西儲大學軸承數(shù)據(jù)解析

1、驅(qū)動端加速度數(shù)據(jù)風扇端加速度數(shù)據(jù)基座加速度數(shù)據(jù)（正常）時間序列數(shù)據(jù)每秒鐘多少轉(zhuǎn)，除以60為旋轉(zhuǎn)頻率DE-driveendaccelerometerdataFE-fanendaccelerometerdataBA-baseaccelerometerdatatime-timeseriesdataRPM-rpmduringtesting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(zhuǎn)軸,驅(qū)動端軸承為SKF6205，風扇端軸承為SKF6203，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。

2、軸承用電火花加工單點損傷，損傷直徑分為（0.007英寸=7mils=0.1778mm，0.014英寸=14mils=0.3556mm，0.021英寸=21mils=0.5334mm，0.028英寸=28mils=1.016mm，0.04英寸=40mils=1.016mm（l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(shè)置。電動機風扇端和驅(qū)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。振動信號由16通道數(shù)據(jù)記錄儀采集得到，采樣頻率為12kHz,驅(qū)動端軸承故障還包含采樣頻率為48kHz的數(shù)據(jù)。功率和轉(zhuǎn)速通過扭矩傳感器/譯碼器測

3、得。數(shù)據(jù)收集的，正常的軸承單點驅(qū)動器和風扇月底結(jié)束的缺陷。數(shù)據(jù)收集在12,000次/秒和48,000次/驅(qū)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(qū)動器結(jié)束振動數(shù)據(jù)，以及電機轉(zhuǎn)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(qū)動結(jié)束遠東-風扇結(jié)束加速度數(shù)據(jù)廣管局-加速基礎(chǔ)數(shù)據(jù)時間-時間序列數(shù)據(jù)RPM的轉(zhuǎn)速在測試1、軸承規(guī)格和故障頻率：軸承型號：Drive-end-bearing:6205-2RSJEMSKF,深溝球軸承（deepgrooveballbearing）；其中：2RS是雙面密封，JEM無意義，SKF（Svens

4、kaKullager-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規(guī)格：Size:(inches)(英寸)InsideDiameter內(nèi)圈直徑OutsideDiameterThickness厚度BallDiameter滾動體直徑dPitchDiameter節(jié)經(jīng)D外圈直徑0.9843(25mm)2.0472(52mm)0.5906(15mm)0.3126(7.94004mm)(8.181818mm)1.537(39.0398mm)(44.2mm)1英寸=25.4mm1米制馬力（馬力）=735.49875瓦故障頻率：Defectfrequencies:(mul

5、tipleofrunningspeedinHz)(轉(zhuǎn)速Hz的倍數(shù))InnerRing內(nèi)圈OuterRing外圈CageTrain保持架RollingElement滾動體5.4152(5.33299)3.58480.398284.7135Fanendbearing:6203-2RSJEMSKF深溝球軸承z=8個規(guī)格：Size:(inches)InsideDiameter內(nèi)圈直徑OutsideDiametnrThickness厚度BallDiameter滾動體直徑PitchDiameter節(jié)經(jīng)Pie-L.外圈直接0.6693(17mm)1.5748(40mm)0.4724(12mm)0.2656(

6、6.7462mm)1.122(28.4988mm)故障頻率：Defectfrequencies:(multipleofrunningspeedjnHz)(轉(zhuǎn)速Hz的倍數(shù))InnerRing內(nèi)圈OuterRing外圈CageTrain保持架RollingElement滾動體4.94693.05300.38173.98742、故障規(guī)格：（單位英寸）Bearing：軸承（DriveEnd：驅(qū)動端；FanEnd：風機端）FaultLocation:故障位置Diameter直徑Depth深度BearingManufacturer軸承制造商，公司(InnerRaceway：OuterRaceway：外圈O

7、R；內(nèi)圈IR；Ball：滾動體B）DriveEndInnerRaceway.007.011SKFDriveEndInnerRaceway.014.011SKFDriveEndInnerRaceway.021.011SKFDriveEndInnerRaceway.028.050NTNDriveEndOuterRaceway.007.011SKFDriveEndOuterRaceway.014.011SKFDriveEndOuterRaceway.021.011SKFDriveEndOuterRaceway.040.050NTNDriveEndBall.007.011SKFDriveEndBall

8、.014.011SKFDriveEndBall.021.011SKFDriveEndBall.028.150NTNFanEndInnerRaceway.007.011SKFFanEndInnerRaceway.014.011SKFFanEndInnerRaceway.021.011SKFFanEndOuterRaceway.007.011SKFFanEndOuterRaceway.014.011SKFFanEndOuterRaceway.021.011SKFFanEndBall.007.011SKFFanEndBall.014.011SKFFanEndBall.021.011SKF示功器n屯動

9、機機知傳感器卅碼器圖5滾動軸承故障模擬實驗臺實物圖Fig-5Ballbearingfaultexperimentrig深溝球軸凈2、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(zhuǎn)頻率的倍頻是什么原因（旋轉(zhuǎn)頻率的三倍頻恰好是故障頻率）1)NormalBaselineData:正吊基座數(shù)據(jù)MotorLoad（HP）電機負載（馬力）1馬力（HP英制）=0.7457千瓦（KW）Approx.MotorSpeed(rpm)大約電機轉(zhuǎn)速NormalBaselineData正?；鶖?shù)據(jù)01797Normal097.mat(X097DEtime；X097FEtime；X097RPM)11772Normal_

10、198.mat(X098_DE_time；X098_FE_time)21750Normal_299.mat(X098_DE_time；X098_FE_time；(X099DEtime；X099FEtime)31730Normal_3100.mat(X100_DE_time；X100_FE_time；X100RPM)2)12kDriveEndBearingFaultData：12K驅(qū)動端故障數(shù)據(jù)*=Datanotavailable：數(shù)據(jù)不可用FaultDiameterMotorLoad(HP)馬力Approx.MotorSpeed(rpm)InnerRaceBallOuterRacePositi

11、onRelativetoLoadZone(LoadZoneCenteredat6:00)外圈相對位置負荷區(qū)t（負荷區(qū)中心位置在6:00）（故障直徑）電機大約（內(nèi)圈IR）（滾動體）CenteredOrthogonalOpposite負載電機轉(zhuǎn)速（可用）（和圖上的不同啊，不6:003:0012:00知道為啥）（對于7直徑故障：這個包絡(luò)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(zhuǎn)頻29,此時第二大是故障頻率；有的是故障頻率，故障峰值的倍頻基本沒有！）（可用？）（對于7直徑故障：這個包絡(luò)峰值和6點的一樣，挺大，但是故障峰值的倍頻基本沒有?。?的（可用）對于2

12、1直徑故障：這個包絡(luò)峰值小和12點的差不多，很?。ㄟ@個包絡(luò)峰值小）0.007（可用）最大峰值為故頻率01797IR007_0105.mat(X105_DE_time；(15000:17999)X105_FE_time；X105_BA_time；X105RPM)原始信號包絡(luò)譜峰值156(實際的故障頻率為：5.4152*1797/60=162.1852Hz)B007_0118.mat(4)4.7135*1796/60=141.0907667HzOR0O76_0130.dat(4)3.5848*1796/60=107.305HzOR0073_0144.dat(4)OR00712_0156.dat(

13、4)11772IR007_1106.dat(4)B007_1119.dat(4)4.7135*1772/60=139.20537HzOR0076_1131.dat(4)OR0073_1145.dat(4)OR00712_1158.dat(4)21750IR007_2107.dat(4)B007_2120.dat(4)4.7135*1748/60=131.31997HzOR0076_2132.dat(4)OR0073_2146.dat(4)OR00712_2159.dat(4)31730IR007_3108.dat(4)B007_3121.dat(4)4.7135*1722/60=135.277

14、45HzOR0076_3133.dat(4)OR0073_3147.dat(4)OR00712_3160.dat(4)0.014外圈故障包絡(luò)譜非常不好（不能用），不知道什么原因01797IR014_0169.dat(4)B014_0185.dat(4)4.7135*1796/60=141.09077HzOR0146_0197.dat(4)*11772IR0141B014_1186.dat(4)OR01461*198.dat(4)3.5848*1772/60=105.87Hz170.dat(4)21750IR0142B0142187datOR01462*171.dat(4)(4)199.dat(

15、4)31730IR0143172.dat(4)B014_3188.dat(4)OR01463*200.dat(4)0.021(可用)01797IR0210B0210222datOR02160OR0213_0246.dat(4)OR02112_0258.dat(4)234.dat(4)最大峰值為轉(zhuǎn)頻29Hz,第二大為故障頻209.dat(4)(4)11772IR0211B021_1223.dat(4)OR02161OR0213_1247.dat(4)OR02112_1259.dat(4)235.dat(4)最大峰值為故障頻210.dat(4)21750IR0212224.dat(4)OR0216

16、2236.dat(4)最大峰值為轉(zhuǎn)頻29Hz，第二大為故障頻OR0213_2248.dat(4)OR02112_2260.dat(4)211.dat(4)31730IR0213B0213225.dat(4)(實際的故障頻率為4.7135*1729/60=135.827Hz)OR02163OR02133249.dat(4)OR021123261.dat(4)237.dat(4)最大峰值為故障頻212.dat(4)0.02801797IR0280B02803005.dat(4)*3001.dat(4)11772IR0281B02813006dat*3002.dat(4)(4)21750IR0282

17、B02823007dat*3003.dat(4)(4)31730IR0283B02833008dat*3004.dat(4)(4)3)48kDriveEndBearingFaultData：48K驅(qū)動端故障數(shù)據(jù)*=Datanotavailable不可用(沒有正常的)FaultDiameterMotorLoad(HP)馬力Approx.MotorSpeed(rpm)InnerRaceBallOuterRacePositionRelativetoLoadZone(LoadZoneCenteredat6:00)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(zhuǎn)速

18、（內(nèi)圈IR）（可用）（滾動體）Centered6:00（7故障直徑（可用）：故障頻率最高，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）Orthogonal3:00故障頻率最高，但比6點峰值小很多，就存在一個故障頻率的2倍頻好像，不明顯，最高峰值0.25Opposite12:00故障頻率最高，但比6點峰值小很多，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_0109.dat(X109_DE_time；X109_FE_ti

19、me；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)21750IR007_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.

20、dat(3)OR0076_3138.dat(3)OR0073_3151.dat(3)OR00712_3164.dat(3)0.01401797IR014_0174.dat(3)B014_0189.dat(3)OR0146_0201.dat(3)*11772IR014_1175.dat(3)B014_1190.dat(3)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（

21、內(nèi)圈有幾個故障頻率求的不準，01797IR021_0213.dat(3)B021_0226.dat(3)OR0216_0238.dat(3)OR0213_0250.dat(3)OR02112_0262.dat(3)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）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_224

22、0.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.dat（3）OR02112_3265.dat（3）12kFanEndBearingFaultData：12K風扇端故障數(shù)據(jù)*=Datanotavailable不可用FaultDiameterMotorLoad（HP）馬力Approx.MotorSpeed（rpm）InnerRaceBallOuterRacePositionRelativetoLoadZone（L

23、oadZoneCenteredat6:00）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(zhuǎn)速（內(nèi)圈IR）可用（滾動體）Centered6:00（風機出現(xiàn)轉(zhuǎn)頻29Hz峰值最大，存在他的倍頻，除了轉(zhuǎn)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?。㎡pposite12:00（幅值非常小，跟正常差不多啊）0.007（可用）01797IR007_0278.dat（4）4.9469*1797/60=148.1597HzB007_0282.dat（4）3.9874*1797/60=119.42263HzOR0076_0294.d

24、at（4）3.0530*1797/60=91.43735HzOR0073_0298.dat（4）OR00712_0302.dat（4）11772IR007_1279.dat（4）B007_1283.dat（4）OR0076_1295.dat（4）OR0073_1299.dat（4）3.0530*1772/60=90.1HzOR00712_1305.dat（4）21750IR007_2B007_2284.datOR0076_2OR0073_2OR00712_2280.dat（4）（4）296.dat（4）230.dat（4）300306.dat（4）31730IR007_3281.dat（4）B

25、007_3285.dat（4）3.9874*1730/60=114.97HzOR0076_3297.dat（4）3.0530*1730/60=88.02817HzOR0073_3231.dat（4）301OR00712_3307.dat（4）0.01401797IR014_0274.dat（4）B014_0286.dat（4）OR0146_0313.dat（4）估計可用OR0143_0310.dat（4）*11772IR014_1275.dat（4）B014_1287.dat（4）不能下載*OR0143_1309.dat（4）*21750IR014_2276.dat（4）不能下載B014_22

26、88.dat（4）*OR0143_2311.dat（4）*31730IR014_3277.dat（4）B014_3289.dat（4）*OR0143_3312.dat（4）*0.021（可用）01797IR021_O270.dat（4）4.9469*1797/60=148.1597HzB021_0290.dat（4）OR0216_0315.dat（4）3.0530*1797/60=91.437375Hz!*11772IR021_1271.dat（4）B021_1291.dat（4）*OR0213_1316.dat（4）*21750IR021_2272.dat（4）B021_2292.dat（4

27、）*OR0213_2317.dat（4）*31730IR021_3273.dat（4）B021_3293.dat（4）*OR0213_3318.dat（4）*風扇端軸承故障采樣頻率為12kHz,驅(qū)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

28、承系統(tǒng)的振動響應(yīng)有直接的影響。為了量化這種影響，驅(qū)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(shè)置的故障對電動機/軸承系統(tǒng)的振動響應(yīng)有直接的影響。為了量化測試結(jié)果，在設(shè)置有外圈故障的鼓風端和驅(qū)動端軸承的3刻度（直接在承載區(qū)），6刻度（與承載區(qū)成90度處）和12刻度處進行了相應(yīng)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CaseWesternReserveUniversity電氣工程實驗室的滾動軸承故障模擬實驗臺I. 實驗臺說明本實驗設(shè)備如圖1所示,實驗臺包括一個2馬力的電動機（圖中左邊