迷宫压缩机高速轴系优化设计分析

邹昌利，张秀珩，薛 佳，王 浩，王 健

(沈阳理工大学 机械工程学院，辽宁 沈阳 110159)

随着制造业的发展，近年来压缩机被广泛应用于民用、国防等领域，新型压缩机不断涌现.迷宫压缩机依靠高效率、低能耗和低噪声等优势已成为性价比很高的一种动力设备，被广泛使用.

压缩机根据工作原理的不同，可以分为容积式和动力式.迷宫往复式压缩机就是容积式压缩机的一种，其曲轴连杆在机体内做往复运动，活塞在气缸中压缩气体，改变气体容积，使动能转变为气体能.在压缩机曲轴转动过程中，其轴系受到大小和方向都在变化的周期性变载荷作用.曲轴是其核心部件也是主要的受力部件，极易发生扭转共振.振动会导致轴系疲劳破坏，降低疲劳强度，也会加剧其连接部件的磨损，直接降低压缩机的可靠性及寿命[1].

本文以新型6列迷宫压缩机为研究对象，运用ANSYS Workbench有限元分析软件对曲轴轴系进行扭转振动分析，在保证压缩机正常工作效率的同时，通过改变曲轴的结构参数，对其进行优化设计，并从理论上分析结构的变化对曲轴轴系扭转振动的影响.

1 轴系力学分析及其建模

1.1 轴系力学分析

往复式压缩机的主要驱动机构是曲柄连杆机构.压缩机整个轴系在工作过程中主要承受驱动力矩载荷、惯性力、气体压力和摩擦力的作用.其中，惯性力由两部分组成，即曲轴旋转产生的旋转惯性力和连杆活塞运动产生的往复惯性力；摩擦力也包……