滾動軸承是現代機械設備中不可缺少的重要傳動部件，起著支撐傳動軸系、降低摩擦係數和傳遞載荷的重要作用。常見的滾動軸承結構上由內圈、外圈、滾動體和保持架四部分組成。其中：
- 內圈和轉軸緊固在一起，跟隨轉軸轉動；
- 滾動體嵌在內外圈之間，和內、外圈的接觸環面稱為滾道，旋轉的內圈帶動滾動體在滾道內做純滾動，因此滾動體像行星一樣既做公轉又做自轉，運動最為複雜；
- 保持架起著隔離滾動體，避免滾動體互相碰撞的作用。
滾動體是軸承承載載荷的元件，是滾子軸承最薄弱的零件，它的質量對軸承的工作性能（如旋轉精度、振動、噪聲和靈活性）有很大影響，是影響軸承壽命的主要因素。根據滾動體外形和尺寸的不同，滾動軸承可分為圓錐滾子軸承、圓柱滾子軸承、球軸承、螺旋滾子軸承和滾針軸承等。其中球軸承有自動調心功能，能承受很大載荷，在工業生產和機械設備中應用十分廣泛。由於滾珠和滾道接觸面十分狹小，當滾珠進入承載區，在接觸面上將產生巨大的接觸應力。根據赫茲接觸理論，兩球面接觸時的最大應力為
其中，F 為法向載荷；ρ1、ρ2 為接觸體曲率半徑；± 在外接觸取＋，內接觸取-；E1、E2，µ1，µ2 分別為接觸體的彈性模量和泊松比。可見滾珠尺寸越小，載荷越大，材料越硬，產生的接觸應力越大。當由於各種原因（如超載，油量不足等）造成潤滑油膜破裂，承載區局部應力過大，接觸局部將產生塑性硬化，萌生裂紋，由於反覆碾壓，裂紋不斷擴展，擴展到一定程度後材料將從接觸體上剝落，形成點蝕坑。當接觸體通過點蝕坑時，由於接觸面積突變，軸承的受力也會突變，產生短暫的脈衝力，反映在振動信號上，就是出現震盪衰減的脈衝響應。
不同的軸承部件出現點蝕坑，產生的脈衝頻率不同，舉例來說，內圈上出現的點蝕坑，每當滾動體滾過就會產生一次脈衝。假設滾動體在內圈上滾一圈的周期為T，滾動體數為z，則在T 秒內將產生z 次脈衝。於是脈衝周期為T/z，頻率為z/F=fBPFI，其中fBPFI 是滾動體通過內圈的頻率(BPFI, Ball Passing Frequency of Inner ring)。同理，外圈上的脈衝頻率為fBPFO (BPFO, Ball Passing Frequency of Outer ring)。當滾動體上有點蝕坑，每轉一圈，滾動體分別和內外圈滾道接觸一次，產生兩次脈衝，相應的脈衝頻率為2fBSF (BSF，Ball Spinning Frequency,滾動體自轉頻率 )。這些脈衝頻率是軸承的故障特徵頻率，在軸承故障診斷中發揮重要作用。
滾珠軸承的各部件故障頻率可根據軸承的幾何參數和內圈轉頻按如下公式計算：
對於外圈固定安裝的軸承，內圈故障頻率：
外圈故障頻率：
保持架旋轉頻率：
滾動體自轉頻率：
其中，fi 分別為內圈的轉動頻率，D、d 分別為軸承的節徑（等於內滾道直徑和外滾道直徑的平均值）和滾動體的直徑，α 為接觸角。可以看出絕大多數故障頻率不是轉頻的整數倍。
當軸承工作時，各滾動體承受的載荷並不相同。對於立式安裝的軸承，6點鐘的滾珠不僅要承受離心力的豎直分量，還要承受軸的重力分量，兩者同向疊加，載荷達到極大；而12點鐘的滾珠，離心力分量和重力反向，互相抵消，載荷達到極小。同樣的，假如內圈上存在點蝕故障，點蝕坑產生的脈衝會隨著點蝕坑位置的變化而變化，在6點鐘達到極大，在12點鐘達到極小。表現在信號上，就是內圈點蝕產生的脈衝信號被轉軸的旋轉頻率所調製，在頻譜上表現為在fBPFI 左右出現寬度為fi 邊帶。
外圈固定安裝的情況有所不同，當外圈出現故障，由於點蝕坑的位置不隨時間改變，每個滾動體通過外圈產生的脈衝幾乎相同，因此不存在調製現象，在外圈故障頻率上看不到明顯邊帶。因此，從邊帶有無就可以簡單判斷是內圈故障還是外圈故障。
實際的軸承調製因素很複雜，從機理上有調幅、調頻和調相，從根源上有轉軸轉速調製、保持架轉頻調製等。調製頻率還可能和自振頻率、外在激勵頻率、諧波等重合，互相疊加，讓人難以判斷。包絡解調技術用於解決此種問題。
希爾伯特包絡解調技術通過對原始信號x(t) 進行希爾伯特變換得到X(t)，構造解析信號z(t)=x(t)+jX(t)，解析信號的幅值|z(t)|=(x²+X²)1/2即為原信號的包絡曲線，對其進行傅立葉變換可得到信號的包絡譜。包絡譜包含了原始信號的調製信息，是進行軸承故障診斷的重要工具。下面通過一個案例來具體說明如何進行軸承故障信號的包絡譜分析。
測試對象是一副雙列角接觸球軸承，其基本幾何參數如下：
軸承裝在試驗台架上，測試系統圖如下，其中加速度計的X 向為水平橫向，Y 向為水平縱向，Z 向為豎直方向。試驗轉速：17.188Hz。
故障頻率表
時域信號：
計算時域信號的峰度Kurtosis，三個方向均遠大於3，表明原始信號中存在大量脈衝信號。
頻譜：
選取Z 信號進行分析。Z 信號為豎直方向，滾動體在最大承載和最小承載之間交替變化，因此Z 向的故障特徵最為顯著。由軸承故障頻率表可知，多數軸承故障頻率位於1000Hz以下，因此取2-1000Hz為分析帶寬。
由頻譜可知，信號的包絡特徵並不明顯，信號主要能量在中高頻，從頻譜很難提取故障頻率和調製頻率。
包絡譜：
包絡譜的規律性就很明顯，能量集中在低頻。注意光標所在的頻率幅值在頻譜上為主要分量，在包絡譜上卻不是。
包絡譜上峰值最高的頻率為139.84Hz，恰為軸承內圈的故障頻率，在其各階諧波處可見有峰值存在。
第一個峰值34.375Hz，就是最主要的調製頻率，恰為轉頻的兩倍。這表明內圈每轉一周發生兩次衝擊，在內圈上至少存在兩個點蝕坑。
觀察軸承內圈故障頻率的邊帶，邊帶寬度為34.375Hz，而且邊帶的形狀左右不對稱，這表示除了幅值調製外還存在別的調製方式。
由於軸承為角接觸球軸承，因此Y、Z方向的包絡譜比較類似。
不出意外地，在多個頻率上Z 向都要高於Y 向，唯獨在轉頻上，Y 向占優。這可能意味著軸承承受大的軸向載荷。
另外從頻譜上可以看出，在100Hz附近有個峰值，和軸承外圈故障頻率比較接近，這說明在軸承外圈上可能存在一個點蝕坑。後來，客戶拆開軸承後，檢測結果和此診斷結果一致。
總結來說，此軸承的主要故障部件為內圈，至少存在兩個點蝕坑，在外圈上存在一個點蝕坑。