ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2012
207
Быстрое вращение смещенного шпинделя
.
На рис. 10 приведе-
но распределение давления в аэростатическом зазоре при смещении и
быстром вращении шпинделя:
{
}
T 6
5 0 0 10
м;
−
=
⋅
u
0
=
V
;
{
}
T
0 0 1712
рад/с.
=
ω
Эта скорость вращения более чем в 3 раза
превосходит максимальную скорость вращения шпинделя. При не-
значительном увеличении скорости или смещения нелинейное реше-
ние расходится. При сгущении сетки конечных элементов распреде-
ление давления не изменяется и не удается получить сходящееся ре-
шение при большем смещении или скорости вращения. По
сравнению со случаем радиального смещения шпинделя максимум
давления смещается против направления вращения и увеличивается
до 656 265 Па, что на 7,9 % больше давления подачи. Как и в преды-
дущем примере, наблюдается обратное движение воздуха через по-
ристые вставки и расхождение решения при незначительном увели-
чении скорости вращения или смещения шпинделя.
Рис. 10. Давление при быстром вращении смещенного шпинделя
Рядом с точками
2
0,
ϕ
θ θ
= =
зазор составляет
6
5, 7 10
мкм
h
−
= ⋅
,
давление
atm
p p
≈
,
поэтому, строго говоря, там нарушается критерий
сплошности
(
)
1
8
6
Kn 6, 4 10 5, 7 10
0, 0112 0, 01.
−
−
−
= ⋅
⋅
=
>
Распределение скорости воздуха
max
v
(
рис. 11) соответствует
сумме напорного движения из областей повышенного давления (см.
рис. 5) и равномерного движения воздуха, «захваченного» вращаю-
щимся шпинделем. Самая большая скорость для данного расчетного
случая
max
283
м/c,
=
v
что приближается к скорости звука в воздухе