1 前言

    近年來，壓縮機(jī)朝著高速度、高效率以及低噪聲的方向發(fā)展，由此給壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。活塞式壓縮機(jī)是問世最早、至今仍被廣泛應(yīng)用的一種壓縮機(jī)，與其它型式的壓縮機(jī)相比具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但活塞壓縮機(jī)需要將電機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這使得活塞式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有周期振動(dòng)等缺點(diǎn)，與當(dāng)代壓縮機(jī)發(fā)展的方向不符，所以在活塞壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)階段充分利用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法是十分重要的。慣性力是引起活塞式壓縮機(jī)振動(dòng)的主要原因之一。活塞式壓縮機(jī)傳統(tǒng)動(dòng)平衡設(shè)計(jì)，主要是運(yùn)用加平衡塊的方法對慣性力和慣性力矩加以部分平衡。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法僅僅靠工程師的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行靜平衡的計(jì)算，這個(gè)方法忽略了很多因素，計(jì)算得到的平衡塊的質(zhì)量和放置位置并非最優(yōu)。而本文提出運(yùn)用HyperWorks軟件下的MotionView模塊建立活塞式壓縮機(jī)的虛擬樣機(jī)，對活塞式壓縮機(jī)平衡塊進(jìn)行仿真優(yōu)化，仿真結(jié)果表明， 該方法不僅準(zhǔn)確，而且縮短了設(shè)計(jì)周期，取得了滿意的平衡效果。

    MotionView是Altair公司HyperWorks下一款多體動(dòng)力學(xué)分析軟件，它集成了多體動(dòng)力學(xué)前處理軟件MotionView和強(qiáng)大的多體求解器MotionSolve。MotionView方便快捷的交互式界面，使多體建模分析非常方便簡單。

2 壓縮機(jī)虛擬樣機(jī)模型

    簡單的模型可以在MotionView中直接建立，對于比較復(fù)雜的模型可以在其他三位CAD軟件中建模，然后直接導(dǎo)入到MotionView中。壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)相對來說是比較復(fù)雜的，本文通過Pro/E軟件建立正確的壓縮機(jī)三維模型，提取質(zhì)量，質(zhì)心和慣量信息。根據(jù)分析的具體需要，把整個(gè)壓縮機(jī)分析一下幾個(gè)部分：轉(zhuǎn)子，平衡塊，曲軸，活塞，底座，滑片和others。壓縮機(jī)動(dòng)平衡分析建立的硬點(diǎn)數(shù)據(jù)和構(gòu)件信息如下：

表1 壓縮機(jī)動(dòng)平衡分析硬點(diǎn)信息

表2 壓縮機(jī)動(dòng)平衡分析構(gòu)件信息

    在MotionView中對壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件之間添加約束以及驅(qū)動(dòng)，其中底座和地面之間用襯套連接，亞物體和曲軸之間軸套連接，曲軸和Others之間建立軸套連接，底座和Others部件之間建立固定副，活塞與曲軸之間建立固定副，平衡塊與轉(zhuǎn)子之間建立固定副，轉(zhuǎn)子和曲軸之間建立固定副，滑片和Others部件之間建立移動(dòng)副，亞物體與大地之間建立旋轉(zhuǎn)副（Motion施加在此旋轉(zhuǎn)副上），冷媒力作用在活塞上，活塞式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部門模型如圖1所示。

圖1 活塞式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的模型