高速电主轴是一种具有新型“零传动”形式的主轴单元,被认为是高速切削加工中最关键的高新技术,常被作为高速机床的核心功能部件。定量加载和加载力的准确测试是进行高速电主轴动态特性试验研究的前提,现有的接触式加载方式磨损严重、振动剧烈、噪声大且由于大量热的产生无法长时间运行,限制了电主轴加载的高速性和可靠性。现有的非接触式加载方式相关技术较少,成熟产品匮乏,亟需研究电主轴非接触加载方法,研制非接触加载装置,研究电主轴在高速旋转状态下轴端动态加载刚度的测试方法。角接触球轴承是目前高速电主轴使用最为广泛的支承方式之一,在不同的主轴转速段需要不同的轴承预紧力与之匹配,虽然已有很多学者对电主轴轴向预紧技术进行了相关研究,但是仍然缺乏对于电主轴轴承可控预紧装置的具体实现。本文主要研究工作如下:（1）在课题组研发的6kW/60kr/min轴向电磁预紧高速内圆磨削电主轴系统基础上,基于高速磨削电主轴径向外载荷分析和电磁力加载理论,研制一套非接触径向电磁加载装置。进行径向电磁铁结构优化使各极线圈匝数增加,增大加载装置的输出径向电磁加载力。（2）基于开发的非接触电磁加载装置,分析高速电主轴电磁动态加载刚度测试方法并实现主轴在高速旋转状态下轴端动态加载刚度测试。测试方法包括测试旋转主轴在径向电磁加载下的径向位移和径向电磁加载力,以测试得到的径向电磁加载力与径向位移之比作为主轴轴端动态加载刚度。径向位移通过电涡流位移传感器测量得到,径向电磁加载力通过驱动电流和径向位移求解得到。（3）基于开发的非接触电磁加载装置,完善轴向电磁预紧高速电主轴系统的静动态特性分析,研究径向动态加载下电主轴的动态特性,研究轴承预紧力、主轴转速和外载荷对主轴刚度的影响规律。基于MADYN 2000软件进行高速电主轴动态特性分析,分析转速和径向动态加载力对主轴动态支承刚度的影响规律。（4）搭建电磁预紧电磁加载高速电主轴实验台,对电主轴系统的主轴静刚度、主轴固有频率、主轴轴承温升和非接触电磁加载下高速旋转主轴的轴端刚度进行了测试。通过理论计算结果和实验数据对比分析验证了非接触径向电磁加载方案、轴向可控电磁预紧方案和电主轴径向动态刚度测试方法的正确性与实用性。本文研究工作可实现主轴工作转速范围内非接触径向电磁加载、轴向可控电磁预紧和主轴轴端径向动态加载刚度测试,为非接触电磁加载技术和可控预紧技术的实际工程应用提供了工程参考。