Пошехонов Роман Александрович

С. 48-71

Для плоских аэростатических опор с пористыми ограничителями наддува разработана математическая модель, позволяющая определять основные эксплуатационные характеристики (жесткость, демпфирования, допускаемой нагрузки в линейном и угловом направлениях, а также потребляемого расхода воздуха). Проведено экспериментальное определение неоднородности проницаемости для пористых графитовых ограничителей наддува. Оценено влияние разброса проницаемости на характеристики аэростатической опоры расчетом при наибольшем и наименьшем значении коэффициента проницаемости. Влияние разброса проницаемости на характеристики аэростатической опоры оказалось меньше при постоянном аэростатическом зазоре, чем при постоянной нагрузке. На основе этого сделаны рекомендации для изготовления плоских аэростатических опор и аэростатических подшипников.

Представлена модель для расчета сферической аэростатической опоры с пористыми ог­ра­ничителями наддува на основании уравнения Рейнольдса газовой смазки со всеми стационарными слагаемыми. Реше­ние проводилось в программе Comsol 3.5a методом конечных элементов. Состояние шпинделя определялось вектором смещения, поступательной и угловой скорости. Вы­числяется распределение давления, опорные силы и моменты, а также расход воздуха. Представленная модель будет использована для оценки упрощенных решений, полученных при различных допущениях при проектировании прецизионных шпиндельных узлов.

В статье предложена упрощенная сегментная модель сферических аэростатических подшипников, позволяющая определять статические и динамические силовые характеристики опор. Модель основана на двух физических допущениях: количество расчетных сегментов считается большим, касательные скорости опорных поверхностей считаются пренебрежимо малыми. Опорные реакции определяются на основании серии предварительных расчетов поля давления воздуха в отдельном сегменте. Расчет поля давления проводился методов конечных элементов в программе MATLAB в нелинейной постановке. Предложенная модель опробована на сферических аэростатических опорах с пористыми ограничителями наддува, разрабатываемых для шпинделя станка прецизионного точения цветных металлов. Исследовано влияние количества расчетных сегментов на точность полученных характеристик.