在滚动轴承出现故障及故障不断发展劣化的过程中，常常伴随着轴承振动信号、温度信号、噪声信号、声发射信号和磨粒成分等状态信息的改变，因此，滚动轴承现场诊断技术就是指通过对轴承的振动信号、温度信号、噪声信号、声发射信号和磨粒成分等状态信息进行监测，并根据监测结果对滚动轴承的故障类型和严重程度进行分析的方法。

振动、噪声、温度、声发射、油液分析等监测手段在滚动轴承状态发展的各个阶段中的灵敏度如图1所示。从图1中可以看出，对于过了磨合期的早期故障分析，声发射分析是一种比较有效的手段，而振动分析从总体上来说能够比较有效地反映设备状态不断劣化的趋势，是应用最广泛的监测与诊断方法之一。

图1 不同监测方法的灵敏度对比示意图

从20世纪 70年代开始，出于对预防预知的渴求，工程技术人员经过不懈的努力，发现和创造了很多种监测诊断滚动轴承故障的技术，如振动信号分析诊断、声发射诊断、油液监测分析诊断、光纤监测诊断等，如图2所示。

图2 滚动轴承的状态监测技术

1.简易振动诊断法

简易振动诊断法主要是指振幅值诊断法。这里所说的振幅值是指峰值、均值以及均方根值等单一或综合分析的评判指标。这是一种最简单、最常用的诊断法，它是通过将实测的振幅值与判定标准中给定的值进行比较来诊断的。峰值反映的是某时刻振幅的最大值，因而它适用于像表面点蚀损伤之类的具有瞬时冲击的故障诊断。另外，对于转速较低（如300r/min以下）的情况，也常采用峰值进行诊断。均值用于诊断的效果与峰值基本一样，其优点是检测值较峰值稳定，但一般用于转速较高（如300r/min以上）的情况。均方根值由于是相对于时间的平均值，因而适用于像磨损之类的随时间缓慢变化的故障诊断。此外振幅诊断法还有波形指标诊断法、峰值指标诊断法、峭度指标诊断法和概率密度诊断法。

2.振动频谱分析诊断法

振动频谱分析诊断法泛指通过用振动传感器获取待分析轴承的振动信号，经傅里叶变换处理后，求出振动信号的幅值谱、功率谱、相位谱和倒谱等，然后与滚动轴承的故障频谱图进行对比分析，来判断滚动轴承是否存在故障及故障严重程度的诊断技术。振动频谱分析诊断法是目前应用范围最广泛的现场诊断技术，对中后期的滚动轴承故障诊断效果比较明显，相关的离线分析仪器和在线监测系统都获得了成功应用。但传统的振动频谱分析诊断方法因为需要根据频谱幅值的大小来判断故障的严重程度，所以受噪声和背景干扰的影响较大，对早期故障的诊断存在一定的局限性。

3.共振解调法

使用共振解调技术由于放大（谐振）和分离（带通滤波）了故障信号，极大地提高了信号的信噪比，所以能比较容易地诊断出故障来。共振解调技术对诊断滚动轴承早期损伤类故障效果很好，并且它根据包络频谱分析的结果可以精确地诊断出到底是哪个元件发生了故障。这一技术包含了高频共振（或谐振）、带通滤波、解调（或包络检波）和频谱分析等基本环节。共振解调法对早期故障的发现有效，但当故障发展到中后期，共振解调成分越来越弱，直至消失，所以对轴承寿命的判断是受到限制的。另外，利用共振解调技术对轴承故障的严重程度进行评估时，还会受到滤波频率参数、冲击特性、传感器安装位置等多个因素的影响。

4.冲击脉冲法

在一个滚动轴承内，如内圈、外圈或滚动体有损伤，其受载相接触时就要产生冲击，用一个具有高频响应特性的压电加速度计来检测这一冲击引起的压缩波，然后应用压缩波的最大幅值来判断轴承的工况。这种方法能比较有效地检测到轴承的早期损伤类故障，并且不需要进行频谱分析，所以它一经发明便很快被美国、英国等工业发达国家所采用。但冲击脉冲法在现场使用中往往由于经验不足、对设备工况条件考虑不周而造成诊断失误。

5.声发射诊断

声发射是指当材料受力作用产生变形或断裂时以弹性波形式释放应变能的现象。由于滚动轴承的故障信息较微弱，而背景噪声强，因此与振动信号分析法比较，用声发射法进行故障监测诊断有以下主要优点:

1）特征频率明显。分别用振动加速度计和声发射传感器在机器同一部位检测当轴承产生故障后的状态信息，并进行频谱分析时，振动信号频谱图比较复杂，不易识别故障;而声发射频谱图清晰明了，易于识别故障。

2）预报故障时间早。在机器的载荷和工作转速等完全相同的条件下，同时用声发射和振动信号监测轴承工作状态时，由于轴承微裂纹扩展要经过一个慢扩展阶段，这个阶段还不足以引起轴承明显振动，而声发射信号已经较为明显，因而声发射法能早期预报和诊断故障。

6.油液分析诊断

通过对正在运行时使用的润滑油进行系统分析，即可了解轴承的润滑与磨损状态，并对各种故障隐患进行早期预报，查明产生故障的原因和部位，及时采取措施扼制恶性事故的发生。油液分析应采用系统方法，只用单一手段往往由于其局限性而导致不全面的诊断结论，并易产生漏报或误报现象。

7.温度诊断

滚动轴承如果产生了某种损伤，会使磨损加剧，其温度就会发生变化，因此可通过监测轴承温度来诊断轴承故障。由于测温技术历史久远，有较成熟的经验，所以温度诊断仍是我国目前常用的诊断方法。但温度诊断的灵敏度不太高，并且滚动轴承温度的上升一般来说是非线性的，当温度有明显的变化时，故障一般都已达到了相当严重的程度，因此温度诊断的预报功能大致处于滚动轴承灾害性故障发育期的尾部，这时滚动轴承故障不但已经存在，而且已经发展到了比较危险的程度。

尽管温度诊断灵敏度不高，但只要测温报警的门槛值制定合理，对于防止重大事故的发生依然是相当有效的。国内外的实践证明，铁路机车车辆部门建立的轴温红外报警网络系统对于防止事故的有效性是人们公认的。温度诊断比较简单易行，既具备无可争辩的预报作用，又已积累了丰富的实践经验，因此，这项技术不但会在判断滚动轴承组装质量和油润状态（实践中，不少温升高但解体检查滚动轴承零件正常者，多是油脂添加过量或游隙过小而引起的）的工作领域继续存在下去，也会在滚动轴承诊断领域占有一席之地。