$$$ 10

1. 
   жолақтардың радиальды орын ауыстыруы;-
   
2. 
   созу күшiн;
   
3. 
   салыстырмалы ұзару;
   
4. 
   материал қабықшасының созылуы кезіндегі серпімділік модулі;
   
5. 
   Таратылған күшті.
   

$$$ 11

1. 
   Деформацияға дейінгі және одан кейінгі шеңбердің ұзындығын;
   
2. 
   Салыстырмалы ұзаруды;
   
3. 
   Деформация және кернеу арасындағы байланысты;
   
4. 
   Пластиналардың цилиндрлік қатаңдығын;
   
5. 
   Үлкен тік кернеулерді.
   

$$$ 12

1. 
   күрделі созылуға ұшырайтын дөңгелек тең ості пластиналарды;
   
2. 
   Созылуға ұшырайтын дөңгелек пластиналарды;
   
3. 
   Айналу қабықшаларын;
   
4. 
   Симметриялық жүктеу кезіндегі цилиндрлік қабықшаларды;
   
5. 
   Сфералық және конустық қабықшаларды.
   

$$$ 13

1. 
   Иiлу;
   
2. 
   Созылу және сығылу;
   
3. 
   Ығысу;
   
4. 
   ығысу және иілудің қосылған әрекеті.
   
5. 
   бұралу.
   

$$$ 14

1. 
   Сиымдылықты аппараттарының жазық түбін;
   
2. 
   Цилиндрлік қабықшаларды;
   
3. 
   Симметриялы жүктелген пластиналарды;
   
4. 
   Дөңгелек тұтас пластина;
   
5. 
   Күрделі жүктеуде болатын, тесігі бар дөңгелек пластиналарды.
   

$$$ 15

1. 
   сығылу;
   
2. 
   созылу;
   
3. 
   бұралу;
   
4. 
   иілу;
   
5. 
   иілу және бұралудың біріккен әсері.
   

$$$ 16

1. 
   Қабықшалардың қиылысу орындарындағы бiртіндеп ауысуы;
   
2. 
   Араласқан аймақтағы үздіксіз күштік әрекеттер;
   
3. 
   Мембраналы кернеуге сәйкес келетін қабықшалардың еркіндік деформациясының жинақталуы;
   
4. 
   Осьтік күш;
   
5. 
   бұралу.
   

$$$ 17

1. 
   Түбі;
   
2. 
   Қақпақ;
   
3. 
   Тіректер;
   
4. 
   Тұрық;
   
5. 
   Бекітілген тесіктер.
   

$$$ 18

1. 
   Коррозияға қосымшаны;
   
2. 
   Тұрық қабырғасының толық қалыңдығын;
   
3. 
   Тұрық қабырғасының есептік қалыңдығын;
   
4. 
   Тұрықтың жазықтығының аралық радиусын;
   
5. 
   Пісіру тігісінің қатаңдық коэффициентін.
   

$$$ 19

1. 
   13 мм;
   
2. 
   3 6 мм;
   
3. 
   6 8 мм;
   
4. 
   8 10 мм;
   
5. 
   10 12 мм.
   

$$$ 20

Суреттегі М0 нені көрсетеді: Көлденең күшті; июші моментті; Меридиональді мембраналы күшті; цилиндрлік қабықша осіне перпендикуляр бағытталған күшті; Тірек күшін.

$$$ 21

1. 
   Сфералық;
   
2. 
   Эллипсті;
   
3. 
   Жарты сфералық;
   
4. 
   Торосфералық;
   
5. 
   Эллиптикалық.
   

$$$ 22

1. 
   0,25 D;
   
2. 
   0,5 D;
   
3. 
   0,75 D;
   
4. 
   D;
   
5. 
   1,5 D.
   

$$$ 23

1. 
   45⁰;
   
2. 
   50⁰;
   
3. 
   60⁰;
   
4. 
   75⁰;
   
5. 
   90⁰.
   

$$$ 24

1. 
   Сфералық;
   
2. 
   Торосфералық;
   
3. 
   Эллиптикалық;
   
4. 
   Жазық;
   
5. 
   Конустық.
   

$$$ 25

1. 
   Шеттік күшке негізделген әдісі;
   
2. 
   Бастапқы параметрлер әдісі;
   
3. 
   Айналу қабықшаларының моментті теориясы;
   
4. 
   Қабықшалар айналуының моментсіздік теориясы;
   
5. 
   Көтеру қабылеттігі бойынша есептеу.
   

$$$ 26 E

1. 
   100 мм -ден үлкен;
   
2. 
   120 мм -ден үлкен;
   
3. 
   140 мм -ден үлкен;
   
4. 
   180 мм -ден үлкен;
   
5. 
   200 мм -ден үлкен.
   

$$$ 27 B

1. 
   Аппараттың жалпы биіктігін;
   
2. 
   Цилиндр ұзындығын;
   
3. 
   Қақпақтың биіктігін;
   
4. 
   Тұрықтың биіктігін;
   
5. 
   Тіректің биіктігін.
   

$$$ 28

1. 
   Аппарат тұрығының ішкі диаметрі;
   
2. 
   Аппарат тұрығының орташа диаметрі;
   
3. 
   Аппарат тұрығының сыртқы диаметрі;
   
4. 
   Аппараттың тиеу тесігінің диаметрі;
   
5. 
   Қабықшаның цилиндрлік қаттылығы.
   

$$$ 29

1. 
   Барлық тіректерге түсетін күшті;
   
2. 
   Бір тірекке түсетін күшті;
   
3. 
   Аппарат тұрығындағы осьтік күшті;
   
4. 
   Жылу тасымалдағышты есептегендегі аппарат салмағы;
   
5. 
   Қабырғаның көлбеулік бұрышы.
   

$$$ 30

1. 
   Пуассон коэффициенті;
   
2. 
   Қауіпті қысымды;
   
3. 
   Цилиндр қабырғасының қалыңдығы;
   
4. 
   Толқын саны;
   
5. 
   Жұмыс температурасындағы материалдың серпімділік модулі.