2.3.3 电主轴的冷却和轴承的润滑

与一般主轴部件不同，电主轴最突出的问题之一就是内装式高速电动机的发热。因为电动机就安装在主轴的两支撑轴承的中央，电动机的发热会直接影响主轴轴承的工作精度，即影响主轴的工作精度。解决的办法之一就是在电动机定子的外面加一个带螺旋槽的铝质冷却水套3（见图2.3）。机床工作时，冷却油−水不断在该螺旋槽中流动，从而把电动机发出的热量及时带走。冷却油−水的流量可根据电动机发出的热量来计算。图2.5给出了广东工业大学研制的GD-2型电主轴的油−水热交换系统图。

与此同时，还必须解决主轴轴承的发热问题。由于电主轴的转速高，转速特征值k大，因此对主轴轴承的动态和热态特性的要求也十分严格。除个别超高速电主轴采用磁悬浮轴承或液体动静压轴承外，目前国内外绝大多数高速电主轴都采用角接触的Si3N4陶瓷球轴承，其直径比同规格的球轴承小1/3，性能价格比较容易被接受。为进一步降低主轴轴承的温升，GD-2电主轴单元还采用了油−气润滑系统，如图2.6所示。

此外，还可来用喷油雾润滑，也称为油−雾润滑[102]。

实测表明，在高速运转条件下，采用油−气润滑系统的主轴轴承的温升可比喷油雾润滑时的温升降低9～16℃，而且随着转速特征值的增大，降温效果会更好。

主轴轴承润滑对主轴转速的提高起着非常重要的作用，滚动轴承必须采用油-气润滑或喷油雾润滑。与用润滑脂润滑相比，油−气润滑可使轴承的极限转速达到（1.8～2.1）×106r/min。