在活塞空压机的动力系统中，曲轴作为核心传动部件，如同人体的“脊梁”，承担着将旋转运动转化为活塞往复运动、传递动力的关键作用。其设计与性能直接决定了空压机的工作效率与使用寿命。
一、曲轴的核心功能
（一）动力转换与传递
曲轴通过连杆将自身的旋转运动转化为活塞的往复直线运动，从而实现气体的吸入、压缩和排出过程。当动力源（如电动机）驱动曲轴旋转时，曲轴上的曲柄销带动连杆摆动，进而推动活塞在气缸内做往复运动。在这个过程中，曲轴不仅要承受来自连杆的周期性作用力，还需将动力稳定地传递给活塞，保证空压机的连续运行。
（二）扭矩平衡与稳定运行
空压机工作时，多个气缸交替做功，会产生不平衡的扭矩。曲轴通过合理设计的曲拐布局（如直列、V型、W型等）和平衡重结构，有效抵消惯性力和离心力，减少振动和噪声，确保设备运行平稳。若曲轴平衡性能不佳，会导致设备振动加剧，加速轴承、连杆等部件的磨损，甚至引发设备故障。
二、曲轴的结构设计
（一）基本结构组成
曲轴主要由主轴颈、连杆轴颈（曲柄销）、曲柄、平衡重和前端轴、后端凸缘等部分组成。主轴颈通过滑动轴承或滚动轴承安装在机体的主轴承座中，是曲轴的支撑部位；连杆轴颈与连杆大头相连，是力的传递枢纽；曲柄则连接主轴颈和连杆轴颈；平衡重用于平衡旋转惯性力；前端轴装有带轮、齿轮等部件，用于驱动辅助设备（如风扇、油泵）；后端凸缘用于安装飞轮，储存和释放能量，保证曲轴旋转的均匀性。
（二）曲拐布置与气缸排列
曲轴的曲拐布置与空压机的气缸数、排列方式密切相关。例如，两缸空压机通常采用180°曲拐布置，使两缸工作行程相互错开，减少扭矩波动；四缸空压机多采用平面曲轴，四个曲拐均匀分布在同一平面内，实现各缸工作的均匀性。合理的曲拐布置和气缸排列，能有效提高空压机的工作效率和运行稳定性。
三、曲轴的材料与制造工艺
（一）材料选用
曲轴在工作时承受着交变载荷、冲击载荷和扭转应力，因此对材料的强度、韧性、耐磨性和疲劳性能要求极高。常用材料包括优质中碳钢（如45钢）、中碳合金钢（如40Cr、42CrMo）以及球墨铸铁。中碳钢和中碳合金钢经调质、表面淬火等热处理后，具有良好的综合力学性能；球墨铸铁则具有成本低、铸造性能好、减振性强等优点，广泛应用于中小型空压机。
（二）制造工艺
曲轴的制造工艺主要包括锻造、铸造、机械加工和热处理等环节。锻造曲轴通过热锻或模锻工艺，使金属组织致密，提高强度和韧性；铸造曲轴则利用砂型铸造或金属型铸造技术，适用于复杂结构的曲轴制造。机械加工过程对曲轴各轴颈、曲拐等部位进行精确加工，保证尺寸精度和表面粗糙度；热处理（如调质、渗氮、感应淬火）可提高曲轴表面硬度和耐磨性，延长使用寿命。
