基于四杆机构的涡旋压缩机的平衡分析Ξ.pdfVIP

42 　零部件设计 　　　 　 　　　　　　实例分析与经验交流 　　　　　　《机械设计》2000 年 2 月 №2 文章编号 (2000) 基于四杆机构的涡旋压缩机的平衡分析 樊灵 , 靳春梅 , 屈宗长 , 樊莉萍 , 司玉宝 ( 西安交通大学 压缩机工程研究中心 , 陕西 西安 　710049) 　　摘要 :针对影响涡旋压缩机振动及动力平衡问题 ,从四杆机构摆动力和摆动力矩及轴的惯性力矩平衡的原理 出发 ,得出了这种方法与涡旋压缩机一次 、二次平衡的方法在原理上基本一致的结论 ,即它们都以减轻惯性力作用 在曲轴支承轴承的动载荷为 目的 , 同时还比较了这两种方法的不同 ,提出了一些新的平衡方案 ,为较准确地平衡涡 旋压缩机的惯性力和惯性力矩的影响奠定了基础 。 　　关键词 :涡旋压缩机 ; 四杆机构 ;平衡 ;惯性力 ;惯性力矩 　　中图分类号 : TH457 ; TB652 　　文献标识码 :A 　　对动静式涡旋压缩机 , 由于动盘的运动可视为 j θ a 1 j θ j φ j θ 　　M r s = ( m 1 r 1 e 1 + m 2 a 1 - m 2 r2 e 2) e 1 + ( m 3 r3 e 3 + a2 一平行四杆机构 ,当其质心存在加速度时 ,其包含曲 a3 j θ j φ a4 j θ j φ m 2 r2 e 2) e 3 + ( m 3 a4 + m 2 r2 e 2) e 4 柄在内的运动系统必然存在惯性力和惯性力矩 ,如 a2 a2 不合理平衡 ,则将产生振动和噪声 ,引起运动副动压 力的增加 ,加剧构件的磨损和疲劳失效 ,降低了机器 的运动精度 、平稳性 、增加摩擦功耗 ,恶化工作条件 ; 同时也大大减少了轴承使用寿命 。所以如何进行平 衡设计是涡旋压缩机设计的一个重要环节 ,在涉及 平衡问题的文献[ 1～5 ] 中仅有少数[4 ,5 ] 明确指出: 平衡的方法分两次平衡 , 即第一次平衡就是通过配 图 1 　涡旋压缩机机构简图 置平衡块 ,使动涡旋盘的质心处于动盘曲柄套筒的 驱动中心 ,第二次平衡就是沿曲柄轴向通过配置至 少两个平衡块来平衡动盘和曲柄等偏心质量产生的 离心力 , 以减少主轴轴承的动载荷 。但究其机理 ,则 很少有文献提及 ,所以本文将从四杆机构平衡的原 理出发解释其机理 ,并比较这两种平衡思想的异同。 图2 　平面四杆机构的位置及质量分布图 1 　四杆机构的平衡原理 　　根据线性独立向量法, 欲使机构力平衡则应满 足以下条件 : 质心不变, 与 φ 相关的系数应为 0 , 　　根据四杆机构的平衡原理 ,机构的平衡包括摆 i