西儲大學CWRU數(shù)據(jù)說明

1、DE - drive end accelerometer data驅動端加速度數(shù)據(jù)FE - fan end accelerometer data風扇端加速度數(shù)據(jù)BA - base accelerometer data基座加速度數(shù)據(jù)（正常）time - time series data時間序列數(shù)據(jù)RPM- rpm during testing每秒鐘多少轉，除以60為旋轉頻率精品資料該實驗臺如圖 所示，包括一個2馬力（1.5KW）的電動機，一個扭矩傳感器/譯碼器，一個功率測試計，還有電子控制器（圖中沒顯示）。待檢測的軸承支撐著電動機的轉軸，驅動端軸承為SKF6205 ,風扇端軸承為SKF6203

2、,下表中分別列出了兩種軸承的幾何尺寸 和各部件的 故障頻率。軸承用電火花加工 單點損傷，損傷直徑分為（0.007 英寸=7 mils =0 .1 77 8 mm , 0.014 英寸=14 mils = 0.355 6 mm , 0.021 英寸=21 mils= 0.533 4 mm , 0.028 英寸=28 mils = 1.016 mm , 0.04 英寸=40 mils = 1.016 mm 。 （1 英寸=25.4mm ）其中，軸承外圈的損傷點在時鐘:3點鐘、6點鐘、12點鐘3個不同位置進行設置。電動機風扇端和驅動端的軸承座上方各放置一個加速度傳感器用來采集故障軸承的振動加速度信號

3、。振動信號由16通道數(shù)據(jù)記錄儀采集得到，采樣頻率為12 kHz ,驅動端軸承故障還包含采樣頻率為48 kHz的數(shù)據(jù)。功率和轉速通過扭矩傳感器/譯碼器測得。Onnc aHunJoAiuHnHH 205 ( noAninnHH 6205 )MlanMeHOB am arT © CT flon m n n h 205MlanMeHOB am dSO:non m h n h6205Ct o hmo: c 22 tp y.6Ha jih q： a ® h hjih “hhB h y t D, mm.: 25mm.B h e nD, mm.: 52mm.Hln p h 耳 mm.: 1

4、5mm.B e ,g: 0,12kg.Hl a p h k o BpbiafVi h a ji e ch 燦i 由 o p 兄瓜 25 e52 4 5 MTqepB 目亥-2 mnpHBOco htLU10-3- JI-2 m )XtaHHEfiiBiJiooSp a 卬加 in o p m a ji tnHOQn, An h n 戶舊小可 tx icHeHnofinjaHB cnxmas & 6 k bt 電 ih t h ji 網(wǎng) h.皿aa h h 由 bi ji h c o 6 P aHHau 6 p a 3 12000 / c e k48000 n p o b6c e Ky

5、皿皿網(wǎng) h c ksdibc n e pH Mneonn, tubh nBsiHiaHHMeHTHjiHTOp n o ahih n (hm jk o o 6 p aH h(2000 c 9 Mnj/ qb. kHaHHajD®ftji(BE|DO pM a Matlab. KhhcaMd 施宓 DOA6pH；0 出 thjihtmcmpi® 耿m 田 hhmch 期物 6P a, uaHrm k >k e m e x hhh q 也 ckk)耳)x)H2pr aim, e . hjhjb c 6axa ft ji, ocBneAyioiniyifiBMrMMiepe

6、Me HyHKoa 宓 3 bi b a e tDE -ah CHKa HHHt®Hie<cejiepOMeTpFE - BeHTHjiHiaropMeHmaccejiepOMeTpBpaTHc 切面鄴 3Haa HHoxcejiepOMeTpaBp e H- aHHBspeMeHpHiAOB0 6/ MHM)(/MHIBOBpe MT 箔 CTHpOBaHHH數(shù)據(jù)收集的，正常的軸承單點驅動器和風扇月底結束的缺陷。數(shù)據(jù)收集在12,000次/#和48,000次/驅動器端軸承實驗秒。所有球迷端軸承數(shù)據(jù)收集12,000次/秒。數(shù)據(jù)文件在Matlab格式。每個文件包含風扇和驅動器結束振

7、動數(shù)據(jù)，以及電機轉速。對于所有文件，在變量名顯示下列項目:德-加速度計數(shù)據(jù)驅動結束 遠東-風扇結束加速度數(shù)據(jù) 廣管局-加速基礎數(shù)據(jù) 時間-時間序列數(shù)據(jù) RPM的轉速在測試1、軸承規(guī)格和故障頻率：軸承型號：Drive end bearing : 6205-2RS JEM SKF，深溝球軸承(deep groove ball bearing )；其中：2RS 是雙面密封，JEM無意義，SKF(SvenskaKullager-Fabriken )是斯凱孚公司(總部所在地：瑞典哥德堡),NTN是日本公司。Z=9。滾動體直徑7.9375滾動軸承的特征頻率n內(nèi)圖旋轉頻率£ =而內(nèi)外圈相對旋轉頻率

8、滾動體通過內(nèi)圈一點的頻率 a.=z（i+4co）A 2 D滾動體通過外圈一點的頻率 九二;Z（l-：co力滾動體的公轉頻率A =（l-cos«）XJaJL保持架旋轉頻率工=1（1.48區(qū)1）£J-'滾動軸承的特征頻率D為軸承節(jié)徑：外圈直徑減去內(nèi)圈直徑，除以 2,加上內(nèi)圈直徑。即（52-25 ） /2+25=38.5內(nèi)圈頻率：0.5*9* ( 1+7.9375/38.5 ) *f=5.427*f由于為球軸承，其接觸角為。度。滾動軸承的特征頻率故障頻率經(jīng)驗公式 內(nèi)圈故障頻率土 s:0,6XzX/r 外圈故障頻率：4 =0.4xzxyr ,/ 保持架故障頻率：人=0$8仁

9、0.4X。 滾動體故障頻率：/h = 0.23xzx/r （z<10）J 4 = ojaXTX/（z>10） 外圈與保持架關系：fo =zxfc 外圈與內(nèi)圈關系. a +fi = ”fr（fr為轉頻；z為滾動體個數(shù)）轉頻即內(nèi)外圈相對旋轉頻率。規(guī)格：Size : (inches)(英寸)Inside Diameter內(nèi)圈直徑Outside Diameter外圈直徑Thickness厚度Ball Diameter滾動體直徑dPitch Diameter節(jié)經(jīng)D0.9843 (25mm )2.0472 (52mm)0.5906 (15mm)0.3126 (7.94004mm )(8.181

10、818mm )1.537 (39.0398mm )(44.2mm )故障頻率： Defect frequencies： (multiple of running speed in Hz) (轉頻 Hz 的倍數(shù))Inner Ring內(nèi)圈Outer Ring外圈Cage Train保持架Rolling Element滾動體5.4152(5.33299 )3.58480.398284.7135Fan end bearing : 6203-2RS JEM SKF 深溝球軸承z=8個規(guī)格：Size: (inches)Inside DiameterOutside DiameterThicknessBall

11、 DiameterPitch Diameter內(nèi)圈直徑外圈直接厚度滾動體直徑節(jié)經(jīng)0.6693 (17mm)1.5748 (40mm)0.4724 (12mm )0.2656 (6.7462mm )1.122 (28.4988mm )故障頻率： Defect frequencies： (multiple of running speed in Hz) (轉頻 Hz 的倍數(shù))Inner RingOuter RingCage TrainRolling Element內(nèi)圈外圈保持架滾動體4.94693.05300.38173.98742、故障規(guī)格：（單位英寸）Bearing :軸承(Drive End

12、 :驅動端；Fan End :風機端)Fault Location :故障位置(Inner Raceway : 內(nèi)圈 IR;Outer Raceway :外圈 OR; Ball：滾動體 B)Diameter直徑Depth深度Bearing Manufacturer軸承制造商，公司Drive EndInner Raceway.007.011SKFDrive EndInner Raceway.014.011SKFDrive EndInner Raceway.021.011SKFDrive EndInner Raceway.028.050NTNDrive EndOuter Raceway.007.0

13、11SKFDrive EndOuter Raceway.014.011SKFDrive EndOuter Raceway.021.011SKFDrive EndOuter Raceway.040.050NTNDrive EndBall.007.011SKFDrive EndBall.014.011SKFDrive EndBall.021.011SKFDrive EndBall.028.150NTNFan EndInner Raceway.007.011SKFFan EndInner Raceway.014.011SKFFan EndInner Raceway.021.011SKFFan End

14、Outer Raceway.007.011SKFFan EndOuter Raceway.014.011SKFFan EndOuter Raceway.021.011SKFFan EndBall.007.011SKFFan EndBall.014.011SKFFan EndBall.021.011SKF圖5滾動軸承故障模擬實驗臺實物圖Fig. 5 Ball bearing fault experiment rig2、數(shù)據(jù)（問題出現(xiàn)故障頻率的倍頻是什么原因，出現(xiàn)旋轉頻率的倍頻是什么原因（旋轉頻率的三倍頻恰好是故障頻率）1) Normal Baseline Data:正?；鶖?shù)據(jù)Motor Loa

15、d （HP）電機負載（馬力）1馬力（HP英制）=0.7457千瓦（KW）Approx. Motor Speed(rpm)大約電機轉速Normal Baseline Data正?；鶖?shù)據(jù)01797Normal_0 97.mat (X097_DE_time ; X097_FE_time ; X097RPM )11772Normal_1 98.mat (X098_DE_time ; X098_FE_time )21750Normal_2 99.mat (X098_DE_time ; X098_FE_time ; (X099_DE_time ;X099_FE_time )31730Normal_3 1

16、00.mat (X100_DE_time ; X100_FE_time ; X100RPM )2) 12k Drive End Bearing Fault Data : 12K 驅動端故障數(shù)據(jù)* = Data not available :數(shù)據(jù)不可用FaultDiameterMotorLoad (HP) 馬力Approx.MotorSpeed(rpm)Inner RaceBallOuter RacePosition Relative to Load Zone (Load Zone Centeredat 6:00)外圈相對位置負荷區(qū)(負荷區(qū)中心位置在6:00)（故障直徑）電機負載大約電機轉速（內(nèi)

17、圈IR）（可用）（滾動體）（和圖上的不同啊，不知道為啥）Centered 6:00（對于7直徑故 障：這個包絡的最 大峰值為故障頻 率，并且故障峰值的倍頻多）（可用）（對于21直徑故 障：最大峰值有的 是轉頻29,此時 第二大是故障頻Orthogonal 3:00 （對于7直徑故 障：這個包絡峰 值和6點的一 樣，挺大，但是 故障峰值的倍 頻基本沒<!）7的（可用）對于21直徑故 障：這個包絡峰Opposite 12:00 （這個包絡峰值 小）率；有的是故障頻率，故障峰值的倍頻基本沒（可用？）值小和12點的差不多，很?。?.007"（可用）最大峰值為故頻率01797IR007_

18、0 105.mat(X105_DE_time ;(15000:17999)X105_FE_time ;X105_BA_time ; X105RPM )原始信號包絡譜峰值156(實際的故障頻率為：5.4152*1797/60=162.1852Hz )B007_0 118.mat(4)4.7135*1796/60= 141.0907667HzOR0076_0130.dat(4)3.5848*1796/60=107.305HzOR0073_0144.dat(4)OR00712_0156.dat (4)11772IR007_1106.dat (4)B007_1 119.dat(4)4.7135*177

19、2/60=139.20537HzOR0076_1131.dat(4)OR0073_1145.dat(4)OR00712_1158.dat (4)21750IR007_2107.dat (4)B007_2 120.dat(4)4.7135* 1748 /60=131.31997HzOR0076_2132.dat(4)OR0073_2146.dat(4)OR00712_2159.dat (4)31730IR007_3108.dat (4)B007_3 121.dat(4)4.7135*1722/60=135.27745HzOR0076_3133.dat(4)OR0073_3147.dat(4)OR

20、00712_3160.dat (4)0.014"外圈故障包絡譜非常不好（不能用），不知 道什么原因01797IR014_0169.dat (4)B014_0 185.dat(4)4.7135*1796/60=141.09077HzOR0146_0197.dat (4)*11772IR014_1170.dat (4)B014_1 186.dat(4)OR0146_1198.dat (4)3.5848*1772/60=105.87Hz*21750IR014_2171.dat (4)B014_2 187.dat(4)OR0146 2199.dat (4)*31730IR014 3172.d

21、at (4)B014 3 188.dat(4)OR0146 3200.dat (4)*0.021"(可用)01797IR021_0B021_0 222.datOR0216_0OR0213_0246.dat (4)OR02112_0258.dat (4)234.dat （4）最大峰值為轉頻29Hz ,第二大為故障頻209.dat (4)(4)11772IR021_1B021_1 223.datOR0216_1235.dat (4)最大峰值為故障頻OR0213_1247.dat (4)OR02112_1259.dat (4)210.dat (4)(4)21750IR021_2B021_2

22、 224.datOR0216_2236.dat （4）最大峰值為轉頻29Hz ,第二大為故障頻OR0213_2248.dat (4)OR02112_2260.dat (4)211.dat (4)(4)31730IR021_3B021_3 225.datOR0216_3237.dat (4)最大峰值為故障頻OR0213_3249.dat (4)OR02112_3261.dat (4)(4)(實際的故障頻率為4.7135*1729/60=135.827Hz )212.dat (4)0.028"01797IR028_03001.dat (4)B028_0_3005.dat(4)*11772

23、IR028_1B028_1 3006.dat*3002.dat (4)(4)21750IR028_23003.dat (4)B028_2_3007.dat(4)*31730IR028_33004.dat (4)B028_3_3008.dat(4)*3) 48k Drive End Bearing Fault Data : 48K 驅動端故障數(shù)據(jù) * = Data not available 不可用(沒有正常的)FaultDiameterMotor Load (HP) 馬力Approx.MotorSpeed(rpm)Inner RaceBallOuter RacePosition Relativ

24、e to Load Zone (Load Zone Centeredat 6:00)外圈故障峰值都準相對位置負荷區(qū)(負荷區(qū)中心位置在6:00)（故障直徑）電機負載大約電機轉速（內(nèi)圈IR）（可用）（滾動體）Centered6:00（7故障直徑（可 用）：故障頻率最Orthogonal3:00故障頻率最高，但比6點峰值小Opposite12:00故障頻率最高，但 比6點峰值小很高，存在他的倍頻 最高峰值1.3）21故障直徑（內(nèi) 圈有幾個故障頻率求的不準，估計 得去噪，外圈6 點求的較準，最大 峰值在故障頻率 處，幅值為0.5; 3點和12點第二 大的峰值在故障頻率處）很多，就存在一個故障頻率的2

25、倍頻好像，不明顯,最高峰值0.25多，就存在一個故障頻率的2倍頻好像，不明顯，最高峰值0.10.007"(可用)01797IR007_0 109.dat(X109_DE_time ;X109_FE_time ; X109RPM )B007_0122.dat (3)OR0076_0135.dat (3)OR0073_0148.dat (3)OR00712_0161.dat (3)11772IR007_1110.dat (3)B007_1123.dat (3)OR0076_1136.dat (3)OR0073_1149.dat (3)OR00712_1162.dat (3)21750IR

26、007_2111.dat (3)B007_2124.dat (3)OR0076_2137.dat (3)OR0073_2150.dat (3)OR00712_2163.dat (3)31730IR007_3112.dat (3)B007_3125.dat (3)OR0076_3138.dat (3)OR0073_3151.dat (3)OR00712_3164.dat (3)0.014"01797IR014_0174.dat (3)B014_0189.dat (3)OR0146_0201.dat (3)*11772IR014_1175.dat (3)B014_1190.dat (3)

27、OR0146_1202.dat (3)*21750IR014_2176.dat (3)B014_2191.dat (3)OR0146_2203.dat (3)*31730IR014_3177.dat (3)B014_3192.dat (3)OR0146_3204.dat (3)*0.021"（內(nèi)圈有幾 個故障頻率求的不準，估計得去噪，外圈6點求的較 準，最大峰 值在故障頻 率處，幅值為0.5 ; 3點01797IR021_0213.dat (3)B021_0226.dat (3)OR0216_0238.dat (3)OR0213_0250.dat (3)OR02112_0262.da

28、t (3)和12點第 二大的峰值 在故障頻率 處）11772IR021_1214.dat (3)B021_1227.dat (3)OR0216_1239.dat (3)OR0213_1251.dat (3)OR02112_1263.dat (3)21750IR021_2215.dat (3)B021_2228.dat (3)OR0216_2240.dat (3)OR0213_2252.dat (3)OR02112_2264.dat (3)31730IR021_3217.dat (4) 多 X217B021_3229.dat (3)OR0216_3241.dat (3)OR0213_3253.d

29、at (3)OR02112_3265.dat (3)12k Fan End Bearing Fault Data : 12K 風扇端故障數(shù)據(jù)* = Data not available 不可用FaultDiameterMotor Load (HP) 馬力Approx.MotorSpeed (rpm)Inner RaceBallOuter RacePosition Relative to Load Zone (Load Zone Centered at6:00)外圈相對位置負荷區(qū)(負荷區(qū)中心位置在6:00)（故障直徑）電機負載大約電機轉速（內(nèi)圈IR）可用（滾動體）Centered6:00 （風機

30、出現(xiàn)轉頻29Hz峰值最 大，存在他的倍 頻，除了轉頻就是3倍頻最大，也就 是故障頻率！ ！ ！ ?。┛捎肙rthogonal3:00 （幅值非常小，跟正常差不多啊）Opposite12:00 （幅值非常小，跟正常差 不多?。?.007"(可用)01797IR007_0278.dat (4)4.9469*1797/60=148.1597HzB007_0 282.dat(4)3.9874*1797/60=119.42263HzOR0076_0294.dat (4)3.0530*1797/60=91.43735HzOR0073_0298.dat (4)OR00712_0302.dat (4

31、)11772IR007_1279.dat (4)B007_1 283.dat(4)OR0076_1295.dat (4)OR0073_1299.dat (4)3.0530*1772/60=90.1HzOR00712_1305.dat (4)21750IR007_2280.dat (4)B007_2 284.dat(4)OR0076_2296.dat (4)OR0073_2230.dat (4) 300OR00712_2306.dat (4)31730IR007_3281.dat (4)B007_3 285.dat(4)3.9874*1730/60=114.97HzOR0076_3297.dat

32、 (4)3.0530*1730/60=88.02817HzOR0073_3231.dat (4) 301OR00712_3307.dat (4)0.014"01797IR014_0274.dat (4)B014_0 286.dat(4)OR0146_0313.dat (4)估計可用OR0143_0310.dat (4)*11772IR014_1275.dat (4)B014_1 287.dat(4)不能下載*OR0143_1309.dat (4)*21750IR014_2276.dat (4)不能下載B014_2 288.dat(4)*OR0143_2311.dat (4)*3173

33、0IR014_3277.dat (4)B014_3 289.dat(4)*OR0143_3312.dat (4)*0.021"(可用)01797IR021_0270.dat (4) 4.9469*1797/60=148.1597HzB021_0 290.dat(4)OR0216_0315.dat (4)3.0530*1797/60=91.437375Hz! ! !*11772IR021_1271.dat (4)B021_1 291.dat(4)*OR0213_1316.dat (4)*21750IR021_2272.dat (4)B021_2 292.dat(4)*OR0213_23

34、17.dat (4)*31730IR021_3273.dat (4)B021_3 293.dat(4)*OR0213_3318.dat (4)*風扇端軸承故障采樣頻率為12kHz,驅動端軸承故障采樣頻率為12kHz和48kHz軸承的損傷是用電火花加工的單點損傷，損傷直徑分為0.1778mm、0.3556mm、0.5334mm、0.7112mm、1.016mm 五種。SKF軸承用來檢測直徑為0.1778、0.3556、0.5334毫米的損傷，NTN軸承則是用來檢測直徑是0.7112、1.016毫米的損傷。由于外圈損傷的位置是相對固定的，因此損傷點相對于軸承負荷區(qū)的不同位置對電動機/軸承系統(tǒng)的振動

35、響應有直接的影響。為了量化這種影響，驅動端和風扇端軸承外圈的損傷點分別放置在 3點鐘、6點鐘、12點鐘三個不同位置。外滾道故障是固定的，因此，相對于軸承承載區(qū)設置的故障對電動機/軸承系統(tǒng)的振動響應有直接的影3刻度（直接在承載區(qū)），6刻度（與承響。為了量化測試結果，在設置有外圈故障的鼓風端和驅動端軸承的 載區(qū)成90度處）和12刻度處進行了相應的實驗。將加工過的故障軸承重新裝入測試電機中，分別在O、1、2和3馬力的電機負載工況工作條件下記錄振動加速度信號數(shù)據(jù)。利用該實驗臺獲取的正常樣本 8個、外圈損傷樣本53個、內(nèi)圈損傷樣本23個及滾動體損傷樣本11個。美國Case Western Reserve