204
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
При
радиальном смещении вращающегося шпинделя
возникает
аэродинамическая подъемная сила, направленная перпендикулярно
смещению. Например, при
=
0
V 0
,
{ }
T 6
5 0 0 10
м
−
=
⋅
u
,
=
ω
{
}
T
0 0 524
рад/c
=
в точках
0
ϕ
<
воздух вовлекается вращением
шпинделя в сужающийся зазор, а в точках
0
ϕ
>
—
в расширяющий-
ся. Максимум давления смещается в область
0
ϕ
<
и незначительно
увеличивается. Возникающая циркуляционная сила вдоль оси
Y
со-
ставляет 46 % от реакции вдоль оси
X
,
которая почти не изменяется
по сравнению с предыдущим случаем.
При наличии
радиальной скорости шпинделя
аэростатический
слой оказывает демпфирующее воздействие. Например, при
{
}
T 3
2 0 0 10
м/с
−
=
⋅
0
V
,
нулевом смещении
0
=
u
и скорости враще-
ния
0
=
ω
распределение давления похоже на случай радиального
смещения. Максимальное давление составляет
5
5, 71 10
Па
⋅
.
Предельное смещение шпинделя
.
Перемещения шпинделя
больше половины зазора при эксплуатации опасны задиром поверх-
ностей, поэтому и недопустимы. Однако случай с большим переме-
щением важен для определения силовых характеристик во всем диа-
пазоне перемещений и для проверки всплытия шпинделя при вклю-
чении воздуха. На рис. 6 показано давление при нулевых скоростях и
смещении шпинделя
{
}
T
0,5
6
2 9 0 9 10
м
−
−
=
⋅
u
.
Аэростатический
зазор в точке с координатами
/ 2,
0
θ
π
ϕ
=
=
сокращается при таком
смещении с
5
10
−
до
6
10
м.
−
Максимальное давление на поверхность
шпинделя составляет 610 963 Па, что на 0,5 % превышает давление
Рис. 6. Давление при предельном радиальном смещении