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第三章 空气压缩机的设计与优化改进研究

（二）机架温度场计算

1.机架温度场几何模型及边界条件
为了与机架结构变形计算相适应，机架温度场几何模型包括机架、主轴轴承
安装凸台、偏心小轴前后轴承外圈、主轴前后轴承外圈，如图3-37所示。

图 3-37 机架温度场计算几何模型

机架安装在测试台上，其底部的温度、偏心小轴前后轴承位置温度、主轴后
轴承位置的温度由红外测温仪直接测得，在停机后，立刻用Pt100热电阻通过机

架上的注油孔测得主轴承前轴承位置的温度，测量结果如表3-1所示。

表 3-1 机架温度测量结果
机架 偏心小轴 偏心小轴 偏心小轴
位置 主轴前轴承 主轴后轴承
地面 1 轴承 2 轴承 2 轴承
温度（℃） 30 43 38 41 38 38
机架温度场计算边界条件包括温度边界、强制对流换热边界、自然对流换热
边界、绝热边界。
（1）温度边界
加载部位为机架底部、偏心小轴前后轴承外圈内圆柱面、主轴前后轴承外圈

内圆柱面、机架与定盘连接的部位。
（2）强制对流换热边界
风轮安装在凸台部位，吸气口涵盖了凸台外表面，为强制对流换热。对流换

热边界条件加载部位包括动盘冷却风吹过的机架内表面和凸台外表面，机架内表
面对流换热系数由公式计算得到，凸台外表面对流换热系数计算得到，但不需要

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