隔膜泵是容积泵中较为特殊的一种形式，它是依靠隔膜片的来回鼓动来改变工作室容积以吸入和排出气体的。在医学和化学上被广泛应用以控制容器压强或实现真空。隔膜泵主要由电机、偏心轮、轴承、连杆、隔膜、泵体、吸入阀和排出阀组成。由于隔膜泵偏心轮转速较高，产生了较高的惯性力，导致设备产生较强烈的振动和噪音，而且引起隔膜泵实现的真空度不高，这就严重限制了隔膜泵的应用。因此，有必要对隔膜泵进行惯性力平衡。本文通过计算优化出了为了达到最小惯性力的配重，并用ADAMS进行机构仿真分析，发现加了所算的配重之后，惯性力显著减小了。对设计隔膜泵和对现有隔膜泵进行平衡以减小振动有着重要意义。
1 机构平衡计算
1. 1 惯性力分析
虽然在隔膜真空泵中连杆与隔膜以螺钉连接，不是纯粹意义上的曲柄滑块机构，但是隔膜属于弹性材料，而且连杆长度远大于偏心轮的偏心距，使隔膜往复运动距离较小，为了求解计算方便，可将隔膜简化为一个的滑块。根据分析，可以获得隔膜泵传动机构的运动简图，如图1所示。
图 1 隔膜泵传动机构简图 图 2 残余惯性力
1. 2 平衡计算
由图2可知，如果不对机构进行平衡，机构的总不平衡惯性力PS比较大，会给运行中的真空泵带来很严重的振动和噪声。为了减小机构中的惯性力，需要添加配重来部分平衡惯性力。如图2所示，要产生最好的平衡效果，平衡配重产生的惯性力Pe最好随1变化，但在工程实际中添加平衡配重时不可能做到这一点。在隔膜真空泵平衡时，为了设计和制造方便，通过在曲柄AB的反向延长线上添加配重来部分平衡惯性力。由于在图1所示中BA方向上加配重，为了计算上的方便，可以将加配重后运动副B上集中质量的不平衡惯性力
2总结
本文采用质量代换方法对隔膜真空泵传动机构的动平衡进行了分析和计算，并给出了最佳平衡配重计算方法，最后虚拟样机软件ADAMS对机构的不平衡惯性力进行仿真。理论分析和仿真结果说明了产生振动的主要原因，该工作对这类设备的设计和制造能提供有意义的指导。根据图2可得，该设备产生强烈振动的主要原因是PB很大，对机构总惯性力PS的影响较大。PB很大的原因主要有: 构件1、2、3的质心S1、S2、S3都比较靠近运动副B，使mB大于mC、mD。如果质心 S1、S2、S3都远离运动副B，则使PB较小、PC增大，使得最小残余惯性力P增大，也使得实际残余惯性力增大，从而会加剧设备的振动和噪声。基于此，为了提高设备的动态性能和改善平衡效果，应使构件1、2、3的质心尽可能靠近运动副B，可在连杆设计时采用轻质材料。
