采用不同结构冷却系统时电主轴脂润滑轴承温度场仿真分析

针对高速电主轴采用脂润滑时发热量大且散热困难,极易导致润滑脂过热失效和轴承寿命缩短的问题,以B7009C轴承为研究对象,基于摩擦学和传热学理论,建立了不同转速下轴承发热量的数学模型,通过有限元软件仿真计算了无冷却结构下轴承和轴承座的温度场分布,结果表明高速下发生了润滑失效,需要设计针对性的冷却结构。分别设计了“一进一出单环形槽”“三进三出单环形槽”及“三进三出双环形槽”冷却模型对轴承外圈进行冷却,并对相同工况下3种冷却模型的温度场进行仿真分析,结果表明,达到稳态后,“三进三出双环形槽”冷却模型整体温度较低,温度分布均匀,有助于提高润滑脂的润滑性能,延长轴承寿命,减小冷却水道对轴承座支承刚度的影响。