一種全平衡往復壓縮機曲軸數值分析

馬瑞紅，許增金，劉守信，劉 冬，黃 璜

（1.沈陽鼓風機集團往復機有限公司，遼寧沈陽110869，2.沈陽工業大學化工裝備學院，遼寧沈陽111003；3.沈陽鼓風機集團齒輪壓縮機有限公司，遼寧沈陽110869）

1 引言

往復活塞壓縮機是用來提高氣體壓力的通用機械，全平衡往復壓縮機主要應用于油氣田上游開采和CNG站建設，其具有振動小等優點。壓縮機是石化企業生產過程中的關鍵設備之一，曲軸是壓縮機的關鍵零部件之一，其受力情況復雜，在氣體力、慣性力、摩擦力以及壓縮機扭矩的作用下承受著瞬間變化的載荷，在截面突變等位置會有應力集中現象，在交變載荷作用下，應力集中部位可能會出現疲勞失效現象，從而導致曲軸破壞。而曲軸制約著壓縮機能否安全可靠運行，所以在設計階段對曲軸受力進行數值分析，是壓縮機設計過程中一個重要的環節。

本文以一種全平衡往復壓縮機曲軸為研究對象，在充分考慮各種工況的基礎上，采用常規三維繪圖軟件進行三維建模，并采用有限單元法對一種全平衡壓縮機的曲軸進行數值分析。通過建立曲軸的有限元模型，對曲軸進行靜強度以及疲勞強度分析，其計算方法和結果為全平衡往復壓縮機曲軸的設計與開發提供理論依據。

2 全平衡往復壓縮機結構特點

全平衡雙連桿式往復壓縮機曲柄連桿結構如圖1所示：壓縮機的氣缸中心線與地面平行，氣缸分布于曲軸兩側且在一條直線上，活塞作速率相反的運動?！?br>