机械工程学报

作者：陈洪月, 张站立, 王鑫, 周立秋, 沙永东

单位：1. 辽宁工程技术大学机械工程学院 阜新 123000;2. 中国煤炭工业协会高端综采成套装备动力学测试与大数据分析中心 阜新 123000;3. 辽宁工程技术大学矿山液压技术与装备国家地方联合工程研究中心 阜新 123000

关键词：线性压缩机,盘簧,有限元分析,刚度,优化设计；

基金：国家自然基金（51874157）、辽宁省教育厅基础研究项目（LJ2020JCL026）、辽宁省自然科学基金（2019-MS-161）、2019年度辽宁省高等学校创新人才（理）（LR2019030）和辽宁省教育厅基础研究（LJ2020JCL026）资助项目。

弹簧是实现线性压缩机活塞共振控制和影响压缩机寿命的关键零件，针对现有压缩机用板弹簧刚度小、使用数量多等问题，设计了一种多臂阿基米德螺线盘簧，采用有限元法分析了阿基米德螺线的基圆半径r、略角θ、螺距常数b等参数对弹簧臂刚度的影响规律，针对盘簧臂刚度的多因素影响特性，采用有限元响应面优化法，对圆柱盘簧臂的刚度性能进行了优化，优化后的圆柱盘簧臂的轴向刚度提高了42.5%，径向刚度提高了26.8%，且疲劳强度满足使用要求；对两臂和三臂盘簧进行了刚度测试实验，并对两者的性能进行分析和对比，得出了在同等轴向刚度条件下，三臂盘簧径向刚度和质量特性要优于两臂盘簧，将三臂盘簧应用于线性压缩机中，可以替代6个板弹簧，轴向刚度可达到25.6 N/mm，且具有较好的径向支撑效果，能够满足线性压缩机所需要的轴向刚度以及径向刚度需求，研究结果对线性压缩机弹簧的设计和应用具有理论和实际意义。

来源：2022年第3期

《机械工程学报》期刊编辑部

查看机械工程学报杂志2022年第3期