曲轴作为往复泵动力端中最关键的受力零件,它的可靠性直接影响着整机的可靠性、经济性以及使用寿命。随着往复泵功率密度的不断提升和强化,曲轴的工作条件愈加苛刻,因此,曲轴的结构分析及优化在往复泵动力端的设计和改进过程中占有极其重要的地位。曲轴几何形状复杂,应力集中现象严重,影响其总体性能的因素众多。失效实例表明,疲劳断裂是其主要失效形式,通过连杆作用在曲柄销上的交变载荷是造成曲轴疲劳破坏的主要原因。近20年来,随着计算技术的不断进步和相关研究人员的不懈努力,泵用曲轴强度的研究取得了较大进展,尤其体现在曲轴应力的计算研究方面。隔膜泵是一种高新往复泵产品,具有无泄漏的突出特点。目前,国内外泵行业均十分注重隔膜泵产品的试验研究。本文以江苏索普集团60万吨/年醋酸工程用6DM—100/1.0型隔膜泵为例,将采用几种不同方法对该泵不同结构、承受双向载荷的曲轴进行动、静力学分析和结构优化,具体内容如下:1.曲轴载荷的特征分析。对曲轴承受单向载荷与双向载荷(即单作用与双作用曲轴)进行对比分析,指出两者之间的区别;2.双作用曲轴受力分析与计算。运用连续梁法对6DM—100/1.0型隔膜泵用整体式曲轴进行受力分析,求得支承处弯矩及轴颈受力大小,为三维有限元法分析提供边界条件;3.整体式曲轴应力与模态分析。运用Solidworks软件建立双作用整体式曲轴模型,导入ANSYS软件,进行应力分析;并利用ANSYS软件中的Block Lanczos方法,对三拐两支承、三拐三支承和三拐四支承三种不同曲轴结构进行模态对比分析;4.提出一种新型组合式多支点曲轴。在分析传统整体式曲轴结构的特点及其不足的基础之上,介绍了一种多支点组合式偏心轮曲轴新结构,并对其结构进行系统阐述;5.虚拟样机仿真及物理样机试验。对传统整体式与新型多支点组合式曲轴进行静力学和模态对比分析,同时借助ADAMS软件进行虚拟样机仿真,验证多支点组合式新结构曲轴的优异性,并对6DM—100/1.0型隔膜泵物理样机进行试验,确定其额定工况时相关性能参数。