，Nk，如果每次测量的条件不同，那么这些值的精确程度不能认为是相同的。在这种情况下，所进行的一系列测量称为不等精度测量。例如，同一实验者用精度不同的3种天平称量某一物体质量m ，得到3个值m1、m2、m3，或者用3种不同的方法测量某一物质的密度ρ，得3个值ρ1、ρ2、ρ3，这都是不等精度测量。......
2023-11-02
如何精确测量滚动轴承的精度
【摘要】：滚动轴承外形尺寸公差和旋转精度是滚动轴承的主要质量指标，其检查方法必须按照统一的标准规定进行。
滚动轴承是精密机械元件，精度较高，因此对测量环境和测量仪器条件都有较严格的要求。滚动轴承外形尺寸公差和旋转精度是滚动轴承的主要质量指标，其检查方法必须按照统一的标准规定进行。本节主要简述尺寸公差和旋转精度的测量方法。
1.4.1 滚动轴承精度测量的基本要求
（1）测量温度 测量时应使被测轴承、块规、标准件和测量仪表处于同一温度。测量的标准温度为20℃。
（2）测量区域 内孔直径及外径的测量在离开套圈端面最大倒角的区域内进行。
（3）测量的尺寸基准 在使用比较测量法进行测量时，作为比较测量尺寸基准的块规或标准件必须符合有关标准的规定。
（4）测量仪表 测量中所使用的仪表必须经检定合格，且具有与所测轴承相适应的精度及放大比。
（5）测量误差 应为公差的10%以下。
（6）测头半径及测量表的压力 为了减少测量误差，必须尽可能的降低测量力及增大测头的曲率半径。测量轴承内、外径时测力及测头曲率半径参见表4-31。
表4-31 测量轴承内、外径时测力及测头曲率半径
（7）测量用心轴 当测量轴承的Kia、Kea和Sd时，圆柱孔用锥度心轴的锥度，原则上规定为1∶5000～1∶10000，圆锥孔用锥度心轴的基本锥度为1∶12，容许偏差规定为+00.0002。
圆柱心轴径向跳动参见表4-32。
表4-32 测量用心轴允许径向跳动
（8）测量载荷 当测量Kia、Kea和Sia、Sea项目时，需施加必要的测量载荷使滚动体与套圈处于正常的接触位置，以获得稳定的测量值。
1）测量向心轴承的Kia和深沟球轴承、角接触球轴承的Sia时，施加于内圈上的测量载荷参见表4-33。
2）测量向心轴承的Kea和深沟球轴承、角接触球轴承的Sea时，施加于外圈上的测量载荷参见表4-34。
表4-33 测量Kia和Sia时施加于内圈上的测量载荷
① 必要时，表中数值可放大为2倍。
表4-34 测量Kea和Sea时施加于外圈上的测量载荷
① 必要时，表中数值可放大为2倍。
1.4.2 外形尺寸公差的测量
滚动轴承外形尺寸包括轴承内径d、外径D、宽度B，倒角r。测量方法简图列于表4-35中。
（1）内孔直径的测量 轴承内孔直径的测量方法如表4-35中图a、b、c所示。所用符号名称参见本章1.2.1节。
1）测量ds。用两点测量法。在不同的径向角位置，可以得出一径向平面内最大及最小单一内径，从而求出单一平面内平均内径的偏差Δdmp及单一平面内内径的变动量Vdsp。对若干个径向平面进行测量，则可得出平均内径的变动量Vdmp，如表4-35中图a所示。
2）测量圆锥孔轴承的Δdmp和Δd1mp—Δdmp用标准件比较测量。轴承圆锥孔小头朝下，轴心线处于铅垂线位置，在圆锥孔的任一母线上尽可能靠近测量区的两端位置，支点在下，测点2在支点正上方，旋转一周测得的锥角（锥孔之半角）的平均偏差。支点与测点1测出圆锥孔的单一平面内平均内径的偏差Δdmp，如表4-35中图b所示。
3）测量FW。用标准量规测量。将标准量规在平面上固定，再套上轴承，测头置于轴承外圈的中部，在该方向交替施加载荷，测出移动量，转动外圈在若干径向角位置作多次测量，其读数的算术平均值加上标准量规的外径即为滚动体内切圆直径FW，如表4-35中图c所示。
表4-35 滚动轴承尺寸公差测量
（2）外径的测量
1）测量Ds。用两点测量法。在不同的径向角位置测量，可得一径向平面内最大及最小单一外径，从而求出单一平面内平均外径的偏差ΔDmp及单一平面外径的变动量VDSP。对若干个径向平面进行测量，可得出平均外径的变动量VDmp，如表4-35中图d所示。
2）测量EW。用标准量规测量。将轴承固定在平面上，再套上标准量规，测头置于标准量规宽度的中部，在该方向交替施加载荷，测出移动量。在内圈的若干径向角位置作多次测量，取各读数的算术平均值。标准量规的内径减去该平均值即为滚动体外接圆直径EW，如表4-35中图e所示。
（3）宽度的测量
1）测量ΔBs及VBs。用块规或标准件比较测量。使外圈处于自由状态，将内圈基准端面按圆周三等分的位置，用三个支块支承。测头在一支块的正上方，在圆周几个位置测量内圈单一宽度Bs。内圈旋转一周测出宽度的最大值与最小值之差为内圈宽度变动量VBs。ΔBs的表达式为ΔBs=Bs-B，如表4-35中图f所示。
2）测量ΔCs及VCs。用块规或标准件比较测量。使内圈处于自由状态，外圈基准端面按圆周三等分的位置，用三个支块支承，测头在一支块的正上方，在圆周几个位置测量外圈单一宽度Cs。外圈旋转一周测出宽度的最大值与最小值之差为外圈宽度变动量VCs。ΔCs的表达式为ΔCs=Cs-C，如表4-35中图g所示。
3）测量ΔTs、ΔT1s、ΔT2s。将内圈大端面置于平板上，测头置于外圈大端面。在平板与测头之间的圆周几个等分位置上进行多次测量。轴承实际宽度的偏差ΔTs为多次测量值的算术平均值。当外圈为标准件时测得ΔT1s；当内组件为标准件时测得ΔT2s，如表4-35中图h所示。
（4）倒角的测量 测量r用最大最小极限量规（样板）测量，将量规放在轴承端面边缘，观察光隙进行检查。测量微型轴承倒角用坐标放大镜或其他量仪。
1.4.3 滚动轴承旋转精度的测量
滚动轴承旋转精度测量包括轴承内圈径向跳动Kia、轴承外圈径向跳动Kea、轴承端面对滚道跳动Sia、Sea、内圈基准端面对内径的跳动Sd、外表面母线对基准端面倾斜度变动量SD等。测量方法列于表4-36～表4-40中。
表4-36 轴承内圈径向跳动Kia的测量
（续）
（1）轴承内圈径向跳动Kia的测量
1）方法一 支承住轴承外圈，对内圈基准端面施加一稳定的，与轴承同轴的载荷，载荷大小参见表4-33，使滚动体与滚道良好接触（包括圆锥滚子轴承大挡边）。测头置于内圈中部，转动内圈一周以上测得的最大值与最小值之差为内圈径向跳动Kia，如表4-36中图a、b所示。
2）方法二 将轴承安装于标准所规定的心轴上，同时在外圈的基准端面施加一同轴载荷，载荷大小参见表4-34。再将心轴支承于两精密顶尖之间，置测头于外圈中部，外圈不旋转，使心轴与内圈旋转一周以上，测得的最大与最小值之差即为内圈径向跳动Kia，如表4-36中图c、d所示。
当测量圆柱滚子轴承、滚针轴承、调心球轴承的内圈径向跳动时可将轴承装于标准规定的测量心轴上，心轴置于两精密顶尖之间，测头置于中部，外圈不旋转，使心轴与内圈一同旋转一周以上，即可测出内圈径向跳动。内圈固定、旋转外圈一周以上则可测出外圈径向跳动，如表4-36中图e、f所示。
当同时按方法一与方法二测量其结果互不相符时，以方法一为准。
3）测量调心滚子轴承Kia将轴承斜放在45°平板上，用两固定挡块支承外圈，测头置于内圈中部位置，外圈不旋转，转动内圈一周以上，读出最大与最小之差，再将轴承翻面，进行同样测量，取两个差值中最大的一个为轴承内圈径向跳动Kia，如表4-36中图g所示。
（2）轴承外圈径向跳动Kea的测量 轴承外圈径向跳动Kea的测量示意图列于表4-37中。
1）方法一 支承住轴承内圈，对外圈基准端面施加一稳定的与轴承同轴的载荷，其载荷大小参见表4-34，使滚动体与滚道良好接触（包括圆锥滚子轴承大挡边）。测头置于外圈外表面中部，转动外圈一周以上，测得的最大与最小值之差，为外圈径向跳动Kea，如表4-37中图a、b所示。
表4-37 轴承外圈径向跳动Kea的测量
注：测量方法二可见表4-36。
2）方法二 安装方法同测量Kia方法二，内圈固定，外圈旋转一周以上测得的最大值与最小值之差，为外圈径向跳动Kea。
当同时按方法一与方法二测量其结果互不相符时，以方法一为准。
3）测量调心滚子轴承Kea将轴承斜放在45°平板上，用两固定挡块支承内圈，测头置于外圈中部位置。内圈固定，旋转外圈一周以上，读出最大值与最小值之差。再将轴承翻面，进行同样的测量，取两个差值中最大的一个，为轴承外圈径向跳动Kea，如表4-37中图c所示。
（3）轴承端面对滚道跳动的测量 轴承端面对滚道跳动的测量方法示意图列于表4-38中。
表4-38 轴承端面对滚道跳动的测量
1）测量Sia支承外圈，对内圈基准端面施加一稳定的与轴承同轴的载荷，其载荷大小参见表4-33，使滚动体与滚道接触良好。将测头置于内圈基准端面或其背面并尽可能地使其距轴心线的径向距离为滚道接触直径之半。转动内圈一周以上测出最大与最小之差即为Sia，如表4-38中图a所示。
2）测量Sea支承住内圈，对外圈基准端面施加一稳定的与轴承同轴的载荷，其载荷大小参见表4-34，使滚动体与滚道接触良好。将测头置于外圈基准端面上，并尽可能地使其距轴心线的径向距离为滚道接触直径之半。转动外圈一周以上测出的最大与最小值之差即为Sea，如表4-38中图b所示。
（4）内圈基准端面对内径的跳动Sd的测量 轴承内圈基准端面对内径的跳动Sd的测量方法示意图列于表4-39中。
表4-39 轴承内圈基准端面对内径的跳动Sd的测量
1）方法一 把轴承安装在标准规定的心轴上，再将心轴支承于两精密顶尖之间，测头置于内圈基准端面，并尽可能地使距轴心线的径向距离等于滚道接触直径之半。转动内圈一周测出最大与最小值之差即为基准端面对内径的跳动Sd，如表4-39中图a所示。
2）方法二 当用心轴有困难时将内圈基准端面支承于一平台上，外圈处于自由状态，在轴承径向平面内用互成90°的一挡块及一支点定位，测头置于支点的正上方，两者之距离h尽量接近整个测量区域，旋转内圈一周测出最大与最小值之差m乘以系数dp/2h即为Sd，如表4-39中图b所示。
Sd=mdp/2h （4-1）
式中 h——支点与测头间的距离；
dp——由产品图算得的接触直径。
（5）轴承外表面母线对基准端面倾斜度变动量SD的测量 测量方法示意图列于表4-40中。
轴承外圈基准端面支承于平台上，内圈处于自由状态。在轴承径向平面内用互成90°的一支点及一挡块，使外圈定位，测头在支点的正上方，使两者的距离尽量接近整个测量区域，在外圈旋转一周，测得的最大与最小值之差为外表面母线对基准端面的倾斜度的变动量SD。
表4-40 轴承外表面母线对基准端面倾斜度变动量SD的测量
1.4.4 推力球轴承垫圈滚道对底面的厚度变动量的测量
测量方法示意图列于表4-41中。
表4-41 推力球轴承垫圈滚道对底面的厚度变动量的测量
（1）测量Si 将轴圈的基准端面按圆周三等分置于三个支块上，测头在一支块的正上方，并位于沟底中心位置，内孔径向平面内用互成60°的二挡块定位，轴圈旋转一周测出的最大与最小值之差为轴圈厚度变动量Si，如表4-41中图a所示。
双向推力轴承轴圈只适合于沟对平面的测量，不适用于沟对沟的测量，如表4-41中图b所示。
（2）测量Se 将座圈的基准端面按圆周三等分置于三个支块上，测头在一支块的正上方，并位于沟底中心位置，外径上用互成60°的二挡块径向定位，座圈旋转一周测出的最大与最小值之差为座圈厚度变动量Se，如表4-41中图c所示。
上述滚动轴承公差的测量也可按其他方法测量，但在有争议的情况下以GB/T307.2—2005所规定的测量方法为准。
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