(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111561067.9 (22)申请日 2021.12.15 (71)申请人 西南石油大 学 地址 610500 四川省成 都市新都区新都大 道8号 (72)发明人 黄志强　李涛　王杰　陈振　 张克海　李刚　马亚超　 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/23(2020.01) F16D 3/50(2006.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种往复式压缩机 叠片联轴器的设计方法 (57)摘要 本发明专利公开了一种压缩机叠片联轴器 的设计方法， 所述的压缩机叠片联轴器包括曲轴 侧安装盘、 内六角螺栓、 曲轴侧锁紧套、 电机侧安 装盘、 开孔叠片、 未开孔叠片、 间隔套、 六角螺钉、 电机侧锁紧盘； 所述的设计方法主要包括如下步 骤： S1、 根据曲轴系的结构参数确定固有频率ω； S2、 建立叠片联轴器结构参数的多目标优化模 型， 确定曲轴侧安装盘厚度h1和直径d以及间隔 套厚度h2； 本发明根据曲轴系的结构参数以及工 况条件， 给出一种压缩机叠片联轴器的设计方 法， 在调整轴系固有 频率避免发生轴系共振现象 的同时， 降低联轴器的振动速度， 从而最大程度 的降低轴系的扭振现象， 保证压缩机的安全运 行。 权利要求书2页 说明书4页 附图6页 CN 114254458 A 2022.03.29 CN 114254458 A 1.一种往复式压缩机叠片联轴器的设计方法， 所述的叠片联轴器， 主要包括曲轴侧安 装盘(1)、 内六角螺栓(2)、 曲轴侧锁紧套(3)、 电机侧安装盘(4)、 开孔叠片(9)、 未开孔叠片 (5)、 间隔套(6)、 六角头螺钉(7)、 电机侧锁紧盘(8)； 该结构的曲轴侧安装盘(1)和曲轴侧锁 紧套(3)通过六角头螺钉(7)固联； 开孔叠片(9)通过内六角螺栓(2)和曲轴侧安装盘(1)以 及间隔套(6)固联； 未开孔叠片(5)通过内六角螺栓(2)和电机侧安装盘(4)以及间隔套(6) 固联； 电机侧锁紧盘(8)和电机侧安装盘(4)通过六角头螺钉(7)固联。 所述一种往复式压缩 机叠片联轴器的设计方法包括： 确定曲轴侧安装盘(1)的厚度和半径、 间隔套(6)的厚度； 通 过增减圆盘轴向加厚块(11)改变曲轴侧安装盘(1)的厚度； 通过增 减圆环径向加厚块(15) 改变曲轴侧安装盘(1)的直径； 通过添加间隔套加厚块(17)改变间隔套的厚度， 具体包括以 下步骤： S1.根据往复式压缩机轴 系结构参数确定固有频率ω； 建立曲轴有阻尼扭转振动方程： 式中， [J]为轴系的转动惯量， [C]为轴系的阻尼矩阵， [K]为轴系的刚度矩阵， [T]为外 部激励矩阵， x为轴 系的位移 矩阵； 利用有限元方法求解上述扭转振动方程， 得到轴系的固有频率以及联轴器的振动速 度； S2.建立联轴器结构参数与轴系固有频率以及联轴器振动速度的优化模型， 确定曲轴 侧安装盘(1)厚度h1和直径d以及间隔套(6)厚度h2， 使轴系扭转固有频率在满足相应规范 下， 减小联轴器的振动速度； S3.叠片联轴器结构优化设计问题的多目标函数， 由如下公式确定： 式中， y＝{h1,d,h2}表示曲轴侧安装盘(1)厚度和直径以及间隔套(6)厚度这三个设计 变量的向量， R表示三个设计变量的可行域， z表示轴系固有频率和联轴器振动速度归一化 后的函数和， f1(y)为轴系固有频率， f2(y)为联轴器振动速度； 在目标函数向量， f1(y)由如下公式确定： 在目标函数向量， f2(y)由如下公式确定： S4.叠片联轴器结构优化设计问题的约束条件， 由如下公式确定： 曲轴侧安装盘(1)厚度h1约束： 式中， 为工况允许下曲轴侧安装盘(1)的最小厚度， h1为设计变量， h1max为工况允许下 曲轴侧安装盘(1)的最大厚度；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114254458 A 2曲轴侧安装盘(1)直径d约束： d1+L≤d≤dmax                          (6) 式中， d1为内六角螺栓(2)的直径， L为内六角螺栓(2)的中心距， d为设计变量， dmax为工 况允许下曲轴侧安装盘(1)的最大直径； 间隔套(6)厚度h2约束： 式中， 为工况允许 下间隔套(6)的最小厚度， h2为设计变量， D为电机轴直径； S5.联立式(2)至式(8)， 对叠片联轴器的结构优化模型进行求解， 得到设计变量曲轴侧 安装盘(1)的厚度h1和直径d， 间隔套(6)厚度h2的值。 2.根据权利要求1所述的一种 往复式压缩机叠片联轴器的设计方法， 其特征在于， 所述 设计方法还包括对凸台轴向加厚块(10)以及圆盘轴向加厚块(11)的设计： 凸台轴向加厚块 (10)的凸起处与曲轴侧安装盘(1)相互配合， 同时凸台轴向加厚块(10)和圆盘轴向加厚块 (11)设置4个均布的螺栓孔用于曲轴侧安装盘(1)进行固联， 最后用圆盘轴向加厚块(11)对 曲轴侧安装盘(1 1)的厚度进行调节， 且不同的圆盘加厚块(1 1)具有不同的厚度。 3.根据权利要求1所述的一种 往复式压缩机叠片联轴器的设计方法， 其特征在于， 所述 设计方法还包括对圆环径向加厚块(15)的设计： 圆环径向加厚块(15)均布4个与曲轴侧安 装盘(1)直径相同的螺纹孔， 可利用内六角螺栓(2)将圆环径向加厚块与曲轴安装盘(1)固 联， 且不同的圆环 径向加厚块(15)具有不同的厚度。 4.根据权利要求1所述的一种 往复式压缩机叠片联轴器的设计方法， 其特征在于， 所述 设计方法还包括对间隔套加厚块(17)的设计： 间隔套加厚块(17)均布 4个与间隔套(6)相同 的螺纹孔， 可利用内六角螺栓(2)将间隔套(6)与间隔套加厚块(17)进行固联， 且不同的间 隔套加厚块(17)具有不同的厚度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114254458 A 3