초정밀 전구경 연마기 기체부상 회전대의 정적 특성

AN Lei ,  

WANG Wei ,  

LIAO De-feng ,  

摘要

초정밀 전구경 연마기 기체부상 회전대의 정적 특성에 대한 각도 편향 및 회전 속도의 영향을 분석하기 위해 수치 계산 방법을 구축하였다. 각도 편향을 고려한 기막 두께 방정식을 레이놀즈 방정식에 도입하였으며, 이 방정식은 각도 편향 및 회전 속도 항을 포함하고 있다. 유한 차분법을 사용하여 이산화하고 결합 유량 평형 방정식을 통해 수치 해석을 수행하였다. 계산 결과는 다음과 같다: 단일 각도 편향 하에서 기체 부상 회전대의 최대 극한 각도 편향은 <inline-formula><alternatives><math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M1"><mn mathvariant="normal">5</mn><mo>×</mo><msup><mrow><mn mathvariant="normal">10</mn></mrow><mrow><mo>-</mo><mn mathvariant="normal">5</mn></mrow></msup><mtext> </mtext><mi mathvariant="normal">r</mi><mi mathvariant="normal">a</mi><mi mathvariant="normal">d</mi></math><graphic specific-use="big" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/534A109D-C625-4ca9-BE8E-D8B85022F8C3-M001.jpg"?></graphic><graphic specific-use="small" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/534A109D-C625-4ca9-BE8E-D8B85022F8C3-M001c.jpg"?></graphic></alternatives></inline-formula>이며, 각도 편향이 증가함에 따라 기막 두께의 최댓값은 점차 증가하고 최솟값은 점차 감소하며 압력 분포가 변화하고 하중 능력은 점차 감소한다. 조합 각도 편향 하에서는 기체 부상 회전대의 최대 극한 각도 편향은 <inline-formula><alternatives><math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M2"><mn mathvariant="normal">4.9</mn><mo>×</mo><msup><mrow><mn mathvariant="normal">10</mn></mrow><mrow><mo>-</mo><mn mathvariant="normal">5</mn></mrow></msup><mtext> </mtext><mi mathvariant="normal">r</mi><mi mathvariant="normal">a</mi><mi mathvariant="normal">d</mi></math><graphic specific-use="big" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/534A109D-C625-4ca9-BE8E-D8B85022F8C3-M002.jpg"?></graphic><graphic specific-use="small" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/534A109D-C625-4ca9-BE8E-D8B85022F8C3-M002c.jpg"?></graphic></alternatives></inline-formula>이며, 조합 각도 편향이 기체 부상 회전대 정적 특성에 미치는 영향 규칙은 단일 각도 편향과 기본적으로 일치하지만 효과는 더욱 뚜렷하다. 기체 부상 회전대의 고장 회전 속도는 2,300 r·min-1이며, 회전 속도가 증가함에 따라 기막 두께는 직접적으로 변하지 않고 압력 분포만 뚜렷이 변화하며, 결국 하중 능력이 점차 감소하여 기막 두께에 변화를 초래한다. 각도 편향 및 회전 속도 변화는 기체 부상 회전대의 하중 능력 변화를 초래하며, 힘의 평형을 유지하기 위해 회전대 위치가 이에 따라 변한다. 본 연구는 후속 동적 회전 오차 연구를 위한 이론적 기초를 제공한다.

关键词

초정밀 기체부상 회전대;각도 편향;회전 속도;유한 차분법;정적 특성

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