滾動軸承的劣化發展不是一個線性過程，而（ér）是一個指數過程。在不同的（de）劣（liè）化階段，故障信息出現在不同的（de）頻帶範（fàn）圍內，所以（yǐ）要采用不同的故障（zhàng）檢測方法（fǎ）。目前工業領域普遍認為滾動軸承的（de）劣化曆程（chéng）可以分為4個階段。

圖（tú）1 典型的軸承（chéng）故障發展曆程

第（dì）1階（jiē）段——軸承失效初期

這個階段（duàn）軸（zhóu）承Z先（xiān）在次表麵形成微觀裂紋或晶格的錯位，而軸承表麵則看不到裂（liè）紋或者微小剝落，在振動信號（hào）的低頻段不會形成比較明顯的衝擊信號，用傳統的加速度傳（chuán）感器不能拾取到故障信號，但是（shì）次表麵（miàn）的微觀裂（liè）紋或者晶格的錯位會產生聲發射信號或者應力波信號（hào）。因此，在這個階段軸承的故障特征主（zhǔ）要體現在超聲（shēng）頻率段，可以通過（guò）聲發（fā）射傳感器或者基（jī）於共振的加速度傳感（gǎn）器進行拾取，其主要表現為（wéi）測得的信號峰值或者能量值變（biàn）大。

圖2 軸承劣化第1階段的振（zhèn）動信號特征

第2階段——軸承失效發展期

在這個階段軸承的微（wēi）觀劣化開始由次表（biǎo）麵向表（biǎo）麵（miàn）擴展，並在軸承的接觸表麵產生裂紋或微小剝落等損傷點。當軸承元件表（biǎo）麵與這些損傷點接觸時，就會形成一定頻率的衝擊脈（mò）衝，根據傅裏葉變換可知，短時的衝（chōng）擊信號在頻域上是一（yī）個寬頻信號，所以這個衝擊信號必然會激起軸承零部件的高頻固有頻率發（fā）生共振，從而使得其（qí）振動加強，通過加速度傳感器便能將這部分信號（hào）拾取到（dào），再利用包絡解調技術能觀察到軸承的故（gù）障特征頻率，到了第2階段（duàn）的末期還能觀察到故障特征（zhēng）頻（pín）率的倍頻（pín）。

在這個階（jiē）段，軸承（chéng）的故障特征頻率暫時被淹沒在低頻段較高的噪音當中，因此在故障特征頻率段觀察不到很清晰的故障特征頻率。

圖3 軸承劣化第2階段的振動信號特征（zhēng）

第3階段——軸承失效快速發展期

在這個階段，隨著軸（zhóu）承損傷的加速發展，損傷點對軸承接觸麵的衝擊越來越強烈，在共（gòng）振（zhèn）頻率段解調出來的軸承故障特（tè）征頻率的倍頻越來越多，而且其周期性衝擊的能量大小（xiǎo）已經足（zú）以直（zhí）接通過振（zhèn）動信號的功率譜觀察出來，這個時候可以直接在振動信號的功率譜上清晰的看到軸承（chéng）的故障特征頻率，並且其倍頻有越來越多的趨勢。

圖4 軸承（chéng）劣化第3階段（duàn）的振動（dòng）信號特征

第4階段——軸承失（shī）效末期

在這個（gè）階段，滾動軸承已經快達到壽命的終點，損傷點可以通過肉眼觀察到，軸（zhóu）承運動的噪音變得特別大，溫度（dù）急速的升高。此時直接功率譜上不僅可以清晰的（de）看到（dào）軸承的故障特（tè）征頻率及其（qí）倍頻，如果（guǒ）損傷（shāng）點交替的進入（rù）載荷區（qū）的話，還能在（zài）故障特征頻率旁邊看到明顯（xiǎn）的調製（zhì）邊頻。在第4階段的末期，頻譜上譜線變得不是很清晰，在功率譜（pǔ）上會形成凸出的“茅草堆”，另外高頻振動的能量在這時還可能不升反（fǎn）降，如果發現高頻的監（jiān）測量開始下降，不（bú）是表麵軸承狀態變好，而是說（shuō）明軸承已經快到壽命的終點。

圖5  軸承劣化第4階段的振動信號特征

小（xiǎo）結

綜上所（suǒ）述，從軸承劣化的4個階段可以看出，軸承故障特征頻率出現的頻率段以及故障特（tè）征（zhēng）頻率（lǜ）是否出（chū）現倍頻、是否出現邊頻，都一（yī）定程度反應了軸承的劣化信息，從頻率和時間的關係來（lái）看軸承的劣化有從高頻到低頻移動的趨勢，先是（shì）超聲頻率段測得的信號產（chǎn）生變化，隨著軸承（chéng）劣化的發展，共振頻率段的信號通過一定的分析方法可以觀察（chá）到軸承的故障特征頻（pín）率，Z後在（zài）1KHz以內的低頻段信號的功?譜（pǔ）上觀察到故障特征頻率。這說明隨（suí）著軸（zhóu）承故（gù）障的發展，其故障特征（zhēng）將逐漸從高（gāo）頻段到低頻段移動（dòng）。

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