图1。1  典型的滚动轴承构造图

1。1。2 滚动轴承的常见故障及其表现形式

滚动轴承作为机械传动中最重要的滚动支承，其主要作用是用于承受轴承转动中的载荷、保证轴的旋转精度、确定轴的轴向和径向位置[14]。

滚动轴承在工作时产生的振动和噪声水平作为滚动轴承动态性能的重要指标，能够全面的反映轴承的质量优劣，也是轴承用户最关心的一项指标，滚动轴承在运转过程中，除正常运动功能以外的其他一切偏离理论位置的运动都被称为滚动轴承振动。轴承振动在空气介质中的辐射波即为滚动轴承的噪声[15]。

滚动轴承的主要破坏形式有疲劳剥落、塑性变形、磨损[15]。而滚动轴承所受到的破坏又可以直观地表现为振动的加剧。

由此可知，轴承的振动对轴承的工作状态有着很大的影响，而轴承的振动又包含着大量的信息，对轴承的振动进行测量和分析就可以掌握轴承的运行状态以及轴承所出现的问题。国际标准ISO15432中，滚动轴承的失效模式被分为6大类14小类，如图2。2所示，其中不包括轴承制造和设计引起的轴承失效[16]。

一般来讲，根据滚动轴承失效发展轴承振动信号状况可分为四个阶段，即超声振动阶段、轴承固有频率振动阶段、轴承缺陷频率及其倍频率振动阶段和随机带宽振动阶段[17]。

1。2 滚动轴承检测技术现状

目前对故障轴承的检测方式主要包括[18]：

（1）、振动分析法：即使是正常运转的设备在其工作过程中也会产生振动，这是因为在运转过程中，各个零部件的相互作用无法避免，这就导致了振动的产生。但由于振动的幅度较小，且较为平稳。因此当其发生故障时，设备的振动幅度就会显著的增大，其振动的性质也会发生巨大的变化。而振动分析法就是基于上述特点所发展而来的通过对采集到的振动信号进行检测和诊断来实现对故障的检测和诊断的。此方法不用停止设备就能够了解到设备内部是否存在故、对故障发生的部位进行判定、了解故障发生的原因并判断故障的程度[19]。

（2）、油膜电阻法：随着轴承的旋转，滚道和滚道体之间就会形成一层油膜，当形成的油膜正常时，油膜就会存在很大的电阻，可以达到亿欧，甚至兆欧以上；反之，油膜被破坏，则内外圈之间的电阻会降至0欧，正是由于这一特性，油膜电阻法能够对滚道和滚动体的腐蚀和磨损进行诊断，却不适用于点蚀引起的故障[20]。

（3）、油液分析法：滚动轴承一旦润滑不当，就会出现以腐蚀、断裂、磨损等形式为主的失效。故而只要对润滑液进行系统的分析，就能够了解轴承的润滑与磨损状态，并且对各种故障隐患进行早期预报，从而查明故障产生的原因和故障发生的部位，能够对设备的维护提供必要的信息[19]。

（4）、光纤检测法：光纤检测可以直接从轴承套圈的表面提取信号。使用光导纤维制成的位移传感器中包括发射光纤和接受光纤。发射光纤发出光线，经过传感器端面与轴承圈表面的间隙反射，然后由接受光纤接受，左后由接收光纤接受并由光电元件将其转换为电压输出[19]。

（5）、声发射法：金属材料的表面会有短暂的应变能量和弹性应力波产生，原因是内部晶格的错位、晶界的滑移、内部裂纹的产生和发展，这种现象被称作声发射现象。例如：轴承外圈经常受到冲击交变载荷，外圈上的金属九尾产生错位运动和塑性变形，这就会使轴承外圈会发生疲劳裂纹，而由于载荷持续存在，疲劳裂纹将会随着最大切应力方向扩展至金属内部，一旦裂纹达到临界尺寸，轴承外圈就会发生断裂。循环接触压应力往往会周期性的作用于滚动轴承的外圈，从而导致表面上的材料的疲劳进一步导致表面上的细小颗粒脱落。这种现象的初期过程中，金属内部的晶格会产生弹性扭曲。而微观的裂纹会在晶格受到超过临界弹性应力之后产生，而随着微观裂纹的进一步恶化，麻点和疲劳剥落等情况就会出现在轴承的内圈和外圈上。而这些故障在产生和发展的时候都是有声音信号的伴随。不同材料的声发射频率的范围十分之宽广，其频谱可以涵盖从次声频率至超声频率，但是其不同信号间的强度差十分微小，有时甚至只有几微伏。由于声发射诊断法能够识别故障产生的原因，因此，在近几年中，该方法被广泛运用，得到了很大的发展，但是因为其专用设备十分昂贵，所以在实际应用中往往受到限制[19]。