主軸是將主軸電機內(nèi)裝，實現(xiàn)主軸和電機一體化的功能，又稱內(nèi)裝式主軸。超高速電主軸電機置于主軸內(nèi)部，電機定子的外部有循環(huán)水腔進行冷卻，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，軸承采用油氣潤滑，前后軸承油路分開。為了消除軸承內(nèi)部的游隙并獲得一定的支承剛度，安裝時對軸承施加了一定的軸向載荷，簡稱預(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后軸承外圈而實現(xiàn)的，由于在工作過程中軸承預(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由于結(jié)構(gòu)上的特點及軸承內(nèi)部球滾動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滑具有以下主要特點：

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

（2）球滾動體與軸承內(nèi)、外圈滾道之間的相對運動速度很大，不僅有滾動，而且還存在較大的滑動成分，轉(zhuǎn)速越高，滑動越嚴重。高速時油膜厚度增加，油膜的拖動速度加大，導(dǎo)致阻尼和托動力增大。

（3）角接觸球軸承在高速運行過程中，球滾動體除了沿套圈滾道方向的滾動和滑動之外，在繞內(nèi)、外圈滾道接觸點發(fā)現(xiàn)的方向還存在自旋運動，即繞接觸點中心的旋轉(zhuǎn)滑動，使接觸區(qū)易產(chǎn)生湍流潤滑和使?jié)櫥湍こ尸F(xiàn)紊流現(xiàn)象，在發(fā)熱量增加的同時，彈流潤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和多余潤滑油在軸承內(nèi)部的高速攪動，所消耗的能量會產(chǎn)生大量的熱量，使軸承溫度迅速升高、潤滑油的粘度降低，導(dǎo)致潤滑條件惡化。

（5）球滾動體、保持器等高速運轉(zhuǎn)的零件，在軸承內(nèi)部及附近部位形成了一個高壓區(qū)和高壓氣幕，外部潤滑油難以進入軸承內(nèi)部。

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

（7）由于電主軸的電機內(nèi)裝式結(jié)構(gòu)，工作時電機定、轉(zhuǎn)子因電、磁原因而產(chǎn)生大量的熱量，工作溫度很高，熱量會直接傳至軸承部位，對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，但由于PWM變頻調(diào)速時易存在三相電壓不對稱平衡而產(chǎn)生共模電壓，同時，高頻電機本身也會產(chǎn)生感應(yīng)電勢，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，從而形成一個大電容，在軸承內(nèi)部球滾動體與內(nèi)、外套圈滾道之間出現(xiàn)充、放電現(xiàn)象，放電過程中因油膜被擊穿和破壞而導(dǎo)致潤滑失效，易發(fā)生損壞軸承的故障。