Загальні методи змащування підшипників шпинделя включають змащування консистентним мастилом, змащування масляним туманом, масляне-повітряне змащування, струменеве змащування та змащування під-кільце.
Змащення консистентним мастилом не потребує обладнання та є широко використовуваним методом змащування низькошвидкісних шпинделів. Шпинделі зі значенням dn вище 1,0 × 10⁶ переважно використовують мастило.
Змащування масляним туманом передбачає розпилення мастила (наприклад, турбінного масла) стисненим повітрям для змащування підшипників. Цей метод простий у застосуванні, вимагає простого обладнання, а масляний туман забезпечує як змащення, так і охолодження підшипників. Однак масляний туман важко відновити та спричиняє серйозне забруднення навколишнього середовища, тому його поступово замінюють новішим методом мастила-повітря.
Масло-повітряне змащування передбачає подачу невеликої кількості мастила безпосередньо в зону змащування підшипника через регулярні проміжки часу та в точних кількостях уздовж стінок спеціальних масло{1}}повітряних трубопроводів за допомогою стисненого повітря без розпилення. Масло забезпечує змащення, а стиснене повітря подає мастило в рух і охолоджує підшипники. Масло та повітря залишаються розділеними, що полегшує відновлення мастила та запобігає забрудненню навколишнього середовища. Під час застосування масляного-повітряного змащування для кожного підшипника зазвичай потрібна окрема масляна-повітряна форсунка, а положення форсунки має вирішальне значення; інакше ефект змащування не може бути гарантований. На ефективність масляного-повітряного змащування також впливає швидкість потоку стисненого повітря та тиск масляного-повітря. Як правило, збільшення швидкості повітряного потоку покращує ефект охолодження, тоді як підвищення тиску-повітря масла не лише покращує ефект охолодження, але й допомагає мастилу досягати зони змащення. Тому збільшення тиску масла-повітря допомагає збільшити швидкість підшипника.
Експерименти показують, що підвищення тиску порівняно зі звичайним мастилом під тиском-повітрям може збільшити швидкість підшипника на 20%. У струминному змащуванні використовується мастило під високим{3}}тиском для безпосереднього змащування й охолодження підшипників. Він споживає велику кількість енергії та є дорогим, і зазвичай використовується в над-високошвидкісних-шпинделях зі значеннями dn вище 2,5 × 10⁶.
Змащування під-кільцем — це вдосконалений метод змащування, який поділяється на змащування під-маслою під кільцем і змащення під-кільцем-повітрям. При застосуванні мастила під-кільцем або мастила-повітрям мастило або мастило-повітря впорскується в зону змащення з внутрішнього кільця підшипника. Завдяки відцентровій силі мастильний матеріал легше досягає зони змащування підшипника, що забезпечує кращу продуктивність, ніж звичайне струменеве змащування та масляне-повітряне змащування. Це може додатково збільшити швидкість підшипника. Наприклад, зі звичайним маслом-повітряним змащуванням значення dn радіально-упорного керамічного кулькового підшипника становить приблизно 2,0 × 10⁶. Збільшуючи тиск повітря-оливи, значення dn можна збільшити до 2,2 × 10⁶, тоді як повітряне змащування під-кільцевим маслом-може досягти 2,5 × 10⁶.
Основними факторами, що впливають на високу-швидкісні характеристики радіально-упорних кулькових підшипників, є підвищена відцентрова сила та гіроскопічний крутний момент, що діють на кульки на високих швидкостях.
Підвищена відцентрова сила збільшує тертя між кульками та доріжками кочення, тоді як збільшення гіроскопічного крутного моменту викликає тертя ковзання між кульками та доріжками кочення, що призводить до збільшення тертя підшипника та виділення тепла, таким чином зменшуючи термін служби підшипника.
Щоб покращити-швидкісні характеристики підшипників, зазвичай використовують два методи:
Один полягає у зменшенні діаметра кульок, наприклад, за допомогою стандартизованих шпиндельних підшипників серії 71900;
Інший полягає у використанні нових керамічних (Si3N4) матеріалів для куль. Оскільки щільність керамічного матеріалу Si3N4 становить лише 40% від щільності підшипникової сталі, висока-швидкісні характеристики цих підшипників значно вищі, ніж у всіх-сталевих підшипників. Щоб зменшити вібрацію та ковзання кульок під час обертання на високій-швидкості, а також покращити точність обертання вала, підшипники кочення, які використовуються в шпинделях, потребують попереднього натягу. Основними методами попереднього натягу є попереднє натяг постійного положення та попереднє силове навантаження.
