压缩机连杆有限元分析

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设计研究首先将一个旋转周期 (360。)进行离散，离散角大致取为 15。，每隔 l5。计算一次连杆应力值 ，在一个周期内共计算 29次，然后找出所有计算相位角中的最大应力 ，该最大应力所在的位置即为连杆的最危险点 ，其 曲轴转角即为最危险相位。不同相位角下的最大 Mises应力见表 3所示。

从表 3中可知，相位角在 20～210o时，连杆受拉载荷作用，l13。时，连杆所受拉载荷与 Mises应力同时达到最大值 ；相位角在 220～380o时 ，连杆受压载荷作用，306。时，连杆所受压载荷与 Mises应力同时达到最大值。可见，在校核连杆静强度时，连杆受最大拉伸或压缩载荷时所对应的曲轴转角即为连杆受拉、压载荷时的危险相位角。

5 结论(1)连杆分析模型包括连杆、连杆盖 、轴瓦、衬套、螺栓、曲柄销和十字头销等组件，对分析部件简化很小，从而保证计算结果的真实性；(2)边界条件的施加，是通过各组件的相互作用来实现，最大压缩载荷和最大拉伸载荷均施加于十字头销上，通过十字头销与衬套，衬套与小头之间的接触把力传给连杆，更加贴近实际情况；(3)计算连杆在预紧力、最大拉伸载荷与最大压缩载荷工况下的应力分布，连杆最大应力主要存在于连杆油孔处、连杆体与连杆盖结合面处，静强度计算表明连杆强度满足使用要求；(4)通过对连杆在一个运动周期内进行离散，连杆瞬态分析表明连杆所受最大拉伸或压缩载荷的曲轴转角即为连杆静强度校核的危险相位 ，在进行连杆静强度校核时 ，只需计算连杆所受最大拉伸或压缩载荷即可满足要求。

参考文献：[1】 郭涛，杨晓．基 fABAQUS~连杆有限元分析[JJ．装备制造技术，2OLO(7)：45—47.

【2】 西安交通大学压缩机教研室．活塞式压缩机设计【M】．西安：西安交通大学出版社 。1979.

【3] 范钦珊 ，殷雅俊．材料力学[M】．北京 ：清华大学出版社 ，2004.

[4] 叶晓琰，许国乐，蒋小平．基于Msc有限元分析的五缸往复泵曲轴疲劳强度校核咖．流体机械，2008，36(10)：50-53.

作者简介：侯小兵(1968一)，男 ，高级工程师，本科，毕业于西安石油学院机械制造设备与工艺专业，现任江钻股份武汉压缩机分公司技术处经理。

(上接第 18页)双椭圆产形面二次包络型线单螺杆压缩机试验样机，排气流畅、噪声低、比功率小。尽管采用的是金属星轮 ，但排气声音柔和 ，无人们担心的星轮撞击螺杆的现象。

4 结论本文对单螺杆压缩机的双椭圆产形面二次包络型线进行了分析。得出了自 1960年发展起来的单螺杆压缩机的啮合理论存在重大缺陷，6：11的传动 比和直线以及圆柱 (台)产形面二次包络型线不是最优型线的结论。认为单螺杆压缩机啮合副的4：7的传动比和双椭圆产形面二次包络的型线是一种更加优良的啮合型线。新型线的优点在于：啮合副的密封线减少，密封性能提高；螺杆与星轮的加工难度降低，加工工艺性改善；采用整体金属星轮使压缩机承受的温度提高，适应范围扩大。

参考文献：【l】 Zimmem B，Ganshyam C．Design and Operating Character一22{ 瓣istics of the Zimmern Single Screw Compressor【C】.

International Compressor Engineering Conference，Paper16．Purdue University，1972：96-99.

『2】 金光熹 ，汤炎．单螺杆压缩机啮合副型线研究的新进展【J1_西安交通大学学报 ，1985，19(6)：1—9.

f3】 查世梁，查谦 ，方宜荣．单螺杆压缩机的现状fJ1．压缩机技术，1994，126(4)：47—48.

【4】 常永忠．cP型连续兼游离啮合线单螺杆压缩机【J】．压缩机技术，2003，182(6)：40—42.

【5】 冯全科 ，郭蓓，赵忖，等．多直线包络的单螺杆压缩机啮合副型面设计方法[J]．压缩机技术，2005，191(3)：1-6.

【6】 吴伟烽，冯全科 ，徐健．单螺杆压缩机齿型的多圆柱 包络原理fJ】．西安交通大学学报 ，2007，41(11)：1271—1274.

[7】 李锦上．空间共轭啮合副二次包络面三面共点构造法fJ].

机械工程学报 ，2011，47(21)：43—48.

[8】 夏振鹏．单螺杆压缩机核心技术的突破 【j】．煤矿开采，2006，l1(5)：81—82.

作者简介：李锦上(1963一)，男 ，工程师 ，研究方向：单螺杆压缩机、单螺杆膨胀机和单螺杆发动机等。

2013年05期(总第241期)■