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四星型空压机曲轴强度设计计算陆鹏程"，2，梁前超"，邵梦麟"，江文革2
(1.海军工程大学动力学院，潮北武汉430033；2.中国人民解放军第四八一二工厂，安徽安庆246005）
[摘要]：以四星型空压机为例，介绍了活塞压缩机曲轴强度的计算方法。采用当量应力强度理论，根据一周内扭矩变化情况决定计算截面弯担合成的负荐。
[关键调]：曲轴强度；星型空压机；当量应力强度理论；复合应力；折线图
中图分类号：TH45
文献标码：B
文章编号：10062971(2015)02003603
DesignandCalculationforFour-star-typeAirCompressorCrankshaftStrength LU Peng-cheng'-2, LIANG Qian-chao', SHAO Meng-lin', JIANG Wen-ge
(1.College of Power, Naval Engineering University, Wuhan 430033, China; 2. NO.4812 Factory of People's Liberation Army, Anqing 246005, China) Abstract:Set the fourstartype air compressor as an example, the method of calculating piston eompresor erankshaft strength is in-troduced in the paper., The equivalent stress intensity theory is used to decide the caleulation of the synthetic crosssection of bend ing and torsion loads according to torque changes within a week.
Key words: crankshaft strength; star~shaped air compressor; the equivalent stress intensity theory; combined stress; line chart
1引信
星型无油空压机中的曲轴是该活塞空压机中
最重要的运动件。由于其接受电动机以扭矩形式输人的动力，并周期性地承受压缩气体带来的切向力和法向力，受力复杂，强度计算步骤繁琐，人工计算仅计算最大气体力状态的值，计算精度不高，不能直观地得出复合应力变化趋势。本文采用四星型全无油空压机为实例，利用Excel软件功能，直接用手曲轴强度的设计计算，得到的数据形成图表，可方便、直观、准确地得出结果，有利于方案比较及优化设计。
该机型某些主要参数见表1。
表1
星型空压机主要技术参数
项目
排气量，Nmmin 压缩级数
收稿日期：2014-11-07 361com压螺机技水
参数 3 2
项目压力，MPa 轴功率，kw
参数 1.0 24
2计算过程
2.1结构示意图及原始数据的获取
本机型采用常规的单曲拐、角度式、四列、二级压缩方案。主轴组件的动平衡采用内外平衡的方式消除旋转及往复惯性力，外平衡重装在主机皮带轮上，内平衡重固结于曲轴本身。曲轴的原始设计见图1。图中给出了主轴颈、曲柄轴颈、回转半径等几何尺寸。根据动平衡计算书，得到内、外平衡重的离心力为4.4kN、2.59kN。
由热力计算书、动力计算书得到作用在曲柄轴中心处的总切向力T、总法向力R对应转角6的函
数。图2给出了其计算结果的折线图。 2.2计算方法的确立
曲轴强度计算是指机械强度和刚度的计算，机械强度主要是指静强度和疲劳强度的计算，本文不涉及刚度的计算。一般需进行4个危险位置时，主轴颈、曲柄轴颈、曲柄等几个危险截面上应力和疲劳强度的计算。
根据达朗伯原理和材料力学的基本思想，运
2015年02期（总第250期）