孙建勇，江岩，胡英贝，王冬燕，张文涛

(1.洛阳轴承研究所有限公司，河南 洛阳 471039；2.河南省高性能轴承技术重点实验室，河南 洛阳 471003；3.北京航天动力研究所，北京 100076)

套圈跳动是判断精密轴承旋转精度的重要技术指标[1]。目前，用于精密轴承套圈跳动测量的仪器基本能够满足内径300 mm以下轴承的测量需求，无法精确测量更大尺寸轴承的套圈跳动。因此，研制了一种大型滚动轴承旋转精度测量仪，同时引入轴系回转精度误差分离理论，分离出套圈的形状误差和跳动。

1 主要技术指标

根据大型滚动轴承的测量要求，测量仪需满足：

1)内径测量范围300～1 600 mm，外径测量范围400～2 000 mm。

2)跳动测量重复性误差不大于5 μm，形状误差测量重复性误差不大于1 μm。

2 数学模型

常用的误差分离方法有两点法和三点法，两点法由三点法发展而来，但其无法完全分离零件的偏心误差，导致分离结果存在误差，因此，轴向跳动测量采用两点法，径向跳动测量采用三点法。

2.1 轴向跳动测量(两点法)

两点法的测量原理如图1所示，将2个特性非常接近的传感器S1和S2在圆周方向相隔180°对称安装，轴承旋转一圈采样n个点，对测量点进行如下处理：1)求测量点数据的平均值；2)求残余误差并消除常数项；3)消除轴承安装偏心对测量结果的影响；4)分离出轴承的端面跳动，求得轴承的回转误差信号[2-4]。

图1 两点法测量原理示意图Fig.1 Schematic diagram of two-point method measurement

传感器在第i点测得的端面跳动信号S1(i)和S2(i)分别为

(1)

在第i点对应的180°位置则有

(2)

将(1),(2)式进行线性迭加可得轴承第i点的圆度误差信号R(i)和回转误差信号E(i)，即