2. 2磁力抽承整體結構布局
磁力軸承零部件眾多,且磁力軸承根據實際情況設計所采用的結構布局也不同,設計時所采用的設計理論也有差別,所以設計必須根據需要在初始化時確定磁力軸布局。根據湖北省數字制造重點實驗室的設計經驗,一般的磁力軸承布局采用兩種方案,見圖3所示。
在進行參數化設計時,根據不同的模板可設計不同的結構模板庫,根據用戶選擇布局的不用,自動采用不同的結構設計模板庫進行后續的設計。這樣的設計可解決結構布局不同所帶來的設計方式變更問題。
2. 3對磁力軸承核心部件的處理
磁力軸承的核心部件為電機、徑向磁力軸承、軸向磁力軸承。電機部分一般都是選購的,設計時可建立電機數據庫,在設計中可對電機庫進行查找,有相應型號電機則可選擇,如無相應型號可根據電機的參數將電機添加進電機數據庫中,以達到數據積累的目的。
以徑向磁力軸承和軸向磁力軸承為設計的核心,在實際過程中根據實際需要,可能會對結構作出較大的更改。在進行徑向和軸向磁力軸承設計時也需要對眾多參數進行選擇,例如:軸承材料、線圈外徑、線圈導線、單邊氣隙、靜態承載力、飽和磁感應強度等。在選擇時有些參數是互相關聯的,如軸承材料決定了飽和磁感應強度,線圈導線型號決定了線圈的外徑等。在設計軟件時,也同樣采用數據庫來記錄相應的參數,并建立可選擇的材料庫,如無合適的材料選擇,也可對數據庫進行添加。磁力軸承在設計時還有部分參數是不能直接進行選擇的,如靜態承載力、單邊氣隙等,這些參數必須由用戶輸人。
2. 4通用部件處理
在磁力軸承設計中有許多標準件的使用,例如深溝球軸承、螺拴、銷等。由于在實際使用過程中,根據分析和仿真結果會對磁力軸承的結構作出相應更改,并需滿足裝配需要。此部分零件不可能全部由系統自動生成,因此系統采用的是建立標準件庫的方案,且此標準件庫是可添加和修改的,這樣既可滿足用戶的實際需要,又不會帶來系統各部分參數之間的藕合問題。
2.5外殼及其他部件處理
磁力軸承的外殼是個組裝件,包括前后傳感器支架、電機套筒、左右大端蓋、左右小端蓋、殼體前后套筒等零件,根據磁力軸承的設計布局不同,外殼結構設計有較大的變動。在實際系統實現的過程中,此部分完成參數化設計實現難度較大,且整個外殼的改動會涉及到眾多的零部件重新選擇,因此在實現過程中部分多采用用戶自行設計。
2. 6總裝配實現
由于在設計開始階段已進行了布局選擇,根據布局不同選用不同的模板庫,總的裝配根據用戶的設計自動對模板的各部分零件進行尺寸替換。在總裝配模板庫中,根據裝配的需要,各個零件的模板設計都考慮了配合要求,任何零件的設計尺寸參數改變都不會影響到零件裝配之間的關系,因此總裝配較易實現。
3磁力軸承參數化設計系統實現
本系統開發時,結構部分的建模平臺采用SolidWorks,主要基于以下方面考慮:①磁力軸承的結構設計中基本無復雜曲面建模。② SolidWorks可向下兼容二維工程圖,設計完成后可直接出二維工程圖。③SolidWorks是一個開放的系統,可以方便地進行后續的有限元分析。. SolidWorks提供了幾百個API( Application Program Interface)函數,并且提供OLE(Object Linking and Embedding)和COM ( Component Object Model)接口,用戶可使用高級語言工具VB/VC++/DELPHI等對SolidWorks進行二次開發。在系統開發時,本系統采用的開發工具是Visual C++6.0,利用SolidWorks提供的OLE接口進行二次開發。SolidWorks提供了sldworks.tlb等文件,TLB文件是一種OLE(或ActiveX)定義文件,它包括常數、接口(Interface)、類等的定義。通過將TLB文件加人項目,然后在Object Browser中可查看該文件中包括哪些常數、接口、類,而每個類又包括什么方法和屬性。通過將sldworks. tlb導人項目,可查看SolidWorks提供的各種接口和智能指針,并調用它提供的函數了。
在VC++6.0中建立整個系統的框架和用戶開發界面,圖4為電機設計界面圖。
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