2 离心机永磁轴承试验仿真系统

    离心机永磁轴承试验仿真系统是离心机中永磁轴承的结构设计与性能分析的模拟试验系统，利用仿真技术和程序设计开发工具，对所设计的永磁轴承进行有效试验仿真，为永磁轴承的设计提供依据．离心机磁轴承试验仿真系统包括：人机交互接口、结构设计、仿真分析、结果处理4个部分．结构设计中又包括零部件设计、装配体设计和工程图3个部分．该仿真系统的设计是以永磁轴承零部件和装配体为研究对象，它也是有限元分析和虚拟样机试验的基础．因此，轴承零部件模型的建造与装配至关重要，直接影响永磁轴承的静动特性分析，是离心机永磁轴承仿真系统的关键技术．该试验仿真系统具有良好的人机交互界面，如图2所示．进入到仿真系统的结构设计模块，用户只需要输入结构的参数，系统便可以自动建模，如图3所示．

    3 永磁轴承结构设计自动建模

    3．1 永磁轴承库建模的流程

    永磁轴承库的建模流程是进行建模的基本依据，引导设计的先后步骤．一个优化的建模流程，可以使得永磁轴承库的设计步骤明确、内容完备．在该试验仿真系统的永磁轴承库模块中，建模采用树权形式的建模流程，磁力轴承库是树根节点，推力轴承、向心轴承和向心推力轴承3种系列作为其1级分支，各种形式的轴承又有2个2级分支．在利用SolidWorks软件建模时，每一种轴承模型又包括零部件图、工程图和爆炸动作图3个部分作为3级分支．该永磁轴承库建模具体的流程图如图4所示，图中省略号表示该级分支内容与同系列的轴承该级分支内容相同．

    3．2 建立参数化模型

    首先在SolidWorks软件环境中建立永磁轴承的特征模型．以文献[2]永磁轴承的结构和图4所示的永磁轴承库建模的流程图为依据，按照零部件草绘、建立装配图、生成工程图的步骤，以向心推力轴承一为例，来说明参数化模型的建立过程．参数化建模是在特征建模的基础上形成的．通过SolldWorks【工具／宏操作】中选择“录制”，就可以对生成模型的过程进行宏文件和应用程序的生成．根据永磁轴承的结构，首先依次建立各零部件的三维模型，其次建立零件的装配图．采用由内至外的顺序，装配体总体上可分为以永磁轴承转子为主体的悬浮部分和以定子为主体的固定部分，完成向心推力轴承一的虚拟装配模型，渲染后的剖面图如图5所示．{zh1}对特征模型所标注的尺寸名称进。行修改，尺寸的名称尽量是有意义的表达，便于二次开发时VB程序中变量的使用．停止宏文件录制，编辑宏录制的程序代码，找出宏文件中建模过程的关键函数，确定关键常数，弄清楚关键常数的变化对实体模型的影响，把关键常数用变量来替换，删除宏文件中不必要的操作过程，一个参数化的永磁轴承模型便建立了．

    3．3 仿真系统永磁轴承自动建模的实现

    仿真系统中永磁轴承的自动建模是通过利用VB语言对SolidWorks的二次开发实现的．先要在VB集成环境中，通过命令【工程／引用】对话框中勾选Sldworks 2006 Type Library完成有关类型库的引用，才能通过ActiveXAutomation访问SolidW。rks提供的主要对象．在VB编辑器中修改宏程序，利用尺寸驱动法 j的原理，将零件的尺寸标注看作变量，通过尺寸参数值的变化来生成结构相同而参数不同的零件族．如图5所示的永磁轴承的xxxx，部分自动建模程序如下：

    以上的代码就是自动建模装配实现的基础，具体的实例如图3所示．当用户输入要求的参数后，便可以在指定区域预览到三维模型．把二次开发的应用程序打包，制作成可执行文件，便可以安装运行．

    4 结束语

    在离心机永磁轴承仿真系统的结构模块中，零部件的自动装配是一个关键点．利用SolidWorks三维设计软件与VB语言编程相结合，实现永磁轴承模型的自动建立．目前，国内对永磁轴承性能、材料及有限元分析等研究已经做了很多工作，但是永磁轴承结构如何实现系列化建模有待解决．本文的研究不仅是离心机永磁轴承仿真系统的基础，也丰富了高速离心机和永磁轴承的研究内容，为提高离心机转子转速的研究探索新的设计分析方法提供参考．

    参考文献
[1] 郭克希，潘存云．永磁轴承极限转速的有限元分析[J]．机电一体化，2004，10(2)：24—25．
[2] 郭克希，彭翠芳，张松林．基于、13的离心机永磁轴承试验仿真系统开发[J]．长沙电力学院学报，2002，17(4)：60—63．
[3] 何宁，白海清．基于、13开发SolidWorks标准件库[J]．机械与电子，2004，12(6)：18—19．