屯主轴实现高速化和精密化的关键足籼承；刚V在人功率高速精密电土籼巾应用的籼承主要是角接触轴承和液体动静压轴承。空气籼承仅适合小功率场合，而磁悬浮籼承数控机床由于价格昴贵、柞制系统复杂，其实州性受到限制。
    (1)角接触陶瓷球轴脉
    滚动轴承的滚动体在尚速运转叫会itt：!l；巨人的离心力和陀螺力矩。其小，离心力厂((N)
     可按下式计算：
    厂’二"可人畦    (5-1)
    式：[’  P——滚珠剂料的密皮(kg／n13)：
    Di,  滚珠的直径(m)；
    厶——滚珠轴承的节阑白什tin)；
    呜——滚珠的公转角速度(rad／s)。
    巾式(5-])可见，滚珠的离心力，抻rr承转速的平方成正比。当轴承的转速很高时，滚琳的离心力就很大，有时甚至超过切削力的负荷。
    滚动体所受的陀螺力矩肘Z，(N•111)叫用下式训算：
    Mb-Jtom~,sin"    (5-2)
    式中  fob--滚珠的自转角速度，rad／s：
    卜—滚珠自转轴与坐标牛面的灾角，tad：
    j--滚珠的转动惯量，kN•√。
    为了降低滚动体的离心力和陀螺力矩，采用陶瓷球和钢质数控机床套囤组成的混合轴承成为最常见的选择。白从氮化硅(Si3N4)陶瓷材料被英国科学家于20世纪70年代川人下台成的方法发明以来，由于其优良的力学、物J里和化学性能，引起机械千租界的极大兴趣和高度重视。
    与钢质球相比，陶瓷球有以／优点：
    ①密度小、质量轻。采用陶瓷球以后，离心力和陀螺力矩都人幅度减小，从而接触庇力减小，摩擦功耗下降，温升降低，轴承寿命延K。
    ②弹性模量高。陶瓷的弹性模量为钢球的1．5倍，既提高了轴承和主轴系统的刚度，也提高了土轴系统的临界转速。
 喷射润滑是直接用高压润滑汕对轴承进行润滑和冷却的，功率消耗较大、成本高，常用在d•n值为2．5x106以卜的超高速土轴上。示，分为环F油润滑和环／油气润滑两种。实施环F油或油气润滑时，润滑油或汕、气从轴承的内圈喷入润滑区，在离心力的作用F润滑油更易到达轴承润滑区，阅而数控机床比普通的喷别润滑利汕气润滑效果奸。例如，普通油气润滑，角接触陶瓷球轴承的d•n佰为2．0x106左右，采用加人汕、气压力的方法可将d•”值提尚到2．2~106，而采用环"It气润滑则可达到2．5x106。
    (1)液体动静乐轴承
    尽竹66V高速精密电乍轴的支承绝人多数采用角接触陶瓷球轴承，但由于在极限转速和大负载丁况厂滚动轴承的寿命丧失很快，因此液体动静压轴承的研究一直为国内外电十轴公司所重视。动静压轴承什为电朴自轴承的工要技术难点是实现高速化，共关键拄术有：
    ①动静压轴／丘层流、索流流体惯性的计算方法的研究。
    ②动静压轴／丘层油腔结构的研究。动静爪土轴单元在高速运转叫，无功功率损耗的比率会逐步增人，需设计合适的油腔结构，减少无功功率损耗。
    ③轴堆温升及热变形控制技术研究。随着转速升高，润滑剪L刀效应利索流效应导致轴承温升增人，从而使轴承摩擦功耗增人，使屯动机耗费掉相当晌无功功率。同叫轴承温升引起热变形会影响轴承的动下衡，并影响润滑汕的黏度和轴泊的配合司隙，从而对轴承性能产生叨昆的影响。因此需要轴承热变形小，轴承内温度梯度小，轴承与轴的热变形致。
    ④润滑介质的研究。高速[：况卜数控机床润滑汕巾的微小颗粒会在离心力的作用下从油，Ir分离㈩水，  从而改变润滑油的性能，影响㈠*的[什稳定性。液体静压轴承电L轴，川于美国Ingersoll公司HVM800加l：十心，转速让2(,~6'00r／min，轴径表dJ的圆周线速度达50m／s。其最人特点是运动精度很高，H转误差在0．2Um以卜另外，汕膜具有很人的阻尼，动态刚座向，特别适合十铣削类的断纹切削过程。
    (3)磁悬浮轴承
    磁悬浮轴堆又私；磁力轴承  它依靠多副在圆周十万为1xo”的电磁铁(磁极)产十径向方咐口反的吸力(或斥力)，将十轴悬浮在空气，1，。轴颊与籼承不接触，径呵间隙为1mm／：人。当承受载荷后，工轴在中间位置发¨；微弱变化，巾位置估感器测出其变化值，通过电子自动柠制与反馈装置，改变／H应磁极的数控机床吸力(或斥／J)佰，使且迅速恢复到原来的位置。故这种轴承又称为午动控制磁力轴难(ActiveMagneticBearing)，     磁悬浮轴承技术已小现30多㈠：，但囚价格人高，长期以来  白没能在民用工业得到推广 应用。
    近年来，由于电子技术和控制用汁算机技术(主要是DSP芯片)的飞速发展，使此项 技术已开始止向由品化的实用阶段。德国GMN公司和瑞士IBAG公司等均已有成熟的产品供应。我国洛阳轴承研究所已向用户提供轴向为磁力轴承的电主轴。表5-3为IBAG公司磁悬浮轴承电主轴数控机床的主要技术性能参数。磁悬浮轴承电主轴在牛气中回转，其d•n值叮以高出滚动轴承的1～4倍，最高线速度叫高达200rigs(陶瓷球轴承为80m／s)。山了不接触，阅此没有磨损，无须任何润滑．寿命很长。山于磁悬浮釉承轴心的位置用电子反馈摔制系统进行自动调节，因此其刚度值可以任意设止，可自动动平衡和土动控制阻尼而将振动减至很低。这种轴承温升小，回转精度町高达o．I[1m，主轴轴㈨尺’』变化也很小，足  种很有发展前途的电主轴。线膨胀系数低。在√÷同温升条什下，球与内外环的配合间隙变化小，提高厂轴承上作的叮靠性，并减小了温升导致的轴承轴向位移，也使得预加载荷变化小。
    硬度高，达到1600~1700HV，为钢球的2．3倍，叫减少磨损，提高轴承寿命。陶瓷与金属问不产生“咬住”  (galling)现象，磨损物也不会嵌入陶瓷球中，从而进数控机床步提高了轴承寿命。由于陶瓷球具备以上优点，使得陶瓷球轴承在高速及更载条件F，仍叫获得高刚度、低温升和长寿命的效果。实践表明，在相同的负荷、润滑和精度等级的条件下，混合轴承的d•n值是钢球轴承的1．25—1 35倍。
    尽管陶瓷球轴承的价格比钢质数控机床球轴承的价格高出2~2．5倍，但其依然有较好的性价比。
    德国GMN公司和瑞士STEP-TEC公司用邗口工中心和数控铣床的电主轴个部采用陶瓷球轴承。采用油脂润滑的方式，功串达16kW的电主轴，转速町达18 000～12 000r／min：采用油气润滑方式，功率25kW的电主轴的转速可达30000r／min。
陶瓷球轴承常见的润滑方式有油脂润滑、油雾润滑、油气润滑、喷射润滑及环下润滑等。其中，油脂润滑不需任何设备，是低速主轴普遍采用的润滑方式。d•n值在L0x106以上的主轴，多采用油润滑的方式，其中，油雾润滑是将润滑汕经斥缩牛气雾化后对轴  承进行润滑的，这种方式容易实现、设备简单，油雾既有润滑功能，又能起数控机床到冷却轴承的作用：但油雾不易回l陵，对环境污染严重，故逐渐被新型的油气润滑方式所取代。
    油气润滑是少量的润滑油不经雾化而自接由匝缩宁气定时、定量地沿着专用的油气管道壁而均匀地送到轴承的润滑区。润滑汕起到润滑作用，而压缩空气起到推动润滑油运动及冷却轴承的作用。油、气始终处于分离状态，有利于润滑油的回收，所以对环境没有污染。实施油气数控机床润滑时，一般要求每个轴承都有单独的油气喷嘴，对轴承喷射处的位胃有严格的要求，舌则不易保证润滑效果，汕气润滑的效果还受压缩空气流量和油、气压力的影响。  ．般地讲，增大空气流量可以提高冷却效果，而提高油、气压力，不仅叮以提高冷却效果，而日．有助于润滑油到达润滑区，田此，提高油、气压力有助于提高轴承的转速。实验表明，加大压力比采用常规压力进行油气润滑叫使轴承的转速提高20％。汕气润滑介质一般从轴承的一侧供应给轴承。~SCHER公司开发了一种“直接滑”系统(DirectLubricationS数控机床ystem，DLS)，使油、气   直接从径向送达接触应力最高处。这种直接润滑系统可作为选件供给对电主轴要求极高的用户。