Эгерде адамзат алыскы өткөндөгү сүрүлүү күчүн өз кызыкчылыгы үчүн колдонууну үйрөнбөсө, технологиянын азыркы абалы таптакыр башкача көрүнмөк. Бул эмне, эмне үчүн пайда болот жана аны кантип эсептесе болот, бул маселелер макалада талкууланат.
Айлануу сүрүлүү деген эмне?
Анын астында бир нерсе жылбай, экинчисинин бетинде тоголонгон бардык учурларда пайда болгон физикалык күч түшүнүлөт. Айлануу сүрүлүү күчүнө мисалдар: жыгач араба дөңгөлөгүн кара жолдо айдоо же унаанын дөңгөлөгүн асфальтта айдоо, металл шарикти жана ийне подшипниктерин болот окко жылдыруу, боёк роликти дубалга жылдыруу жана башкалар.
Дененин жана беттин одоно беттеринин атомдук деңгээлдеги өз ара аракеттешүүсүнөн пайда болгон статикалык жана сыдырма сүрүлүү күчтөрүнөн айырмаланып, тоголок сүрүлүүнүн себеби болуп деформациялык гистерезис саналат.
Аты аталган фактыны дөңгөлөктүн мисалында түшүндүрүп берели. менен байланышка чыккандатаптакыр кандайдыр бир катуу бет, анда контакт зонасында анын серпилгичтүү аймакта микродеформациясы болот. Дөңгөлөк белгилүү бир бурчтан айланары менен бул серпилгич деформация жок болот, дене өзүнүн формасын калыбына келтирет. Ошого карабастан, дөңгөлөктүн айлануусунун натыйжасында кысуу жана форманы калыбына келтирүү циклдери кайталанат, алар энергияны жоготуу жана дөңгөлөктүн беттик катмарларынын түзүлүшүндөгү микроскопиялык бузуулар менен коштолот. Бул жоготуу гистерезис деп аталат. Кыймылдаганда, алар тоголок сүрүлүү күчүнүн пайда болушунда көрүнөт.
Деформацияланбаган денелердин тоголонуусу
Абсолюттук катуу бетте кыймылдаган дөңгөлөк микродеформацияларга дуушар болбогон идеалдуу учурду карап көрөлү. Бул учурда, анын бети менен байланыш зонасы түз сегментке туура келет, анын аянты нөлгө барабар.
Кыймылдаганда дөңгөлөккө төрт күч аракет кылат. Алар тартуу күчү F, колдоо реакция күчү N, дөңгөлөктүн салмагы P жана сүрүлүү fr. Алгачкы үч күч борбордук мүнөзгө ээ (дөңгөлөктүн массасынын борборуна таасир этет), ошондуктан алар моментти түзбөйт. fr күчү дөңгөлөктүн алкагына тангенциалдуу таасир этет. Айлануу сүрүлүү моменти:
M=frr.
Бул жерде дөңгөлөктүн радиусу r тамгасы менен көрсөтүлгөн.
N жана P күчтөрү вертикалдуу таасир этет, демек, бир калыпта кыймыл болгон учурда, сүрүлүү күчү fr түртүү күчүнө F барабар болот:
F=fr.
Кандай гана чексиз кичинекей F күч fr күчүн жеңе алат жана дөңгөлөк кыймылдай баштайт. Бултыянак деформацияланбаган дөңгөлөктүн учурда айлануу сүрүлүү күчү нөлгө барабар экендигине алып келет.
Деформациялануучу (чыныгы) денелердин айлануусу
Чыныгы денелерде дөңгөлөктүн деформациясынын натыйжасында анын беттеги таянуу аянты нөлгө барабар эмес. Биринчи жакындоо катары бул тик бурчтук, капталдары l жана 2d. Кайдагы l - дөңгөлөктүн туурасы, бул бизди көп кызыктырбайт. Айлануучу сүрүлүү күчүнүн пайда болушу так 2d маанисине байланыштуу.
Деформацияланбаган дөңгөлөктөгүдөй эле, жогоруда айтылган төрт күч да реалдуу нерсеге таасир этет. Алардын ортосундагы бардык байланыштар сакталат, биринен башкасы: деформациянын натыйжасында таянычтын реакциялык күчү дөңгөлөктөгү ок аркылуу таасир этпейт, бирок ага салыштырмалуу d аралыкка жылат, б.а. моментин түзүүдө. Чыныгы дөңгөлөктүн шартында М моментинин формуласы төмөнкү форманы алат:
M=Nd - frr.
М маанисинин нөлгө барабардыгы дөңгөлөктүн бир калыпта жылышынын шарты болуп саналат. Натыйжада биз теңдикке жетишебиз:
fr=d/rN.
N дененин салмагына барабар болгондуктан, биз тоголонуу сүрүлүү күчү үчүн акыркы формуланы алабыз:
fr=d/rP.
Бул туюнтма пайдалуу натыйжаны камтыйт: дөңгөлөктүн r радиусу чоңойгон сайын, сүрүлүү күчү fr.
Айланууга каршылык коэффициенти жана тоголонуу коэффициенти
Тынчтыктын жана сыдыруунун сүрүлүү күчтөрүнөн айырмаланып, тоголонуу бири-бирине көз каранды болгон эки күч менен мүнөздөлөт.коэффициенттер. Булардын биринчиси жогоруда айтылган d мааниси. Ал тоголок каршылык коэффициенти деп аталат, анткени анын мааниси канчалык чоң болсо, fr күч ошончолук чоң болот. Поезд дөңгөлөктөрү, автомобилдер, металл подшипниктери үчүн d мааниси миллиметрдин ондон бир бөлүгүндө болот.
Экинчи коэффициент - айлануу коэффициентинин өзү. Бул өлчөмсүз чоңдук жана төмөнкүгө барабар:
Cr=d/r.
Көптөгөн таблицаларда бул маани берилген, анткени d маанисине караганда практикалык маселелерди чечүү үчүн колдонуу ыңгайлуураак. Көпчүлүк практикалык учурларда, Cr мааниси бир нече жүздөн (0,01-0,06) ашпайт.
Чыныгы денелер үчүн айлануу шарты
Жогоруда fr күчүнүн формуласын алдык. Аны Cr коэффициенти аркылуу жазалы:
fr=CrP.
Анын формасы статикалык сүрүлүү күчү үчүн окшош экенин көрүүгө болот, мында Cr ордуна µ мааниси – статикалык сүрүлүү коэффициенти колдонулат.
Долбоордун күчү F дөңгөлөктү fr дан чоңураак болгондо гана айлантат. Бирок, F түртүү, эгерде ал тиешелүү эс алуу күчүнөн ашып кетсе, тайып кетиши мүмкүн. Ошентип, реалдуу телолордун айлануу шарты fr күчү статикалык сүрүлүү күчүнөн аз болушу керек.
Көпчүлүк учурларда µ коэффициентинин маанилери Cr маанисинен 1-2 даражага жогору. Бирок, кээ бир жагдайларда (кар, муз,майлуу суюктуктар, кир) µ Cr караганда кичине болуп калышы мүмкүн. Акыркы учурда дөңгөлөктүн тайгалануусу байкалат.
