滚动轴承失效发展的四个阶段

与滚动轴承的结构组成相对应，滚动轴承有4种失效频率：滚动轴承保持架失效频率、滚动轴承滚动体失效频率、滚动轴承外圈失效频率、滚动轴承内圈失效频率。对于这些轴承失效频率，有专门的数学计算公式，但在实际工作中计算比较麻烦。比较方便的方法是使用专门的软件来获取，比如美国的罗克韦尔自动化软件。有了这个功能插件，只要输入轴承型号和制造商等信息，就可以得到各种轴承故障的对应频率。

第一阶段是轴承失效的萌芽阶段。此时温度正常，噪音正常，总振动速度和频谱正常，但总峰值能量和频谱有迹象，反映轴承失效的初始阶段。此时，真正的轴承失效频率出现在超声波截面约20-60khz的范围内。

第二阶段，温度正常，噪声略有增加，总振动速度略有增加，振动频谱无明显变化，但峰值能量大幅增加，频谱更加突出。此时的轴承故障频率出现在500hz-2khz左右的范围内。

第三阶段，温度略有上升，能听到噪音，振速总量大幅度增加，在振速谱上轴承故障频率及其谐波和边带清晰可见。此外，振动速度谱上的噪声水平也很明显。增加，峰值能量总量变得比第二阶段更大，频谱更加突出。此时的轴承故障频率出现在大约0-1khz的范围内。建议在第三阶段后期更换轴承，此时应该已经出现了肉眼可见的磨损等滚动轴承失效特征。

第四阶段，温度明显升高，噪声强度明显变化，总振动速度和总振动位移明显增加，振动速度谱上的轴承失效频率开始消失，取而代之的是更大的随机宽带高-频率噪声水平；峰值能量总量迅速增加，可能会出现一些不稳定的变化。不允许轴承在故障发展的第四阶段运行，否则可能会发生灾难性损坏。
根据研究结果，一般来说，如果一个滚动轴承的整个使用寿命从轴承安装和投入使用的时间算起，轴承在其最初>80%的使用寿命是正常的。然后对应滚动轴承失效的发展，第一阶段剩余寿命为10%～>20%L10，第二阶段为5%-10%L10，第三阶段为1%～5%L10，第四阶段大约是1h或1%L10。

因此，在实际工作中遇到轴承问题时，考虑到轴承故障发展的第四阶段有不可预见的突发危害，建议在第三阶段后期更换轴承，以免故障扩大等严重事故。它可以尽可能地保证滚动轴承的使用寿命，基于此时轴承上已经存在可见的磨损和部件损坏的事实，更具说服力。对于轴承故障发展第三阶段后期的识别，需要根据以上理论特点综合考虑，结合实际温度、噪声、转速谱、峰值能谱、转速总趋势和峰值能量，以及实际经验。