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滚动轴承的故障诊断是目前旋转机械故障诊断的热点和难点之一，特别是在要求比较高的航空工业上，许多故障都与滚动轴承的状态有关。因此，研究滚动轴承的故障诊断技术具有十分重要的意义。同时，滚动轴承故障是一个动态的过程，由于旋转机械工作的复杂性，其振动信号往往是非平稳的多分量信号，不同的非平稳振动特性往往对应不同的故障特征。根据滚动轴承的振动信号特征，这对其故障监测与诊断有着非常重要的意义。论文开展的主要工作如下: (1)学习了滚动轴承故障诊断的有关内容，从基本结构、振动机理、主要失效形式及典型故障的振动信号特征几个方面研究了探讨滚动轴承的故障机理，定性地分析了滚动轴承典型故障的特征频率计算公式，从理论上认识了滚动轴承的振动特征。 (2)根据其振动信号特点，基于傅里叶变换和Gabor变换，对其振动特征频率的计算与提取，分析其不同运行工况下的时频特征，特别是轴承从正常到磨损的过程，分析其振动特征变化。振动特征的变化对于机械运行监测以及轴承故障诊断提供了理论依据，具有十分重要的实际意义。然后对不同的振动特征作了分类，从不平衡、不对中、碰摩以及故障特征考虑，更好地明确其振动机理。 (3)本文应用了基于瞬时能量法的方法进行轴承磨损故障监测。这一方法的提出是依据滚动轴承在磨损过程中其特征频谱出现“草堆效应”，即轴承故障频率与谐波频率及边频组成频带形成峰丘状，草堆会随着故障恶化而逐渐增大。因此，可以通过“草堆”能量来衡量故障程度。分析表明，这一方法确实能够监测看到不同工况下不同故障频率的“草堆”能量变化。同时，作了能量趋势和方差变化，可以看出不同工况下的能量趋势变化。 (4)利用ZT-3多功能转子故障模拟实验台模拟振动产生多种单一的轴系故障，如不平衡、不对中、转子动静碰摩、支撑座松动等，从实际角度对单一故障特征有一定认识。这将有助于实际轴系故障分析，同时也对整个轴系监测系统有一定了解。