轴承精度性能测试装置及测试方法和确定轴承精度早期失效部件的方法
专利汇可以提供轴承精度性能测试装置及测试方法和确定轴承精度早期失效部件的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 轴承 精度 性能测试装置及测试方法和确定轴承精度早期失效部件的方法，包括分别安装在两个 机架 上的 主轴 和伺服 电机 ；主轴外面套设有主轴壳体，主轴通过主轴壳体固定在机架上；主轴的后端与 伺服电机 的 输出轴 固定连接；主轴壳体与被测轴承相配合的面上开设有用于安装 加速 度 传感器 和 温度 传感器的径向通孔；主轴前端伸出主轴壳体的部分安装有用来测量主轴前端径向跳动的位移传感器。本发明将主轴和伺服电机分别固定于两个机架上，减少伺服电机的振动对主轴的影响；主轴的后端采用一对精密 角 接触 球轴承 支撑 ，提高主轴的旋转精度和 刚度 ，并安装有定压预紧装置，能够按照试验要求更改所用 弹簧 的种类和数量，实现对被测轴承的定压预紧。，下面是轴承精度性能测试装置及测试方法和确定轴承精度早期失效部件的方法专利的具体信息内容。
1.一种轴承精度性能测试装置，其特征在于：包括主轴和伺服电机（8），伺服电机（8）安装在第一机架上，主轴通过套设在其外面的主轴壳体（3）固定在第二机架上；主轴的后端与伺服电机（8）的输出轴固定连接；在主轴的前端，主轴壳体（3）的内部设置有被测轴承（1），主轴后端套装有使被测轴承（1）定压预紧的预紧装置；在主轴壳体（3）上，主轴壳体（3）与被测轴承（1）相配合的面上开设有用于安装加速度传感器（2）和温度传感器（12）的径向通孔；主轴前端伸出主轴壳体（3）的部分安装有用来测量主轴前端径向跳动的位移传感器。
2.如权利要求1所述的轴承精度性能测试装置，其特征在于：所述的预紧装置包括一对角接触球轴承（6），角接触球轴承（6）上套装有轴承座（5），轴承座（5）与主轴壳体（3）之间的还设置有直线轴承（9）；轴承座（5）的前端面上固定有预紧弹簧（4），预紧弹簧（4）的另一端通过止推板（13）与主轴壳体（3）固定连接。
3.如权利要求1所述的轴承精度性能测试装置，其特征在于：所述的主轴壳体（3）上开设有四个周向均匀分布的径向通孔，其中三个用来安装温度传感器（12），一个用来安装加速度传感器（2）；所述温度传感器（12）和加速度传感器（2）直接与被测轴承的外圈紧密接触。
4.如权利要求3所述的轴承精度性能测试装置，其特征在于：所述的温度传感器（12）安装在中间具有孔的中空螺栓（125）内，通过中孔螺栓（125）将温度传感器（12）固定在主轴壳体（3）上；温度传感器和中空螺栓（125）之间安装有压紧弹簧（122），压紧弹簧（122）的一端固定在温度传感器（12）下方的弹簧止位点（121）上，另一端固定在中空螺栓（125）的下端；温度传感器（12）的上端连接有输出信号线（124）。
5.如权利要求1所述的轴承精度性能测试装置，其特征在于：所述的主轴包括主轴芯轴（10），主轴芯轴（10）的前端加工有用于安装偏心芯轴（11）的螺纹孔；主轴芯轴（10）的后端与伺服电机（8）的输出轴固定连接。
6.如权利要求1或5所述的轴承精度性能测试装置，其特征在于：所述主轴的后端通过柔性联轴器（7）与伺服电机（8）的输出轴固定连接。
7.如权利要求5所述的轴承精度性能测试装置，其特征在于：所述的主轴芯轴（10）前端的螺纹孔内安装有用于给主轴径向施加定量载荷的偏心芯轴（11）。
8.如权利要求1所述的轴承精度性能测试装置，其特征在于：所述的主轴前端伸出主轴壳体（3）的部分，在圆周方向上相隔180度对称安装有两只位移传感器（S1、S2）。
9.一种利用权利要求8所述的轴承精度性能测试装置的轴承精度性能测试方法，其特征在于:
将主轴前端的位移传感器采集到的信号输入到低通滤波器中，低通滤波器根据要分离误差的阶次以及主轴的转速设定低通滤波频率，去除掉信号中高频的干扰成分，得到包含主轴形状误差和轴承回转误差的复合信号，然后用两点法处理上述复合信号；
所述两点法处理上述复合信号具体为：
两只位移传感器（S1、S2）在主轴的圆周方向上相隔180度对称安装，传感器每圈采集n个点，n为大于等于4的偶数；每个传感器测量的信号S(θ)包括主轴的形状误差信号R(θ)和轴承的回转误差信号e(θ)，即S(θ)=R(θ)+e(θ)，其中，θ为主轴转过的角度；
假设在第i个点，两只位移传感器（S1、S2）分别测得信号S1(θi)和S2(θi)，即：
S1(θi)=R(θi)+e(θi) （1）
S2(θi)=R(θi-π)-e(θi) （2）
其中，θi为第i个点时主轴转过的角度；由于轴承径向回转误差在同一方位大小不变，当主轴转过180度时，位移传感器（S1、S2）所测得的信号分别为S1(θi+m)和S2(θi+m)，即：
S1(θi+m)=R(θi-π)+e(θi) （3）
S2(θi+m)=R(θi)-e(θi) （4）
其中，m为主轴旋转主轴转过180度所走过的采集点的个数，当i
e(θi)=[S1(θi)-S2(θi+m)]/2 （5）
R(θi)=[S1(θi)+S2(θi+m)]/2 （6）
根据上述得到轴承的第i个点的回转误差信号e(θi)和主轴的第i个点的形状误差信号R(θi)的方法，得到若干个轴承的回转误差信号e(θ)和若干个主轴的形状误差信号R(θ)，用最小二乘法分别处理若干个轴承的回转误差信号e(θ)和若干个主轴的形状误差信号R(θ)，得到轴承实时的回转精度和主轴的圆度，将所得误差数据叠加到基圆上，即得到轴承的回转误差和主轴的形状误差的轮廓图。
10.一种利用权利要求1至8中任意一项所述的轴承精度性能测试装置确定轴承精度早期失效部件的方法，其特征在于：
对加速度传感器采集到的轴承外圈的径向加速度信号x(t)进行EEMD分解，分别计算分解得到的若干个IMF分量与原始信号之间的互相关系数及峭度值，当峭度值超过3，且互相关系数超过0.1时则认为该IMF分量影响轴承的精度，并将影响轴承精度的各个IMF分量线性叠加，得到消噪后特征突出的加速度信号；
接下来对消噪后的加速度信号进行谱峭度计算，确定带通滤波器的中心频率和带宽，然后对消噪后的加速度信号进行带通滤波，最后对滤波后信号进行包络谱分析，并将轴承各部件的特征频率与包络谱峰值较大处的频率进行对比，确定轴承精度早期失效的部件。
轴承精度性能测试装置及测试方法和确定轴承精度早期失
效部件的方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
互相关系数 0.0496 0.6987 0.1759 0.0273 0.0434 0.0051
峭度值 75.5643 4.1637 2.4122 5.9308 3.1633 3.0146
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