西力軸承
聯(lián)系人：馬耿松
 
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SKF NJ205ECP 離心機(jī)的提純精度受轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的限制，而軸承的承載能力又是選用高性能的動力驅(qū)動設(shè)備的一個(gè)瓶頸條件。由于傳統(tǒng)的滾動軸承承載能力有限，以期離心機(jī)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)能達(dá)到更高轉(zhuǎn)速，用永磁軸承來替代傳統(tǒng)的滾動軸承，是解決該問題的一個(gè)具有研究潛力的方法。用永磁軸承支撐的離心機(jī)轉(zhuǎn)子主軸系統(tǒng)如圖1所示。永磁軸承的結(jié)構(gòu)具有徑向和止推的雙向作用。根據(jù)目前國內(nèi)外對磁性材料的研究，永磁軸承的定子和轉(zhuǎn)子材料選用稀土釹鐵硼（NeFeB）高強(qiáng)度的永磁材料。

2離心機(jī)永磁軸承試驗(yàn)仿真系統(tǒng)

離心機(jī)永磁軸承試驗(yàn)仿真系統(tǒng)是離心機(jī)中永磁軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能分析的模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，利用仿真技術(shù)和程序設(shè)計(jì)開發(fā)工具，對所設(shè)計(jì)的永磁軸承進(jìn)行有效試驗(yàn)仿真，為永磁軸承的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。離心機(jī)磁軸承試驗(yàn)仿真系統(tǒng)包括:人機(jī)交互接口、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、仿真分析、結(jié)果處理4個(gè)部分。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中又包括零部件設(shè)計(jì)、裝配體設(shè)計(jì)和工程圖3個(gè)部分。該仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是以永磁軸承零部件和裝配體為研究對象，它也是有限元分析和虛擬樣機(jī)試驗(yàn)的基礎(chǔ)。因此，軸承零部件模型的建造與裝配至關(guān)重要，直接影響永磁軸承的靜動特性分析，是離心機(jī)永磁軸承仿真系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。

該試驗(yàn)仿真系統(tǒng)具有良好的人機(jī)交互界面，如圖2所示。進(jìn)入到仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊，用戶只需要輸入結(jié)構(gòu)的參數(shù)，系統(tǒng)便可以自動建模，如圖3所示。

3 永磁軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自動建模

3.1 永磁軸承庫建模的流程

永磁軸承庫的建模流程是進(jìn)行建模的基本依據(jù)，引導(dǎo)設(shè)計(jì)的先后步驟一個(gè)優(yōu)化的建模流程，可以使得永磁軸承庫的設(shè)計(jì)步驟明確、內(nèi)容完備。在該試驗(yàn)仿真系統(tǒng)的永磁軸承庫模塊中，建模采用樹杈形式的建模流程，磁力軸承庫是樹根節(jié)點(diǎn)，推力軸承、向心軸承和向心推力軸承3種系列作為其1級分支，各種形式的軸承又有2個(gè)2級分支，在利用SolidWorks軟件建模時(shí)，每一種軸承模型又包括零部件圖、工程圖和爆炸動作圖3個(gè)部分作為3級分支。該永磁軸承庫建模具體的流程圖如圖4所示，圖中省略號表示該級分支內(nèi)容與同系列的軸承該級分支內(nèi)容相同。

3.2 建立參數(shù)化模型

首先在solidworks軟件環(huán)境中建立永磁軸承的特征模型。以圖4所示的永磁軸承庫建模的流程圖為依據(jù)，按照零部件草繪、建立裝配圖、生成工程圖的步驟，以向心推力軸承-為例，來說明參數(shù)化模型的建立過程。

參數(shù)化建模是在特征建模的基礎(chǔ)上形成的。通過SolidWorks【工具/宏操作】中選擇"錄制"，就可

以對生成模型的過程進(jìn)行宏文件和應(yīng)用程序的生成。根據(jù)永磁軸承的結(jié)構(gòu)，首先依次建立各零部件的三維模型，其次建立零件的裝配圖。采用由內(nèi)至外的順序，裝配體總體上可分為以永磁軸承轉(zhuǎn)子為主體的懸浮部分和以定子為主體的固定部分，完成向心推力軸承一的虛擬裝配模型，渲染后的剖面圖如圖5所示。后對特征模型所標(biāo)注的尺寸名稱進(jìn)行修改，尺寸的名稱盡量是有意義的表達(dá)，便于二次開發(fā)時(shí)VB程序中變量的使用。停止宏文件錄制，編輯宏錄制的程序代碼，找出宏文件中建模過程的關(guān)鍵函數(shù)，確定關(guān)鍵常數(shù)，弄清楚關(guān)鍵常數(shù)的變化對實(shí)體模型的影響，把關(guān)鍵常數(shù)用變量來替換，刪除宏文件中不必要的操作過程，一個(gè)參數(shù)化的永磁軸承模型便建立了。

3．3仿真系統(tǒng)永磁軸承自動建模的實(shí)現(xiàn)

仿真系統(tǒng)中永磁軸承的自動建模
RHP 2301M

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