电机主轴轴承的摩擦热主要是由接触区域的摩擦损耗和滚动阻力引起的。圆球在滚动的时，由接触面产生的阻力被称为滚动摩擦，滚动摩擦力的大小由接触面的种类和状态决定，若滚动摩擦力不存在，则物体不能转动，若滚动摩擦力增大，则阻力也随之增大。电机轴承在接触面上有相对转动和滑动时，接触面会产生摩擦热，当接触面润滑不良时容易发生烧结。为了防止烧结，必须将单位时间的摩擦功控制在许用范围内，也可以控制值，并将这个值叫做最大需用压力速度系数，也就是控制预紧力及转数的关系。

      电机轴承的内外套圈相对转动是产生摩擦热的主要原因。由于摩擦的机理和部位的不同，可分为五类：（1)滚动体与内外圈的纯滚动摩擦；（2)滚动体与保持架的微观滑动摩擦；（3)自旋滑动摩擦；（4)润滑剂的摩擦损耗；（5)宏观滑动摩擦。

      电机主轴轴承的摩擦热主要是由内外圈与滚动体接触区域的摩擦和阻力引起的。其中摩擦力矩由载荷产生的摩擦力矩两部分组成。轴承滚动过程中，由于存在离心力的作用，内外圈的接触角不同，因此，必须把摩擦力矩分成内外圈沟道的力矩分量，对于处于方位角的滚动体。

图1：预紧力、转速与轴承温升关系曲线

预紧力、转速与轴承温升关系曲线

      由图1可知，预紧力和转数是诱导轴承摩擦生热的主要原因，预紧力增加和转速的提到都导致生热量的增加，100N与200N时随着转速的提高，生热比较平缓，而300N、400N及500N的生热量受转速影响较大，这样达到一定热量的积累后就会使轴承烧伤影响其寿命。

      摩擦生热是电主轴系统中最重要的热量来源，在高速旋转时产生极高的热量，由于机构复杂与工作条件恶劣，产生的热量不易传递，因此，需要对轴承的生热仿真研究至关重要，西安西玛电机利用ANSYS有限元软件进行仿真轴承的温度场并分析，首先根据150MD24z7.5电主轴轴承尺寸建立有限元模型，并赋予sold45单元属性并划分网格，选择瞬态温度场分析模块，添加材料属性，施加相对应的约束条件、边界条件、初始温度场温度及相应转数，进行求解分析。

      由于150MD24z7.5型电主轴额定转数为30000r/min，但由于实际加工转数区主要集中在10000r/min，因此仿真分析主要在10000r/min的工况下加载不同的预紧力进行研究。分别加载100N、200N、300N、400N、500N预紧力于轴承上，求解得到不同热流量下的轴承温度场分别如下图所示：

图2：预紧力为100N时轴承的温度场

预紧力为100N时轴承的温度场

      在一定转数下轴承的温度随着预紧力载荷的增大而明显提高，而在轴承运转过程中，保证轴承温度防止烧伤是很关键的一节，所以要在轴承生热和分布之间找到一个合适的点，从而在确定轴承的最佳预紧力。