1 前言

    近年來，壓縮機朝著高速度、高效率以及低噪聲的方向發展，由此給壓縮機的設計提出了更高的要求。活塞式壓縮機是問世最早、至今仍被廣泛應用的一種壓縮機，與其它型式的壓縮機相比具有諸多優點，但活塞壓縮機需要將電機的回轉運動轉換為活塞的往復運動，這使得活塞式壓縮機的結構復雜，運轉時有周期振動等缺點，與當代壓縮機發展的方向不符，所以在活塞壓縮機的設計階段充分利用現代設計方法是十分重要的。慣性力是引起活塞式壓縮機振動的主要原因之一。活塞式壓縮機傳統動平衡設計，主要是運用加平衡塊的方法對慣性力和慣性力矩加以部分平衡。傳統的設計計算方法僅僅靠工程師的經驗進行靜平衡的計算，這個方法忽略了很多因素，計算得到的平衡塊的質量和放置位置并非最優。而本文提出運用HyperWorks軟件下的MotionView模塊建立活塞式壓縮機的虛擬樣機，對活塞式壓縮機平衡塊進行仿真優化，仿真結果表明， 該方法不僅準確，而且縮短了設計周期，取得了滿意的平衡效果。

    MotionView是Altair公司HyperWorks下一款多體動力學分析軟件，它集成了多體動力學前處理軟件MotionView和強大的多體求解器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 壓縮機虛擬樣機模型

    簡單的模型可以在MotionView中直接建立，對于比較復雜的模型可以在其他三位CAD軟件中建模，然后直接導入到MotionView中。壓縮機結構相對來說是比較復雜的，本文通過Pro/E軟件建立正確的壓縮機三維模型，提取質量，質心和慣量信息。根據分析的具體需要，把整個壓縮機分析一下幾個部分：轉子，平衡塊，曲軸，活塞，底座，滑片和others。壓縮機動平衡分析建立的硬點數據和構件信息如下：

表1 壓縮機動平衡分析硬點信息

表2 壓縮機動平衡分析構件信息

    在MotionView中對壓縮機運動構件之間添加約束以及驅動，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，平衡塊與轉子之間建立固定副，轉子和曲軸之間建立固定副，滑片和Others部件之間建立移動副，亞物體與大地之間建立旋轉副（Motion施加在此旋轉副上），冷媒力作用在活塞上，活塞式壓縮機的轉動部門模型如圖1所示。

圖1 活塞式壓縮機轉動部分的模型