CN103323244B - 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 - Google Patents

Abstract

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。

Description

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

本发明属于滚动轴承精度测试及失效分析领域，涉及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，是一种基于两点法的误差分离方法以及一种基于EEMD和共振解调的滚动轴承自适应精度早期失效分析方法。

背景技术

滚动轴承是机械设备中应用非常广泛的重要基础件之一，尤其是在高速高精度的制造母机上，滚动轴承的回转精度变化以及对轴承精度早期失效的分析和对加速度、主轴跳动等参数的控制等将直接影响加工工件的质量。因此，在轴承出厂前，对同一批次的轴承抽样进行长时间的运转试验，采集相应的位移和加速度数据，并用快速有效地分析方法实时处理实验数据，检测轴承的回转精度以及通过分析加速度信号对轴承精度早期失效形式进行分析是十分必要的。目前广泛应用的回转精度测量方法还是传统的打表测量，测量的转速低，不具有实时性且测量结果误差大；同样，目前广泛应用的轴承精度失效分析方法落后，尤其是对轴承精度早期失效中存在的微弱冲击信号，不能做到有效地识别和提取，在工程实际中的应用价值较小。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的缺点，提供一种可靠、准确、高效的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。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案解决的：

一种轴承精度性能测试装置，包括主轴和伺服电机，伺服电机安装在第一机架上，主轴通过套设在其外面的主轴壳体固定在第二机架上；主轴的后端与伺服电机的输出轴固定连接；在主轴的前端，主轴壳体的内部设置有被测轴承，主轴后端套装有使被测轴承定压预紧的预紧装置；在主轴壳体上，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。

上述的预紧装置包括一对角接触球轴承，角接触球轴承上套装有轴承座，轴承座与主轴壳体之间的还设置有直线轴承；轴承座的前端面上固定有预紧弹簧，预紧弹簧的另一端通过止推板与主轴壳体固定连接。

上述的主轴壳体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，一个用来安装加速度传感器；所述温度传感器和加速度传感器直接与被测轴承的外圈紧密接触。

上述的温度传感器安装在中间具有孔的中空螺栓内，通过中孔螺栓将温度传感器固定在主轴壳体上；温度传感器和中空螺栓之间安装有压紧弹簧，压紧弹簧的一端固定在温度传感器下方的弹簧止位点上，另一端固定在中空螺栓的下端；温度传感器的上端连接有输出信号线。

上述的主轴包括主轴芯轴，主轴芯轴的前端加工有用于安装偏心芯轴的螺纹孔；主轴芯轴的后端与伺服电机的输出轴固定连接。

上述主轴的后端通过柔性联轴器与伺服电机的输出轴固定连接。

上述的主轴芯轴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。

上述的主轴前端伸出主轴壳体的部分，在圆周方向上相隔180度对称安装有两只位移传感器。

一种利用轴承精度性能测试装置的轴承精度性能测试方法，包括以下步骤：

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(θ_i)和S₂(θ_i)，即：

S₁(θ_i)＝R(θ_i)+e(θ_i)(1)

S₂(θ_i)＝R(θ_i-π)-e(θ_i)(2)

其中，θ_i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，位移传感器所测得的信号分别为S₁(θ_i+m)和S₂(θ_i+m)，即：

S₁(θ_i+m)＝R(θ_i-π)+e(θ_i)(3)

S₂(θ_i+m)＝R(θ_i)-e(θ_i)(4)

其中，m为主轴转过180度所走过的采集点的个数，当i＜n/2时，m＝n/2，当i≥n/2时，m＝-n/2；

将式(1)和(4)线性叠加，即得到第i点轴承的回转误差信号e(θ_i)和主轴的形状误差信号R(θ_i)，即：

e(θ_i)＝[S₁(θ_i)-S₂(θ_i+m)]/2(5)

R(θ_i)＝[S₁(θ_i)+S₂(θ_i+m)]/2(6)

根据上述得到轴承的第i个点的回转误差信号e(θ_i)和主轴的第i个点的形状误差信号R(θ_i)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。

一种利用轴承精度性能测试装置的确定轴承精度早期失效部件的方法，包括以下步骤：

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。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明一种轴承精度性能测试装置，将主轴和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。

进一步的，本发明的主轴通过柔性联轴器与伺服电机的输出轴相连并驱动主轴旋转，最大限度的减少伺服电机的振动对主轴的影响，保证传感器测量数据的可靠性。

进一步的，本发明的主轴后端采用一对精密的角接触球轴承支撑，可以提高主轴的旋转精度和刚度，并且进一步降低伺服电机对被测轴承运转的干扰。

进一步的，本发明采用具有径向弹簧压紧机构的温度传感器，避免由于振动导致所述温度传感器与被测轴承外圈分离影响测量的准确性，在有外界振动的条件下也能保证温度传感器与被测轴承的外圈紧密接触，提高温度测量精度。

进一步的，本发明的主轴前端在圆周方向上相隔180度对称安装有两只对称布置测量芯轴径向位移的精密位移传感器，用两点法处理所采位移数据，可以实时分离得到主轴的形状误差和轴承的回转误差,进行长时间的运行试验，记录主轴轴承回转误差的变化，可以检测被测轴承的精度保持性。

进一步的，本发明的主轴上安装有偏心芯轴，可以根据所需加载力的大小和作用位置确定偏心质量的大小及位置，实现对主轴轴承径向的定量加载。

本发明一种利用轴承精度性能测试装置的轴承精度性能测试方法，通过安装在主轴前端的位移传感器采集主轴在旋转时的位移信号，首先经过低通滤波处理，去除掉干扰的高频成分，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，得到主轴的形状误差和轴承的回转误差数据，最后用最小二乘法评定所得的误差数据，得到主轴的圆度和轴承的回转精度并且可以通过上述数据绘制主轴形状误差和轴承回转误差的轮廓曲线，可以得到轴承实时的回转误差，随时检测轴承的回转精度指标。

本发明一种利用轴承精度性能测试装置的确定轴承精度早期失效部件的方法，采用基于EEMD和共振解调的滚动轴承自适应精度失效分析技术，可以对轴承精度早期失效中存在的微弱冲击信号进行有效地识别和提取，并采用带通滤波、互相关分析等方法增加信号的信噪比，最后通过包络谱分析判断轴承精度早期失效的组件。

附图说明

图1-1为本发明轴承精度性能测试装置的整体结构示意图；

图1-2为本发明温度传感器的结构示意图；

图2为本发明轴承精度性能测试方法的流程图；

图3为本发明确定轴承精度早期失效部件的方法的流程图；

图4为本发明EEMD分解的流程图；

图5-1为本发明两点法得到的主轴形状误差的轮廓曲线；

图5-2为本发明两点法得到轴承的回转误差的轮廓曲线；

图6为本发明对轴承外圈加速度信号进行EEMD分解的效果图；

图7为本发明对信号进行包络谱分析的结果示意图。

图中：1为被测轴承；2为加速度传感器；3为主轴壳体；4为预紧弹簧；5为轴承座；6为角接触球轴承；7为柔性联轴器；8为伺服电机；9为直线轴承；10为主轴芯轴；11为偏心芯轴；12为温度传感器；121为弹簧止位点；122为压紧弹簧；123为锁紧螺母；124为输出信号线；125为中空螺栓；13为止推板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作作进一步详细的介绍：

参见图1-1和图1-2，本发明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前端的螺纹孔内安装有用于给主轴施加径向定量加载的偏心芯轴11；主轴芯轴10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，伺服电机8驱动主轴旋转，主轴和伺服电机分别固定在两个不同的机架上且采用柔性联轴器传动，实现主轴与伺服电机之间的柔性连接，最大限度的减少伺服电机的振动对主轴的影响，保证传感器测量数据的可靠性；主轴通过主轴壳体3固定在机架上；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；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；预紧装置能够按照试验要求实现对被测轴承的定压预紧，后端采用一对精密角接触球轴承支撑，可以提高主轴的旋转精度和刚度，进一步降低伺服电机对被测轴承的影响；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；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；其中，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，将中空螺栓125拧入主轴壳体3的螺纹孔内一定深度，并用锁紧螺母123紧固，就会压紧弹簧，弹簧便会压紧温度传感器，迫使其与被测轴承外圈保持紧密接触，避免由于振动导致所述温度传感器与被测轴承外圈分离影响测量的准确性；加速度传感器2和温度传感器12通过主轴壳体3上的通孔，直接与被测轴承1的外圈紧密接触，确保加速度信号和温度信号的可信性；主轴前端伸出主轴壳体3的部分，在圆周方向上相隔180度对称安装有两个用来测量主轴前端径向跳动的位移传感器S1、S2；用来测量主轴前端径向位移，用两点法处理位移数据，可以实时分离得到主轴的形状误差和轴承的回转误差，进行长时间的运行试验，记录主轴轴承回转误差的变化，可以检测在一定试验条件下被测轴承的精度保持性。

本发明还配有油雾润滑系统，可以根据试验要求，分别采用脂润滑或油雾润滑方式对被测轴承进行润滑。

参见图2，本发明还公开了一种利用轴承精度性能测试装置的轴承精度性能测试方法，包括以下步骤：

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(θ_i)和S₂(θ_i)，即：

S₁(θ_i)＝R(θ_i)+e(θ_i)(1)

S₂(θ_i)＝R(θ_i-π)-e(θ_i)(2)

其中，θ_i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(θ_i+m)和S₂(θ_i+m)，即：

S₁(θ_i+m)＝R(θ_i-π)+e(θ_i)(3)

S₂(θ_i+m)＝R(θ_i)-e(θ_i)(4)

其中，m为主轴转过180度所走过的采集点的个数，当i＜n/2时，m＝n/2，当i≥n/2时，m＝-n/2；

将式(1)和(4)线性叠加，即得到第i点轴承的回转误差信号e(θ_i)和主轴的形状误差信号R(θ_i)，即：

e(θ_i)＝[S₁(θ_i)-S₂(θ_i+m)]/2(5)

R(θ_i)＝[S₁(θ_i)+S₂(θ_i+m)]/2(6)

根据上述得到轴承的第i个点的回转误差信号e(θ_i)和主轴的第i个点的形状误差信号R(θ_i)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。

参见图5-1，用本发明中介绍的轴承精度测试方法对轴承精度实验装置中主轴的径向位移信号进行处理，得到主轴的圆度、轴承的回转精度以及各自的误差轮廓曲线，将上述计算结果中的主轴圆度与圆度仪的测量结果作对比，如下表所示：

由上表数据可知，本发明提供的方法分离出的主轴圆度结果与圆度仪实际测量结果十分相近。同样，用本方法得到的主轴形状误差和轴承回转误差轮廓线，分别如图5-1和5-2所示，对比圆度仪测量主轴形状误差的结果，所得圆度轮廓图像也大致相同，证明本发明提供方法的有效性。

参见图3和图4，本发明还公开了一种利用轴承精度性能测试装置的确定轴承精度早期失效部件的方法，首先对加速度传感器采集到的原始信号进行EEMD分解，将原始信号分解成多个信号分量，然后计算每个信号分量与原始信号之间的互相关系数及峭度值，并通过峭度指标和互相关指标筛选出影响轴承精度的信号分量并对其进行重构，得到消噪后特征突出的加速度信号；然后利用快速峭度图来确定最优带通滤波器的中心频率和带宽，接着对带通滤波后的信号进行包络谱分析，最后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，判断轴承精度早期失效的组件；

具体方法如下：

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，其中,分解步骤如下:

1)向x(t)加入正态分布的m次的白噪声n_m(t)，其中，m为加入噪声的次数，且1≤m≤100；

2)将加入白噪声的信号分解成若干IMF分量c_i,m,其中，i为IMF的个数，且i≥1；

3)重复步骤1)和2)，并使m＝m+1；

4)将每次分解得到的IMF分量的集总均值作为最终结果，即：

$c_i=\frac{1}{M}\underset{m=1}{\overset{M}{\Σ}}{c}_{i,m}$

其中，M为分解结束时加入的白噪声的次数；经过上述分解得到i个IMF分量后，分别计算每个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。

采集轴承精度实验装置中被测轴承外圈的加速度信号，按照本发明中介绍的基于EEMD和共振解调的滚动轴承自适应失效分析方法，首先对加速度信号进行EEMD分解，得到如图6所示的EEMD分解的效果图，计算各个分量与原始信号之间的互相关系数及峭度值，结果如下表：

	IMF1	IMF2	IMF3	IMF4	IMF5	IMF6
							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

根据本发明中所述的互相关系数及峭度值判定标准，可知IMF2分量为轴承精度早期失效的主要冲击，对IMF2信号分量进行谱峭度计算，确定带通滤波器的中心频率和带宽，然后对其进行带通滤波，最后对滤波后信号进行包络谱分析，结果如图7所示。

根据试验条件，由滚动轴承特征频率理论计算得到外圈、内圈、滚动体故障特征频率分别为105.87Hz、159.93Hz、139.21Hz，对比如图7所示的分析结果，振幅峰值最大的频率为160.2Hz，同时倍频、边频成分清晰可见，可以得到在这种试验条件下，被测轴承的早期失效形式为内圈出现破坏。

Claims (8)

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；

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；

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。

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。

3.如权利要求2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，通过中空螺栓(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)。

4.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。

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)。

6.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)。

7.一种利用权利要求6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，位移传感器每圈采集n个点，n为大于等于4的偶数；每个位移传感器测量的信号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(θ_i)和S₂(θ_i)，即：

S₁(θ_i)＝R(θ_i)+e(θ_i)(1)

S₂(θ_i)＝R(θ_i-π)-e(θ_i)(2)

其中，θ_i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(θ_i+m)和S₂(θ_i+m)，即：

S₁(θ_i+m)＝R(θ_i-π)+e(θ_i)(3)

S₂(θ_i+m)＝R(θ_i)-e(θ_i)(4)

其中，m为主轴转过180度所走过的采集点的个数，当i＜n/2时，m＝n/2，当i≥n/2时，m＝-n/2；

将式(1)和(4)线性叠加，即得到第i点轴承的回转误差信号e(θ_i)和主轴的形状误差信号R(θ_i)，即：

e(θ_i)＝[S₁(θ_i)-S₂(θ_i+m)]/2(5)

R(θ_i)＝[S₁(θ_i)+S₂(θ_i+m)]/2(6)

根据上述得到轴承的第i个点的回转误差信号e(θ_i)和主轴的第i个点的形状误差信号R(θ_i)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。

8.一种利用权利要求1至6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。