文章编号：1006-2971(2013)020019-04
使用维修
关于直线压缩机无油润滑活塞组热一结构的耦合分析马星辉
（中国煤炭科工集团武汉设计研究院，湖北武汉430064）
摘要：为了减少直线压缩机无油润滑系统中活塞环和气缸壁之间的磨损，提高其使用寿命，并提出直线压缩机活塞环的新设计方法。首先建立活塞环和气缸的热传递的数学模型，确定摩擦热在活塞环和气缸间的分布。然后运用有限元的方法研究直线压缩机的无油润滑系统，对活塞环与气缸红壁产生的摩擦热和活塞环的热变形进行耦合分析，得到在正常工作状态
下活塞组件在预紧压力和热载荷共同作用下的应力和应变的云图。关键调：直线压编机；气缸；活塞；有限元分析
中图分类号：TH457
文献标患码：A
Coupling Analysis ofLinearCompressorOil-freeLubricatedPiston AssemblyThermal
Structure MA Xing-hui
(Wuhan Design and Research Institute of China Coal Technology & Engineering Group, Wuhan 430064, China)
Abstract:For the purpose of reducing the abrasion between piston ring and cylinder wall in the linear compressor oil-free lubricated system and improving its using life,a new design method for linear compressor oil-free lubricated system is pointe out in this paper. Firstly,the mathematical model for heat transfer of piston ring and cylinder is established to determine the distribution of friction heat between piston ring and cylinder.Then the finite element method is used-to study the linear compressor oil-free lubricated system and to carry out the coupling analysis of the friction heat caused by piston ring and cylinder and the heat deformation caused by piston ring.Finally,the nephogram of stress and strain of piston assembly acted both by preload pressure and heat load under normal condi-tion is obtained.
Key words linear compressor; cylinder; piston; finite element analysis
引信
无油润滑活塞环是保证压缩机在一定的时间内安全、稳定运行的部件。活塞环良好的机械性能、自润滑性能和耐磨性，不仅有效地提高了压缩机的工作效率、节省能耗，而且使其具有更长的使用寿命。由于活塞组件处于高速往复运动状态，并承受着越来越高的冲击性的热负荷和机械负荷，工作状态非常恶劣，致使活塞环产生热膨胀和热应力，在交变的热负荷和交变的机械负荷耦合作用下将导致活塞产生裂纹和活塞环胶结。因此在设计阶段对活塞进行应力场、温度场和传热分析，以及热负荷和机械负荷的耦合分析，了收稿日期：2012-10-16
■2013年02期（总第238期）
解活塞的热负荷状态和综合应力分布情况，进而对活塞进行改进，降低热负荷，改善热应力分布，提高工作可靠性具有重要意义。
有限元数值分析方法的出现，为工程设计领
域提供了一个强有力的计算工具，它具有试验方法和理论解析方法无可比拟的优势，有限元分析方法在压缩机活塞开发设计中的广泛应用，大大地提高了活塞的可靠性，缩短了设计周期。
基于有限元理论的热-结构耦合的基本
2 方程
2.1热传导基本理论方程
(1）缸内气体与外界的热交换方程
Com历缩机技术119