滾動(dòng)軸承在旋轉機械中應用為廣泛，同時(shí)也是最易損壞的元件之一。旋轉機械的許多故障都與滾動(dòng)軸承有關(guān)，軸承的工作好壞對機械的工作狀態(tài)有很大影響，其缺陷會(huì )導致設備產(chǎn)生異常振動(dòng)和噪聲，嚴重時(shí)甚至損壞設備。對滾動(dòng)軸承進(jìn)行正確的狀態(tài)監測及診斷，是現代化企業(yè)的設備優(yōu)化管理及預知維修的一個(gè)重要方面。
滾動(dòng)軸承故障發(fā)展的四個(gè)階段：
對應滾動(dòng)軸承的結構組成，滾動(dòng)軸承有4種故障頻率：滾動(dòng)軸承保持架故障頻率，滾動(dòng)軸承滾動(dòng)體故障頻率，滾動(dòng)軸承外圈故障頻率，滾動(dòng)軸承內圈故障頻率。對于這些軸承故障頻率的求取，有專(zhuān)門(mén)的數學(xué)計算公式，不過(guò)在實(shí)際工作中計算比較麻煩，較方便的方法是利用專(zhuān)門(mén)的軟件獲得，如美國羅克韋爾自動(dòng)化公司的軟件中就帶有該功能插件，只要輸入軸承型號及生產(chǎn)廠(chǎng)家等信息，就可得到對應的各種軸承故障頻率。
第一階段，即軸承開(kāi)始出現故障的萌芽階段，這時(shí)溫度正常，噪聲正常，振動(dòng)速度總量及頻譜正常，但尖峰能量總量及頻譜有所征兆，反映軸承故障的初始階段。這時(shí)真正的軸承故障頻率出現在超聲段大約20-60khz范圍。
第二階段，溫度正常，噪聲略增大，振動(dòng)速度總量略增大，振動(dòng)頻譜變化不明顯，但尖峰能量有大的增加，頻譜也更加突出。這時(shí)的軸承故障頻率出現在大約500hz-2khz范圍。
第三階段，溫度略升高，可耳聽(tīng)到噪聲，振動(dòng)速度總量有大的增加，且振動(dòng)速度頻譜上清晰可見(jiàn)軸承故障頻率及其諧波和邊帶，另振動(dòng)速度頻譜上噪聲地平明顯升高，尖峰能量總量相比第二階段變得更大、頻譜也更加突出。這時(shí)的軸承故障頻率出現在大約0-1khz范圍。建議于第三階段后期予以更換軸承，那么此時(shí)應該已經(jīng)出現肉眼可以看到的磨損等滾動(dòng)軸承故障特征。
第四階段，溫度明顯升高，噪聲強度明顯改變，振動(dòng)速度總量和振動(dòng)位移總量明顯增大，振動(dòng)速度頻譜上軸承故障頻率開(kāi)始消失，被更大的隨機的寬帶高頻噪聲地平取代；尖峰能量總量迅速增大，并可能出現一些不穩定的變化。絕不能讓軸承在故障發(fā)展的第四階段中運轉，否則將可能發(fā)生災難性破壞。
根據研究結果，一般的，如果滾動(dòng)軸承的整個(gè)使用壽命是那么從軸承安裝投入使用時(shí)計起，在它的前>80%壽命時(shí)間段內，軸承是一切正常的。而接下來(lái)對應滾動(dòng)軸承故障發(fā)展，其剩余壽命在第一階段為10% ～>20%L10，第二階段為5%-10%L10，第三階段為1%～5%L10，第四階段約為1h或者1%L10。
因此，在實(shí)際工作中面臨軸承問(wèn)題時(shí)，考慮到軸承故障發(fā)展的第四階段具有不可預見(jiàn)的突發(fā)危害性，建議于第三階段后期予以更換軸承，這樣既可以避免故障的擴大和更嚴重事故的發(fā)生，又能盡量保證滾動(dòng)軸承的使用壽命，并且根據此時(shí)軸承上也已經(jīng)出現肉眼可以看到的磨損、零部件損壞等滾動(dòng)軸承故障特征，比較有說(shuō)服力。至于軸承故障發(fā)展的第三階段后期的識別，則需要依據上述理論特征再結合實(shí)際的溫度、噪聲、速度譜、尖峰能量譜、速度和尖峰能量的總量趨勢及實(shí)際經(jīng)驗予以綜合考慮。