旋轉機械是裝置狀態監測與故障診斷工作的重點，而旋轉機械的故障有相當大比例與滾動軸承有關。滾動軸承是機器的易損件之一，據不完全統計，旋轉機械的故障約有30％是因滾動軸承引起的，由此可見滾動軸承故障診斷工作的重要性。
最初的軸承故障診斷是利用聽棒，靠聽覺來判斷。這種方法至今仍在沿用，其中的一部分已改進為電子聽診器，例如用電子聽診器來檢查、判斷軸承的疲勞損傷。訓練有素的人員憑經驗能診斷出剛剛發生的疲勞剝落，有時甚至能辨別出損傷的位置，但畢竟影響因素較多，可靠性較差。
繼聽棒、電子聽診器之後，在滾動軸承的狀態監測與故障診斷工作中又引入了各種測振儀，用振動位移、速度和加速度的均方根值或峰值來判斷軸承有無故障，這樣減少了監測人員對經驗的依賴性，提高了監測診斷的準確性，但仍很難在故障初期及時做出診斷。
2023年，全球主要滾動軸承生產商之一，瑞典skf公司在多年對軸承故障機理研究的基礎上發明了用衝擊脈衝儀（shock pulse meter）檢測軸承損傷，將滾動軸承的故障診斷水平提高了乙個檔次。之後，幾十家公司相繼安裝了大批感測器用於長期監測軸承的運轉情況，在航空飛機上也安裝了類似的檢測儀器。
2023年，日本新日鐵株式會社研製了mcv系列機器檢測儀（machine checker），可分別在低頻、中頻和高頻段檢測軸承的異常訊號。同時推出的還有油膜檢查儀，利用超聲波或高頻電流對軸承的潤滑狀態進行監測，探測油膜是否破裂，發生金屬間直接接觸。1976-2023年，日本精工公司（nsk）相繼研製出了nb系列軸承監測儀，利用1~15khz範圍內的軸承振動訊號測量其rms值和峰值來檢測軸承故障。
由於濾除了低頻干擾，靈敏度有所提高，其中有些型號的儀器儀表還具有報警、自動停機功能。
隨著對滾動軸承的運動學、動力學的深入研究，對於軸承振動訊號中的頻率成分和軸承零件的幾何尺寸及缺陷型別的關係有了比較清楚的了解，加之快速傅利葉變換技術的發展，開創了用頻域分析方法來檢測和診斷軸承故障的新領域。其中最具代表性的有對鋼球共振頻率的研究，對軸承圈自由共振頻率的研究，對滾動軸承振動和缺陷、尺寸不均勻及磨損之間關係的研究。2023年，h.
l. ，以上研究奠定了這方面的理論基礎。目前已有多種訊號分析儀可供滾動軸承的故障診斷，美國恩泰克公司根據滾動軸承振動時域波形的衝擊情況推出的「波尖能量」法及相應儀器，對滾動軸承的故障診斷非常有效。
還有多種訊號分析處理技術用於滾動軸承的狀態監測與故障診斷，如頻率細化技術、倒頻譜、包絡線分析等。在訊號預處理上也採用了各種濾波技術，如相干濾波、自適應濾波等，提高了診斷靈敏度。
除了利用振動訊號對軸承執行狀態進行診斷監測外，還發展了其他一些技術，如光纖維監測技術、油汙染分析法（光譜測定法、磁性磁屑探測法和鐵譜分析法等）、聲發射法、電阻法等
簡易診斷法確定軸承已經發生故障之後，進一步判定故障的類別和發生部位，以便採取相應對策。
滾動軸承的精密診斷與旋轉機械、往復機械等精密診斷一樣，主要採用頻譜分析法。由於滾動軸承的振動頻率成分十分豐富，既含有低頻成分，又含有高頻成分，而且每一種特定的故障都對應特定的頻率成分。進行頻譜分析之前需要通過適當的訊號處理方法將特定的頻率成分分離出來，然後對其進行絕對值處理，最後進行頻率分析，以找出訊號的特徵頻率，確定故障的部位和類別。
一、軸承內滾道損傷
軸承內滾道產生損傷時，如：剝落、裂紋、點蝕等（如圖1所示），若滾動軸無徑向間隙時，會產生頻率為nzfi（n＝1，2,…）的衝擊振動。
圖1 內滾道損傷振動特徵
通常滾動軸承都有徑向間隙，且為單邊載荷，根據點蝕部分與滾動體發生衝擊接觸的位置的不同，振動的振幅大小會發生週期性的變化，即發生振幅調製。若以軸旋轉頻率f,進行振幅調製，這時的振動頻率為nzfi士fr（n＝1，2…）；若以滾動體的公轉頻率（即保持架旋轉頻率）fc進行振幅調製，這時的振動頻率為nzfi±fc（n＝1，2，…）。
二、軸承外滾道損傷
當軸承外滾道產生損傷時，如剝落、裂紋、點蝕等（如圖2所示），在滾動體通過時也會產生衝擊振動。由於點蝕的位置與載荷方向的相對位置關係是一定的，所以，這時不存在振幅調製的情況，振動頻率為nzfo ( n＝1，2,…），振動波形如圖2所示。
圖2 外滾道損傷振動特徵
三、滾動體損傷
當軸承滾動體產生損傷時，如剝落、裂紋、點蝕等，缺陷部位通過內圈或外圈滾道表面時會產生衝擊振動。
在滾動軸承無徑向間隙時，會產生頻率為nzfb（n＝1，2,…）的衝擊振動。
通常滾動軸承都有徑向間隙，因此，同內圈存在點蝕時的情況一樣，根據點蝕部位與內圈或外圈發生衝擊接觸的位置不同，也會發生振幅調製的情況，不過此時是以滾動體的公轉頻率fc進行振幅調製。這時的振動頻率為nzfb士fc，如圖3所示。
圖3 滾動體損傷振動情況
四、軸承偏心
當滾動軸承的內圈出現嚴重磨損等情況時，軸承會出現偏心現象，當軸旋轉時，軸心（內圈中心）便會繞外圈中心擺動，如圖4示，此時的振動頻率為nf r（n＝1, 2,…）。
圖4 滾動軸承偏心振動特徵
五、軸承部件損傷特徵頻率表
為方便軸承故障診斷，將以上與軸承部件損傷有關的特徵頻率列於表1中。
表1 軸承部件損傷特徵頻率表
續表 由於滾動軸承的故障訊號具有衝擊振動的特點，頻率極高，衰減較快，因此利用振動訊號對其進行監測診斷時，除了參考前面已經介紹的旋轉機械、往復機械的振動測試方法以外，還應根據其振動特點，有針對性地採取一些措施和方法。
一、測點的選擇
滾動軸承因故障引起的衝擊振動由衝擊點以半球面波方式向外傳播，通過軸承零件、軸承座傳到箱體或機架。由於衝擊振動所含的頻率很高，每通過零件的介面傳遞一次，其能量損失約80％。因此，測量點應盡量靠近被測軸承的承載區，應儘量減少中間傳遞環節，探測點離軸承外圈的距離越近越直接越好。
圖1表示了感測器位置對故障檢測靈敏度的影響。在圖1 (a)中，假如感測器放在承載方向時為100%，則在承載方向士45°方向上降為95％（- 5db），在軸向則降為22%-25%（-12～13db）。在圖1 (b)中，當止推軸承發生故障產生衝擊並向外散發球面波時，假如在軸承蓋正對故障處的讀數為100%，則在軸承座軸向的讀數降為5%（-19db)。
在圖1 (c) 和(d)中給出了感測器安裝的正確位置和錯誤位置，較粗的弧線表示振動較強烈的部位，較細的弧線表示因振動波通過介面衰減導致振動減弱的情形。
圖1 感測器位置對故障檢測靈敏度的影響
由於滾動軸承的振動在不同方向上反映出不同的特性，因此應盡量考慮在水平（x）、垂直（y）和軸向（z）三個方向上進行振動檢測，但由於裝置構造、安裝條件的限制，或出於經濟方面的考慮，不可能在每個方向上都進行檢測，這時可選擇其中的兩個方向進行檢測。
二、感測器的選擇與固定方式
根據滾動軸承的結構特點，使用條件不同，它所引起的振動可能是頻率約為1khz以下的低頻脈動（通過振動），也可能是頻率在1khz以上，數千赫乃至數十千赫的高頻振動（固有振動），通常情況下是同時包含了上述兩種振動成分。因此，檢測滾動軸承振動速度和加速度訊號時應同時覆蓋或分別覆蓋上述兩個頻帶，必要時可以採用濾波器取出需要的頻率成分。考慮到滾動軸承多用於中小型機械，其結構通常比較輕薄，因此，感測器的尺寸和重量都應盡可能地小，以免對被測物件造成影響，改變其振動頻率和振幅大小。
滾動軸承的振動屬於高頻振動，對於高頻振動的測量，感測器的固定採用手持式方法顯然不合適，一般也不推薦磁性座固定，建議採用鋼製螺栓固定，這樣不僅諧振頻率高，可以滿足要求，而且定點性也好，對於衰減較大的高頻振動，可以避免每次測量的偏差，使資料具有可比性。
三、分析譜帶的選擇
滾動軸承的故障特徵在不同頻帶上都有反映，因此，可以利用不同的頻帶，採用不同的方法對軸承的故障做出診斷。
1．低頻段
在滾動軸承的故障診斷中，低頻率段指1khz以下的頻率範圍。
一般可以採用低通濾波器（例如截止頻率fb≤1khz）濾去高頻成分後再作頻譜分析。由於軸承的故障特徵頻率（通過頻率）通常都在1khz以下，此法可直接觀察頻譜圖上相應的特徵譜線，做出判斷。由於在這個頻率範圍容易受到機械及電源干擾，並且在故障初期反映故障的頻率成分在低頻段的能量很小，因此，訊雜比低，故障檢測靈敏度差，目前已較少採用。
2．中頻段
在滾動軸承的故障診斷中，中頻段指1～20khz頻率範圍。同樣，利用該頻率時也可以使用濾波器。
(1)高通濾波器
使用截止頻率為1khz的高通濾波器濾去1khz以下的低頻成分，以消除機械干擾；然後用訊號的峰值、rms值或峭度係數作為監測引數。許多簡易的軸承監測儀器儀表都採用這種方式。
(2)帶通濾波器
使用帶通濾波器提取軸承零件或結構零件的共振頻率成分，用通帶內的訊號總功率作為監測引數，濾波器的通帶截止頻率根據軸承型別及尺寸選擇，例如對309球軸承，通帶中心頻率為2 .2khz左右，頻寬可選為1～2khz。
3．高頻段
在滾動軸承的故障診斷中，高頻率段指20～80khz頻率範圍。
由於軸承故障引起的衝擊有很大部分衝擊能量分布在高頻段，如果採用合適的加速度感測器和固定方式保證感測器較高的諧振頻率，利用感測器的諧振或電路的諧振增強所得到衰減振動訊號，對故障診斷非常有效。瑞典的衝擊脈衝計（spm）和美國首創的ifd法就是利用這個頻段。
四、滾動軸承的簡易診斷
利用滾動軸承的振動訊號分析故障診斷的方法可分為簡易診斷法和精密診斷法兩種。簡易診斷的目的是為了初步判斷被列為診斷物件的滾動軸承是否出現了故障；精密診斷的目的是要判斷在簡易診斷中被認為出現了故障的軸承的故障類別及原因。
1.滾動軸承故障的簡易標準
在利用振動對滾動軸承進行簡易診斷的過程中，通常需要將測得的振值（峰值、有效值等）與預先給定的某種判定標準進行比較，根據實測的振值是否超出了標準給出的界限來判斷軸承是否出現了故障，以決定是否需要進一步進行精密診斷。因此，判定標準就顯得十分重要。
用於滾動軸承簡易診斷的判定標準大致可分為以下三種。
(1)絕對判定標準
絕對判定標準是指用於判斷實測振值是否超限的絕對量值。
(2)相對判定標準
相對判定標準是指對軸承的同一部位定期進行振動檢測，並按時間先後進行比較，以軸承無故障情況下的振值為基準，根據實測振值與該基準振值之比來進行判斷的標準。
(3)模擬判定標準
模擬判定標準是指對若干同一型號的軸承在相同的條件下在同一部位進行振動檢測，並，將振值相互比較進行判斷的標準。
需要注意的是，絕對判定標準是在標準和規範規定的檢測方法的基礎上制定的標準，因此必須注意其適用頻率範圍，並且必須按規定的方法進行振動檢測。適用於所有軸承的絕對判定標準是不存在的，因此一般都是兼用絕對判定標準、相對判定標準和模擬判定標準，這樣才能獲得準確、可靠的診斷結果。
2.振動訊號簡易診斷法
(1)振幅值診斷法
這裡所說的振幅值指峰值xp、均值x（對於簡諧振動為半個週期內的平均值，對於軸承衝擊振動為經絕對值處理後的平均值）以及均方根值（有效值）xrms。
這是一種最簡單、最常用的診斷法，它是通過將實測的振幅值與判定標準中給定的值進行比較來診斷的。
峰值反映的是某時刻振幅的最大值，因而它適用於像表面點蝕損傷之類的具有瞬時衝擊的故障診斷。另外，對於轉速較低的情況（如300r/min以下），也常採用峰值進行診斷。
均值用於診斷的效果與峰值基本一樣，其優點是檢測值較峰值穩定，但一般用於轉速較高的情況（如300r/min以上）。
均方根值是對時間平均的，因而它適用於像磨損之類的振幅值隨時間緩慢變化的故障診斷。
日本nsk公司生產nb系列軸承監測儀和新日鐵研製的mcv-21a型機械監測儀就是這類儀器。可以測量振動訊號的峰值或峰值係數，有的還可以測量rms值或絕對平均值。測量引數除加速度外，有的還包括振動速度和位移。
(2)波形因數診斷法
波形因數定義為峰值與均值之比（xp/x ）。該值也是用於滾動軸承簡易診斷的有效指標之一。如圖2所示，當xp/x 值過大時，表明滾動軸承可能有點蝕；而xp/x 小時，則有可能發生了磨損。
滾動軸承故障診斷的實用
洛陽世必愛特種軸承 長期致力於各行業的軸承服務，由於先進的技術支援，產品幾乎涵蓋了各種軸承型別。公司擁有專業的技術與服務團隊，技術人員比例達40 能高效的在最短時間內處理好客戶的任何問題。滾動軸承在裝置中的應用非常廣泛，滾動軸承狀態好壞直接關係到旋轉裝置的執行狀態，尤其在連續性大生產企業，大量應用於...
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1 用聽診法對滾動軸承進行監測 用聽診法對滾動軸承工作狀態進行監測的常用工具是木柄長螺釘旋具，也可以使用外徑為 20mm左右的硬塑料管。相對而言，使用電子聽診器進行監測，更有利於提高監測的可靠性。1 滾動軸承正常工作狀態的聲響特點 滾動軸承處於正常工作狀態時，運轉平穩 輕快，無停滯現象，發生的聲響和...
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上海泛泰克申儀器 滾動軸承是幫浦和電機的主要基礎零部件之一，是日常生產執行中重點監測物件。圖1描述了幫浦和電機主要存在的故障。軸承失效密封失效失去平衡不對中磨損高溫 圖1 滾動軸承是幫浦和電機的易損件，軸承的故障會導致幫浦和電機劇烈振動和雜訊，甚至會引起裝置的損壞。滾動軸承在運轉過程中可由於各種原因...