西儲(chǔ)大學(xué)軸承數(shù)據(jù)解析

1、驅(qū)動(dòng)端加速度數(shù)據(jù)風(fēng)扇端加速度數(shù)據(jù)基座加速度數(shù)據(jù)（正常）時(shí)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(shí)驗(yàn)臺(tái)如圖所示，包括一個(gè)2馬力（1.5KW）的電動(dòng)機(jī)，一個(gè)扭矩傳感器/譯碼器，一個(gè)功率測(cè)試計(jì),還有電子控制器（圖中沒(méi)顯示）。待檢測(cè)的軸承支撐著電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸,驅(qū)動(dòng)端軸承為SKF6205，風(fēng)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(diǎn)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(diǎn)在時(shí)鐘:3點(diǎn)鐘、6點(diǎn)鐘、12點(diǎn)鐘3個(gè)不同位置進(jìn)行設(shè)置。電動(dòng)機(jī)風(fēng)扇端和驅(qū)動(dòng)端的軸承座上方各放置一個(gè)加速度傳感器用來(lái)采集故障軸承的振動(dòng)加速度信號(hào)。振動(dòng)信號(hào)由16通道數(shù)據(jù)記錄儀采集得到，采樣頻率為12kHz,驅(qū)動(dòng)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(guò)扭矩傳感器/譯碼器測(cè)

3、得。數(shù)據(jù)收集的，正常的軸承單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)器和風(fēng)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(dòng)器端軸承實(shí)驗(yàn)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(gè)文件包含風(fēng)扇和驅(qū)動(dòng)器結(jié)束振動(dòng)數(shù)據(jù)，以及電機(jī)轉(zhuǎn)速。對(duì)于所有文件，在變量名顯示下列項(xiàng)目:德-加速度計(jì)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)結(jié)束遠(yuǎn)東-風(fēng)扇結(jié)束加速度數(shù)據(jù)廣管局-加速基礎(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)間-時(shí)間序列數(shù)據(jù)RPM的轉(zhuǎn)速在測(cè)試1、軸承規(guī)格和故障頻率：軸承型號(hào)：Drive-end-bearing:6205-2RSJEMSKF,深溝球軸承（deepgrooveballbearing）；其中：2RS是雙面密封，JEM無(wú)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(dòng)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(dòng)體5.4152(5.33299)3.58480.398284.7135Fanendbearing:6203-2RSJEMSKF深溝球軸承z=8個(gè)規(guī)格：Size:(inches)InsideDiameter內(nèi)圈直徑OutsideDiametnrThickness厚度BallDiameter滾動(dòng)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(dòng)體4.94693.05300.38173.98742、故障規(guī)格：（單位英寸）Bearing：軸承（DriveEnd：驅(qū)動(dòng)端；FanEnd：風(fēng)機(jī)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(dòng)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(dòng)

9、機(jī)機(jī)知傳感器卅碼器圖5滾動(dòng)軸承故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)物圖Fig-5Ballbearingfaultexperimentrig深溝球軸凈2、數(shù)據(jù)（問(wèn)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(jī)負(fù)載（馬力）1馬力（HP英制）=0.7457千瓦（KW）Approx.MotorSpeed(rpm)大約電機(jī)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(dòng)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(duì)位置負(fù)荷區(qū)t（負(fù)荷區(qū)中心位置在6:00）（故障直徑）電機(jī)大約（內(nèi)圈IR）（滾動(dòng)體）CenteredOrthogonalOpposite負(fù)載電機(jī)轉(zhuǎn)速（可用）（和圖上的不同啊，不6:003:0012:00知道為啥）（對(duì)于7直徑故障：這個(gè)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(duì)于21直徑故障：最大峰值有的是轉(zhuǎn)頻29,此時(shí)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(méi)有?。捎茫浚▽?duì)于7直徑故障：這個(gè)包絡(luò)峰值和6點(diǎn)的一樣，挺大，但是故障峰值的倍頻基本沒(méi)有?。?的（可用）對(duì)于2

12、1直徑故障：這個(gè)包絡(luò)峰值小和12點(diǎn)的差不多，很?。ㄟ@個(gè)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(hào)包絡(luò)譜峰值156(實(shí)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(shí)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(dòng)端故障數(shù)據(jù)*=Datanotavailable不可用(沒(méi)有正常的)FaultDiameterMotorLoad(HP)馬力Approx.MotorSpeed(rpm)InnerRaceBallOuterRacePositionRelativetoLoadZone(LoadZoneCenteredat6:00)外圈故障峰值都準(zhǔn)相對(duì)位置負(fù)荷區(qū)（負(fù)荷區(qū)中心位置在6:00）（故障直徑）電機(jī)負(fù)載大約電機(jī)轉(zhuǎn)速

18、（內(nèi)圈IR）（可用）（滾動(dòng)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(gè)故障頻率求的不準(zhǔn)，估計(jì)得去噪，外圈6點(diǎn)求的較準(zhǔn)，最大峰值在故障頻率處，幅值為0.5；3點(diǎn)和12點(diǎn)第二大的峰值在故障頻率處）Orthogonal3:00故障頻率最高，但比6點(diǎn)峰值小很多，就存在一個(gè)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(diǎn)峰值小很多，就存在一個(gè)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(gè)故障頻率求的不準(zhǔn)，01797IR021_0213.dat(3)B021_0226.dat(3)OR0216_0238.dat(3)OR0213_0250.dat(3)OR02112_0262.dat(3)估計(jì)得去噪，外圈6點(diǎn)求的較準(zhǔn)，最大峰值在故障頻率處，幅值為0.5；3點(diǎn)和12點(diǎn)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(fēng)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(duì)位置負(fù)荷區(qū)（負(fù)荷區(qū)中心位置在6:00）（故障直徑）電機(jī)負(fù)載大約電機(jī)轉(zhuǎn)速（內(nèi)圈IR）可用（滾動(dòng)體）Centered6:00（風(fēng)機(jī)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！）可用Orthogonal3:00（幅值非常小，跟正常差不多?。㎡pposite12:00（幅值非常小，跟正常差不多?。?.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(jì)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(fēng)扇端軸承故障采樣頻率為12kHz,驅(qū)動(dòng)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(diǎn)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(lái)檢測(cè)直徑為0.1778、0.3556、0.5334毫米的損傷，NTN軸承則是用來(lái)檢測(cè)直徑是0.7112、1.016毫米的損傷。由于外圈損傷的位置是相對(duì)固定的,因此損傷點(diǎn)相對(duì)于軸承負(fù)荷區(qū)的不同位置對(duì)電動(dòng)機(jī)/軸

28、承系統(tǒng)的振動(dòng)響應(yīng)有直接的影響。為了量化這種影響，驅(qū)動(dòng)端和風(fēng)扇端軸承外圈的損傷點(diǎn)分別放置在3點(diǎn)鐘、6點(diǎn)鐘、12點(diǎn)鐘三個(gè)不同位置。外滾道故障是固定的，因此，相對(duì)于軸承承載區(qū)設(shè)置的故障對(duì)電動(dòng)機(jī)/軸承系統(tǒng)的振動(dòng)響應(yīng)有直接的影響。為了量化測(cè)試結(jié)果，在設(shè)置有外圈故障的鼓風(fēng)端和驅(qū)動(dòng)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(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。將加工過(guò)的故障軸承重新裝入測(cè)試電機(jī)中，分別在O、1、2和3馬力的電機(jī)負(fù)載工況工作條件下記錄振動(dòng)加速度信號(hào)數(shù)據(jù)。利用該實(shí)驗(yàn)臺(tái)獲取的正常樣本8個(gè)、外圈損傷樣本53個(gè)、內(nèi)圈損傷樣本23個(gè)及滾動(dòng)體損傷樣本11個(gè)美國(guó)CaseWesternReserveUniversity電氣工程實(shí)驗(yàn)室的滾動(dòng)軸承故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)I. 實(shí)驗(yàn)臺(tái)說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)設(shè)備如圖1所示,實(shí)驗(yàn)臺(tái)包括一個(gè)2馬力的電動(dòng)機(jī)（圖中左邊