主軸是將主軸電機(jī)內(nèi)裝，實(shí)現(xiàn)主軸和電機(jī)一體化的功能，又稱內(nèi)裝式主軸。超高速電主軸電機(jī)置于主軸內(nèi)部，電機(jī)定子的外部有循環(huán)水腔進(jìn)行冷卻，主軸的前、后支承均為角接觸球軸承，以承受相應(yīng)的徑向和軸向工作載荷，軸承采用油氣潤(rùn)滑，前后軸承油路分開(kāi)。為了消除軸承內(nèi)部的游隙并獲得一定的支承剛度，安裝時(shí)對(duì)軸承施加了一定的軸向載荷，簡(jiǎn)稱預(yù)載荷Pr。超高速電主軸常用彈性預(yù)載荷，電主軸軸承的預(yù)載荷是依靠軸向螺旋彈簧向前推動(dòng)后軸承外圈而實(shí)現(xiàn)的，由于在工作過(guò)程中軸承預(yù)載荷的值基本保持不變，故又稱定量預(yù)載荷。

電主軸在超高速情況下工作時(shí)由于結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)及軸承內(nèi)部球滾動(dòng)體受高速離心力和陀螺力矩等高速慣性力的作用，超高速電主軸軸承的潤(rùn)滑具有以下主要特點(diǎn)：

（1）球滾動(dòng)體與套圈滾道之間的接觸為赫茲空間點(diǎn)接觸，由于球滾動(dòng)體離心力的作用，外圈滾道上的接觸載荷和接觸應(yīng)力往往很大，會(huì)產(chǎn)生較大的接觸變形。

（2）球滾動(dòng)體與軸承內(nèi)、外圈滾道之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度很大，不僅有滾動(dòng)，而且還存在較大的滑動(dòng)成分，轉(zhuǎn)速越高，滑動(dòng)越嚴(yán)重。高速時(shí)油膜厚度增加，油膜的拖動(dòng)速度加大，導(dǎo)致阻尼和托動(dòng)力增大。

（3）角接觸球軸承在高速運(yùn)行過(guò)程中，球滾動(dòng)體除了沿套圈滾道方向的滾動(dòng)和滑動(dòng)之外，在繞內(nèi)、外圈滾道接觸點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的方向還存在自旋運(yùn)動(dòng)，即繞接觸點(diǎn)中心的旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)，使接觸區(qū)易產(chǎn)生湍流潤(rùn)滑和使?jié)櫥湍こ尸F(xiàn)紊流現(xiàn)象，在發(fā)熱量增加的同時(shí)，彈流潤(rùn)滑油膜的形成和狀態(tài)也比較復(fù)雜。

（4）軸承內(nèi)部彈流油膜的高速拖動(dòng)和多余潤(rùn)滑油在軸承內(nèi)部的高速攪動(dòng)，所消耗的能量會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，使軸承溫度迅速升高、潤(rùn)滑油的粘度降低，導(dǎo)致潤(rùn)滑條件惡化。

（5）球滾動(dòng)體、保持器等高速運(yùn)轉(zhuǎn)的零件，在軸承內(nèi)部及附近部位形成了一個(gè)高壓區(qū)和高壓氣幕，外部潤(rùn)滑油難以進(jìn)入軸承內(nèi)部。

（6）由于高速離心力的作用，潤(rùn)滑油易集中于外圈滾道內(nèi)形成潤(rùn)滑油過(guò)量現(xiàn)象，而內(nèi)圈滾道易因貧油而出現(xiàn)欠潤(rùn)滑狀態(tài)。

（7）由于電主軸的電機(jī)內(nèi)裝式結(jié)構(gòu)，工作時(shí)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子因電、磁原因而產(chǎn)生大量的熱量，工作溫度很高，熱量會(huì)直接傳至軸承部位，對(duì)軸承的散熱和降低溫度不利。

（8）目前，超高速電主軸一般采用PWM三相變頻調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，但由于PWM變頻調(diào)速時(shí)易存在三相電壓不對(duì)稱平衡而產(chǎn)生共模電壓，同時(shí)，高頻電機(jī)本身也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，在電主軸的外殼和轉(zhuǎn)軸之間形成電位差，由于彈流油膜的絕緣作用，從而形成一個(gè)大電容，在軸承內(nèi)部球滾動(dòng)體與內(nèi)、外套圈滾道之間出現(xiàn)充、放電現(xiàn)象，放電過(guò)程中因油膜被擊穿和破壞而導(dǎo)致潤(rùn)滑失效，易發(fā)生損壞軸承的故障。