Page 271 - 《振动工程学报》2026年第2期
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速度差值
径向载荷
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速度差值
径向载荷
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速度差值 径向载荷
第 2 期 陈 鑫，等：面向低转速及变转速复合工况下滚动轴承故障诊断研究 587
(c) 150 N
11.2 动越大，即速度差值越大。
10 r/min, 200 N径向载荷
IAS / (rad·s −1 ) 10.2 3.2 不同速度工况 100 N、 转 速 分 别 为 5、
Y: 10.95
展 示 了 径 向 载 荷 为
图
5
Y: 9.34 速度差值: 1.61 rad/s 10、30 和 50 r/min 时，滚动轴承外圈 0.3 mm 故障宽度
9.2
0 6.28 12.56 对应的 IAS 波形。可见，转速越大，滚动轴承外圈故
IAD / rad
(d) 200 N 障引起的 IAS 波动越大，即速度差值越大。原因在
图 4 不同径向载荷工况下获得的 IAS 波形 于滚动体进入和退出故障位置时受到较大的卸力和
Fig. 4 IAS waveforms obtained under different radial loads 阻力；此外，转速越大带来的速度随机波动越大，在
conditions 变转速工况下将会带来更大的背景噪声。
6.2 11.2
5 r/min, 100 N径向载荷 Y: 10.90 10 r/min, 100 N径向载荷
IAS / (rad·s −1 ) 5.0 IAS / (rad·s −1 ) 10.2
Y: 5.52
Y: 4.21
速度差值: 1.31 rad/s Y: 9.45 速度差值: 1.45 rad/s
3.8 9.2
0 6.28 12.56 0 6.28 12.56
IAD / rad IAD / rad
(a) 5 r/min (b) 10 r/min
31.2 51.5
30 r/min, 100 N径向载荷 Y: 51.00 50 r/min, 100 N径向载荷
Y: 30.69
IAS / (rad·s −1 ) 30.0 IAS / (rad·s −1 ) 50.0
Y: 28.99 速度差值: 1.70 rad/s Y: 48.75 速度差值: 2.25 rad/s
28.8 48.5
0 6.28 12.56 0 6.28 12.56
IAD / rad IAD / rad
(c) 30 r/min (d) 50 r/min
图 5 不同转速工况下获得的 IAS 波形
Fig. 5 IAS waveforms obtained under different speeds conditions
0.5 mm 时滚动轴承故障尺寸的估计情况。可见，滚
3.3 滚动轴承故障尺寸估计
动体进入和退出故障位置时将会引起较大的故障波
图 6 展示了滚动轴承外圈故障宽度分别为 0.3 和 动，将故障引起的速度波动引起的角度（弧度制）转
11.5 11.5
外圈故障宽度：0.3 mm 角度间隔：0.02623 rad X: 0.70213
IAS / (rad·s −1 ) 10.1 X: 0.70 IAS / (rad·s −1 ) 10.1 0.24710 mm
估计的故障尺寸：
10 r/min, 100 N径向载荷
X: 0.73 X: 0.72836
8.7 8.7
0 6.28 12.56 0 0.5 1.0
IAD / rad IAD / rad
(a) 0.3 mm (b) (a)的局部放大图
(a) 0.3 mm (b) Partial enlargement of (a)
12.4 11
外圈故障宽度：0.5 mm 角度间隔：0.04599 rad
IAS / (rad·s −1 ) 9.7 X: 1.30 IAS / (rad·s −1 ) 10 X: 1.30112
10 r/min, 100 N径向载荷
估计的故障尺寸：0.43325 mm
7 X: 1.35 9 X: 1.34711
0 6.28 12.56 0 1.4 2.8
IAD / rad IAD / rad
(c) 0.5 mm (d) (c)的局部放大图
(c) 0.5 mm (d) Partial enlargement of (c)
图 6 不同故障尺寸的 IAS 波形
Fig. 6 IAS waveforms of different fault dimensions
