1、滚动轴承可能由于润滑不良、载荷过大、材质不当、轴承内落入异物、锈蚀等原因，引起轴承工作表面上的剥落、裂纹、压痕、腐蚀凹坑和胶合等离散型缺陷或局部损伤。当滚动轴承另一工作表面通过某个缺陷点时，就会产生一个微弱的冲击脉冲信号。随着转轴的旋转，工作表面不断与缺陷点接触冲击，从而产生一个周期性的冲击振动信号 5。缺陷点处于不同的元件工作表面， 冲击振动信号的周期间隔也即频率是不相同的，这个频率就称为冲击的间隔频率或滚动轴承的故障特征频率 4,6。 可以根据轴承的几何参数和其转速计算轴承元件的故障特征频率 4,6,10。 ABCinen 0n ev ivmva.速度关系 diDeDmb.几何关系 图 4
2、.1 滚动轴承中个元件的运动关系 如图 4.1所示，设外圈和内圈滚道上分别有一接触点 A和 B，假设为理想状态，径向游隙为零，则 A点和 B点的圆周速度分别为 eee nDv 60(4-1) iii nDv 60(4-2) 式中 ev 、 iv 外圈、内圈滚道接触点处的圆周速度， mm/s； eD 、 iD 外圈、内圈滚道接触点处的直径， mm； en 、 in 外圈、内圈的转速， r/min。 令 cosmDd (4-3) 式中 d 滚动体直径 ， mm； mD 滚动体中心圆直径， mm； 接触角，指接触面中心与滚动体中心连线和轴承径向平面之间的夹角， 弧度或角度 。 由图 4-1（ b）可
3、见 eD = )1(c o s mm DdD )1(c o s mmi DdDD 滚动体围绕轴承中心线的 公转线速度 乃是 iv 和 ev 的平均值，即 )1()1(1 2 02 eimeim nnDvvv 滚动体的公转线速度也就是保持架中心圆的线速度。保持架中心圆上某一点的线速度为 mmm nDv 60由上两式得保持架的转速为 )1()1(21 eim nnn(4-4) 内圈相对于保持架的转速为 121eimiim nnnnn(4-5) 假设保持架上有 z 个滚动体，内圈上某一点滚动体滚过频率为 znnznnNeimii 121)(外圈相对于保持架的转速为 121iemeem nnnnn(4
4、-6) 外圈上某一点滚动体滚过频率为 znnznnNiemee 121)(滚动体的自转转速 0n 可由接触点处两物体线速度相等的关系求得。例如，滚动体与内圈接触的 B点相对于滚动体中心的线速度为 2602 0 dnvOB 式中 0n 为滚动体自转转速。 内圈滚道上与滚动体接触着的 B点 相对于 滚动体中心的线速度为 260 )(2 imiiB Dnnv 根据纯滚动条件，滚动体上接触点 B 和内圈滚道上相应的 B 点速度相等，得到 iBoB vv 由此可得滚动体的自转转速为 )1)(2)( 20 eimmii nndDnndDn(4-7) 假如内圈滚道、外圈滚道或滚动体上有一处缺陷（剥落或裂纹等
5、局部缺陷），则两种金属体在缺陷处相接触就会发生冲击作用，冲击的间隔频率见表 4-1。 绝大多数滚动轴承在实际应用中总是保持外圈静止，内圈与轴一起旋转，当轴的转速为 n 时，则有 nni 0en 由上面式（ 4-5）可得内圈相对于保持架的转速 )c o s1(21121 mim Ddnnn 因为保持架上有 z 个滚动体，所以内圈上某一点每分钟通过的滚动体数为 zDdnznN mimi )c o s1(21 (4-8) 保持架相对于外圈的转速 )c o s1(21121 mem Ddnnn 表 4-1 有局部缺陷引起的冲击振动间隔频率 缺陷位置 冲击振动发生的间隔频率 Hz 内圈 zDdnnfme
6、ii )c o s1(602 外圈 zDdnnfmeie )c o s1(602 滚动体 冲击单侧滚道 )cos1(602 22201 mmei DddDnnf 冲击两侧滚道 )cos1(60 22201 mmei DddDnnf 保持架与外圈摩擦 )c o s1(602meiem Ddnnf 保持架与内圈摩擦 )c o s1(602meiem Ddnnf 表 4-2 有局部缺陷引起的冲击振动间隔频率 6 缺陷位置 冲击振动发生的间隔频率 Hz 内圈 zDdnf mi )c o s1(602 外圈 zDdnf me )c o s1(602 滚动体 冲击单侧滚道 )c o s1(602 22201 mm DddDnf 冲击两侧滚道 )c o s1(60 22201 mm DddDnf 保持架与外圈摩擦 )c o s1(602mem Ddnf 保持架与内圈摩擦 )c o s1(602mem Ddnf 外圈上某一点每分钟通过的滚动体数为 zDdnznN meme )c o s1(21 (4-9) 滚动体自转速度为 )c o s1(2)1(2 22220 mmm DdndDndDn (4-10) 假如内圈滚道、外圈滚道或滚动体上有一处缺 陷（剥落或裂纹等局部缺陷），则两种金属体在缺陷处相接触就会发生冲击作用，冲击的间隔频率见表 4-2。
