主軸是將主軸電機內裝，實現主軸和電機一體化的功能，又稱內裝式主軸。超高速電主軸電機置于主軸內部，電機定子的外部有循環水腔進行冷卻，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，簡稱預載荷Pr。超高速電主軸常用彈性預載荷，電主軸軸承的預載荷是依靠軸向螺旋彈簧向前推動后軸承外圈而實現的，由于在工作過程中軸承預載荷的值基本保持不變，故又稱定量預載荷。

電主軸在超高速情況下工作時由于結構上的特點及軸承內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力往往很大，會產生較大的接觸變形。

（2）球滾動體與軸承內、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、外圈滾道接觸點發現的方向還存在自旋運動，即繞接觸點中心的旋轉滑動，使接觸區易產生湍流潤滑和使潤滑油膜呈現紊流現象，在發熱量增加的同時，彈流潤滑油膜的形成和狀態也比較復雜。

（4）軸承內部彈流油膜的高速拖動和多余潤滑油在軸承內部的高速攪動，所消耗的能量會產生大量的熱量，使軸承溫度迅速升高、潤滑油的粘度降低，導致潤滑條件惡化。

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

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

（7）由于電主軸的電機內裝式結構，工作時電機定、轉子因電、磁原因而產生大量的熱量，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三相變頻調速系統驅動，但由于PWM變頻調速時易存在三相電壓不對稱平衡而產生共模電壓，同時，高頻電機本身也會產生感應電勢，在電主軸的外殼和轉軸之間形成電位差，由于彈流油膜的絕緣作用，從而形成一個大電容，在軸承內部球滾動體與內、外套圈滾道之間出現充、放電現象，放電過程中因油膜被擊穿和破壞而導致潤滑失效，易發生損壞軸承的故障。