摘要：
本文旨在用包络检测技术诊断滚动轴承局部故障。这些故障通常造成沿着振动信号的频谱边带产生强谐波，为了从实验结果得到故障类型，采用先进包络技术来辨识和分析故障频率。包络信号提供了丰富的诊断故障频率和调制的信息，用SpectraQuest公司的轴承故障仿真器对轴承内外圈故障进行了实验和数据采集。
关键词：包络分析，滚动轴承，内外圈故障
 

背景：
滚动轴承在现今机械设备中发挥了重要的作用，广泛应用于转子、燃气涡轮机、泵和其它机械。不像流体轴承始终接触，滚动轴承接触是金属与金属的接触会造成磨损。当滚子或球滚动到故障处时，冲击力产出最终导致轴承损坏。因此，轴承磨损的早期检测对于避免大多数机械失效非常必要。通常地，分析来自轴承的振动信号和由于局部故障导致这些变量的变化来判断滚动轴承的状态。
滚动轴承的典型故障包括外圈、内圈和滚动体的侵蚀、疲劳点蚀和保持架损坏。当滚动轴承的故障产生在内圈或外圈或是滚动体碰撞到内圈或外圈时产生冲击，此冲击引起了轴承结构系统的高频共振。在大型机械或故障程度严重的情况下，引起的故障频率通常低于30KHz。当轴承旋转时产生调制现象，又引起的脉冲。脉冲的周期和幅值随轴承转速、检测位置、轴承尺寸和轴承负荷类型而定。轴承的故障频率可以分为BPFO(球通过外圈时产生的频率)、BPFI（球通过内圈时产生的频率）、BTF（球的故障频率）、和FTF（基本群频率），见附录[1]。
图1显示了由滚动轴承的故障组件产生的加速信号和包络信号（由振幅调）。内圈故障通常是由轴速解调的，轴速率指通过加载区的速率，如图1所示。同样，滚轴故障是由保持架的速度或基本群频率（FTF）解调的。外圈故障往往发生在负载区不被解调。因此，球故障造成冲击外圈和内圈，使得它在每一个由球的旋转频率（BSF）界定的每个周期内产生了两次冲击。