電機主軸軸承的摩擦熱主要是由接觸區域的摩擦損耗和滾動(dòng)阻力引起的。圓球在滾動(dòng)的時(shí)，由接觸面產(chǎn)生的阻力被稱(chēng)為滾動(dòng)摩擦，滾動(dòng)摩擦力的大小由接觸面的種類(lèi)和狀態(tài)決定，若滾動(dòng)摩擦力不存在，則物體不能轉動(dòng)，若滾動(dòng)摩擦力增大，則阻力也隨之增大。電機軸承在接觸面上有相對轉動(dòng)和滑動(dòng)時(shí)，接觸面會(huì )產(chǎn)生摩擦熱，當接觸面潤滑不良時(shí)容易發(fā)生燒結。為了防止燒結，必須將單位時(shí)間的摩擦功控制在許用范圍內，也可以控制值，并將這個(gè)值叫做最大需用壓力速度系數，也就是控制預緊力及轉數的關(guān)系。
電機軸承的內外套圈相對轉動(dòng)是產(chǎn)生摩擦熱的主要原因。由于摩擦的機理和部位的不同，可分為五類(lèi)：（1)滾動(dòng)體與內外圈的純滾動(dòng)摩擦；（2)滾動(dòng)體與保持架的微觀(guān)滑動(dòng)摩擦；（3)自旋滑動(dòng)摩擦；（4)潤滑劑的摩擦損耗；（5)宏觀(guān)滑動(dòng)摩擦。
電機主軸軸承的摩擦熱主要是由內外圈與滾動(dòng)體接觸區域的摩擦和阻力引起的。其中摩擦力矩由載荷產(chǎn)生的摩擦力矩兩部分組成。軸承滾動(dòng)過(guò)程中，由于存在離心力的作用，內外圈的接觸角不同，因此，必須把摩擦力矩分成內外圈溝道的力矩分量，對于處于方位角的滾動(dòng)體。
圖1：預緊力、轉速與軸承溫升關(guān)系曲線(xiàn)
預緊力、轉速與軸承溫升關(guān)系曲線(xiàn)
由圖1可知，預緊力和轉數是誘導軸承摩擦生熱的主要原因，預緊力增加和轉速的提到都導致生熱量的增加，100N與200N時(shí)隨著(zhù)轉速的提高，生熱比較平緩，而300N、400N及500N的生熱量受轉速影響較大，這樣達到一定熱量的積累后就會(huì )使軸承燒傷影響其壽命。
摩擦生熱是電主軸系統中最重要的熱量來(lái)源，在高速旋轉時(shí)產(chǎn)生極高的熱量，由于機構復雜與工作條件惡劣，產(chǎn)生的熱量不易傳遞，因此，需要對軸承的生熱仿真研究至關(guān)重要，西安西瑪電機利用ANSYS有限元軟件進(jìn)行仿真軸承的溫度場(chǎng)并分析，首先根據150MD24z7.5電主軸軸承尺寸建立有限元模型，并賦予sold45單元屬性并劃分網(wǎng)格，選擇瞬態(tài)溫度場(chǎng)分析模塊，添加材料屬性，施加相對應的約束條件、邊界條件、初始溫度場(chǎng)溫度及相應轉數，進(jìn)行求解分析。
由于150MD24z7.5型電主軸額定轉數為30000r/min，但由于實(shí)際加工轉數區主要集中在10000r/min，因此仿真分析主要在10000r/min的工況下加載不同的預緊力進(jìn)行研究。分別加載100N、200N、300N、400N、500N預緊力于軸承上，求解得到不同熱流量下的軸承溫度場(chǎng)分別如下圖所示：
圖2：預緊力為100N時(shí)軸承的溫度場(chǎng)
預緊力為100N時(shí)軸承的溫度場(chǎng)
在一定轉數下軸承的溫度隨著(zhù)預緊力載荷的增大而明顯提高，而在軸承運轉過(guò)程中，保證軸承溫度防止燒傷是很關(guān)鍵的一節，所以要在軸承生熱和分布之間找到一個(gè)合適的點(diǎn)，從而在確定軸承的最佳預緊力。
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