滚动轴承是高速航空主轴轴系中最关键的部件,也是危险系数最高的零部件之一。航空主轴系统很多故障都与滚动轴承状态有关,在航空极端苛刻环境下,轴承缺陷会导致严重异常振动和噪声,甚至造成严重的人民生命财产损失。因此研究高速滚动轴承状态监测和故障诊断技术就具有非常重要的意义。为提高监测过程中传感器拾取轴承状态信号的准确性,提高测试信号的信噪比,本文采用集成化思想,实现传感器和轴承的结构集成,使信号采集点距离故障发生位置尽量接近,从而拾取到更准确的轴承运转状态信号及故障信号。利用相应数据处理算法,判断轴承是否出现故障及其故障特性和严重程度。这种集成多传感器的轴承状态监测方法提高了轴承故障诊断的可靠性,具有信息容错性、互补性、实时性等优点。本文针对轴承的常见故障类型,完成了传感器的选型、安装、标定以及高速滚动轴承传感器集成设计和研究,分析了集成结构的性能特点,并用ANSYS对集成结构进行了有限元分析。根据传感器不同性能设计了相对应的数据采集系统,编写了VB软件,与组态王共同完成数据采集任务。根据轴承的故障机理与故障信号特征,分析了所用时域分析和频域分析所用的数据处理算法,并用MATLAB编写了能够完成对应功能的程序。完成了相应的故障诊断算法,实现了利用多传感器的信息融合技术使系统能够完成轴承状态检测和故障诊断的功能。最后进行了轴承状态监测装置考核实验。通过带有预设特定故障的轴承,检验轴承状态监测系统对轴承故障类型判断是否准确;通过对有故障和无故障的滚动轴承的对比测试,检验了此系统的可靠性和实用性。最后通过转速和载荷这两个参数的变化,对振动,应变,温度随转速和载荷的变化进行了相关实验,得出了相应结论。