西储大学轴承数据解析

1、驱动端加速度数据DE - drive end accelerometer dataFE - fan end accelerometer data风扇端加速度数据BA - base accelerometer data基座加速度数据（正常）time - time series data时间序列数据RPM- rpm during testing每秒钟多少转，除以 60 为旋转频率该实验台如图 所示 ,包括一个 2 马力（ 1.5KW）的电动机 ，一个扭矩传感器 / 译码器 ，一个功率测试计 还有电子控制器 （图中没显示 ） 。待检测的轴承支撑着电动机的转轴 ,驱动端轴承为 SKF6205 ， 风扇

2、端轴承为 SKF6203 ，下 表中分别列出了两种轴承的几何尺寸 和各部件的 故障频率 。轴承用电火花加工 单点 损伤，损伤直径分为（0.007 英寸=7 mils =0.177 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 ，轴承外 圈的损伤点在时钟 :3 点钟、 6 点钟、 12 点钟 3 个不同位置进行设置。电动机风扇端和驱动端的轴承座上 方各放置一个加速度传感

3、器用来采集故障轴承的振动加速度信号。振动信号由 16 通道数据记录仪采集得 到，采样频率为 12 kHz ，驱动端轴承故障 还包含采样频率为 48 kHz 的数据。功率和转速通过扭矩传感器 / 译 码器测得。数据收集的， 正常的轴承单点驱动器和风扇月底结束的缺陷。 数据收集在 12,000 次/秒和48,000次/驱动器端轴承实验秒。 所有球迷端轴承数 据收集 12,000次/秒。数据文件在 Matlab 格式。每个文件包含风扇和驱动器结束振动数据，以及电机转速。对于所有文件，在变量名显示下列项目： 德 - 加速度计数据驱动结束 远东 - 风扇结束加速度数据 广管局 - 加速基础数据 时间 -

4、 时间序列数据RPM 的转速在测试1、轴承规格和故障频率：轴承型号： Drive end bearing : 6205-2RS JEM SKF ，深沟球轴承（ deep groove ball bearing）；其中： 2RS 是双面密封， JEM 无意义， SKF （Svenska Kullager-Fabriken）是斯凯孚 公司（总部所在地 :瑞典哥德堡），NTN是日本公司。Z=9规格： Size : （inches） （英寸）Inside Diameter内圈直径Outside Diameter外圈直径Thickness厚度Ball Diameter 滚动体直径 dPitch Diam

5、eter 节经 D0.9843 （ 25mm ）2.0472 （ 52mm ）0.5906 （ 15mm ）0.3126 （ 7.94004mm ） （ 8.181818mm ）1.537 （ 39.0398mm ） （ 44.2mm ）1 英寸=25.4mm1 米制马力 （马力 ）=735.49875 瓦故障频率： Defect frequencies: （multiple of running speed in Hz）（转速 Hz 的倍数）Inner Ring 内圈Outer Ring 外圈Cage Train 保持架Rolling Element滚动体5.4152( 5.33299 )3

6、.58480.398284.7135Fan end bearing : 6203-2RS JEM SKF 深沟球轴承 z=8 个 规格： Size: (inches)Inside Diameter 内圈直径Outside Diameter外圈直接Thickness厚度Ball Diameter滚动体直径Pitch Diameter节经0.6693 ( 17mm )1.5748 ( 40mm )0.4724 ( 12mm )0.2656 ( 6.7462mm )1.122 (28.4988mm )故障频率： Defect frequencies: (multiple of running spe

7、ed in Hz)(转速 Hz 的倍数)Inner RingOuter RingCage TrainRolling Element内圈外圈保持架滚动体4.94693.05300.38173.98742、故障规格：（单位英寸）Bearing( Drive End Fan End ：轴承：驱动端；风机端）Fault Location：故障位置( Inner Raceway ： 内圈 IR ；Diameter直径Depth深度Bearing Manufacturer轴承制造商，公司Outer Raceway：外圈 OR ；Ball ：滚动体 B）Drive EndInner Raceway.007.

8、011SKFDrive EndInner Raceway.014.011SKFDrive EndInner Raceway.021.011SKFDrive EndInner Raceway.028.050NTNDrive EndOuter Raceway.007.011SKFDrive EndOuter Raceway.014.011SKFDrive EndOuter Raceway.021.011SKFDrive EndOuter Raceway.040.050NTNDrive EndBall.007.011SKFDrive EndBall.014.011SKFDrive EndBall.0

9、21.011SKFDrive EndBall.028.150NTNFan EndInner Raceway.007.011SKFFan EndInner Raceway.014.011SKFFan EndInner Raceway.021.011SKFFan EndOuter Raceway.007.011SKFFan EndOuter Raceway.014.011SKFFan EndOuter Raceway.021.011SKFFan EndBall.007.011SKFFan EndBall.014.011SKFFan EndBall.021.011SKF2、数据 （问题出现故障频率的

10、倍频是什么原因，出现旋转频率的倍频是什么原因（旋转频率的三倍频恰 好是故障频率）1 ) Normal Baseline Data:正常基座数据Motor Load （HP） 电机负载（马力）1 马力 （HP 英制 ）=0.7457 千瓦 （KW）Approx. Motor Speed (rpm) 大约电机转速Normal Baseline Data 正常基座数据01797Normal_0 97.mat ( X097_DE_time；X097_FE_time；X097RPM )11772Normal_1 98.mat ( X098_DE_time；X098_FE_time)21750Normal

11、_2 99.mat ( X098_DE_time； X098_FE_time；( X099_DE_time； X099_FE_time)31730Normal_3 100.mat ( X100_DE_time ；X100_FE_time ；X100RPM )2 ) 12k Drive End Bearing Fault Data ： 12K 驱动端故障数据* = Data not available：数据不可用FaultDiameterMotorLoad (HP) 马力Approx. Motor Speed (rpm)Inner RaceBallOuter RacePosition Relat

12、ive to Load Zone (Load ZoneCentered at 6:00)外圈相对位置负荷区(负荷区中心位置在 6:00 )（ 故障直径 ）电机负载大约电机转速（ 内圈 IR） （可用）（滚动体）（和图上的不同啊， 不Centered6:00Orthogonal3:00Opposite12:00知道为啥）（对于 7 直径故障：（对于 7 直径（这个包络峰值这个包络的最大峰值故障：这个包络小）为故障频率，并且故峰值和 6 点的障峰值的倍频多）一样，挺大，但（可用）是故障峰值的（对于 21 直径故障：倍频基本没最大峰值有的是转频有！）29 ，此时第二大是故7 的（可用）障频率；有的是

13、故障对于 21 直径故频率，故障峰值的倍障：这个包络峰频基本没有！ ！）值小和 12 点的（可用？）差不多，很小）IR007_0 105.mat（ X105_DE_time ；（15000:17999）X105_FE_time ；0.007X105_BA_time ；B007_0OR0076_0（可用）118.mat（4）130.dat （ 4 ）OR0073_0OR00712_0最大峰值为01797X105RPM ）4.7135*1796/60=3.5848 *1796/60=144.dat （ 4）156.dat（4）原始信号包络谱峰值故频率141.0907667Hz107.305Hz15

14、6（实际的故障频率为：5.4152*1797/60=162.1852Hz ）B007_1119.datIR007_1（4）OR0076_1OR0073_1OR00712_111772106.dat （4 ）4.7135*1772 /60=131.dat （ 4 ）145.dat （ 4）158.dat（4）139.20537HzB007_2120.datIR007_2（4）OR0076_2OR0073_2OR00712_221750107.dat （4 ）4.7135*1748 /60=132.dat （ 4 ）146.dat （ 4）159.dat（4）131.31997HzB007_312

15、1.datIR007_3（4）OR0076_3OR0073_3OR00712_331730108.dat （4 ）4.7135*1722 /60=133.dat （ 4 ）147.dat （ 4）160.dat（4）135.27745Hz0.014外圈故障 包B014 0185.dat络谱非常不IR014 0（4）OR0146 0好（不能01797*169.dat （4 ）4.7135*1796 /60=197.dat （4 ）用），不知141.09077Hz道什么原因11772IR014 1B014_1 186.datOR0146 1*198.dat （4 ）3.5848 * 1772 /6

16、0=105.87Hz170.dat （4 ）（4）21750IR014 2B014_2 187.datOR0146_2199.dat （4 ）*171.dat （4 ）（4）31730IR014 3B014_3 188.datOR0146 3*172.dat （4 ）（4）200.dat （4 ）0.021（可用）01797IR021 0B021_0 222.datOR0216 0 234.dat （4 ） 最大峰值为转频 29Hz ，第二大为故 障频OR0213_0 246.dat （ 4 ）OR02112_0 258.dat （ 4 ）209.dat （4 ）（4）11772IR021 1

17、B021_1 223.datOR0216 1 235.dat （4 ） 最大峰值为故障频OR0213_1 247.dat （ 4 ）OR02112_1 259.dat （ 4 ）210.dat （4 ）（4）21750IR021 2 211.dat （4 ）B021_2 224.dat（4）OR0216 2 236.dat （4 ） 最大峰值为转频 29Hz ，第二大为故 障频OR0213_2 248.dat （ 4 ）OR02112_2 260.dat （ 4 ）31730IR021 3212.dat （4 ）B021_3 225.datOR0216 3 237.dat （4 ） 最大峰值为

18、故障频OR0213 3 249.dat （ 4 ）OR02112 3 261.dat （ 4 ）（4） （实际的故障频率为 4.7135 *1729/60= 135.827Hz ）0.02801797IR028 03001.dat （ 4）B028_0 3005.dat（4）*11772IR028 13002.dat （ 4）B028_1 3006.dat（4）*21750IR028 23003.dat （ 4）B028_2 3007.dat（4）*31730IR028 3B028_3 3008.dat（4）*3004.dat （ 4）48K 驱动端故障数据 * = Data not avai

19、lableFaultDiameterMotorLoad （HP） 马力Approx. Motor Speed （rpm）Inner RaceBallOuter RacePosition Relative to Load Zone （Load ZoneCentered at 6:00）外圈3 ） 48k Drive End Bearing Fault Data不可用 （没有正常的）故障峰值都准相对位置负荷区（负荷区中心位置在 6:00 ）（ 故障直径 ）电机负载大约电机转速（ 内圈 IR）（可用）（滚动体）Centered 6:00（7 故障直径（可 用） ：故障频率 最高，存在他的 倍频最高峰

20、值1.3 ） 21 故障直径 （内 圈有几个故障频 率求的不准，估 计得去噪，外圈 6 点求的较准，最 大峰值在故障频 率处，幅值为 0.5 ； 3 点和 12 点第二大的峰值 在故障频率处）Orthogonal3:00 故障频率最高， 但比 6 点峰值 小很多，就存在 一个故障频率 的 2 倍频好像， 不明显 ， 最 高 峰 值 0.25Opposite 12:00 故障频率最高，但 比 6 点峰值小很 多，就存在一个故 障频率的 2 倍频好 像，不明显，最高峰值 0.10.007（可用）01797IR007_0 109.dat（ X109_DE_time ；X109_FE_time ； X

21、109RPM ）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）31730

22、IR007_3112.dat （ 3 ）B007_3125.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）*3173

23、0IR014_3177.dat （ 3 ）B014_3192.dat （3 ）OR0146_3204.dat （ 3）*0.021（内圈有几 个故障频率 求的不准，01797IR021_0213.dat （ 3 ）B021_0226.dat （3 ）OR0216_0238.dat （ 3）OR0213_0250.dat （3 ）OR02112_0262.dat （ 3）估计得去 噪，外圈 6点求的较 准，最大峰 值在故障频 率处，幅值 为 0.5 ； 3 点和 12 点 第二大的峰 值在故障频 率处）11772IR021_1214.dat （ 3 ）B021_1227.dat （3 ）OR02

24、16_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.dat （3 ）OR02112_3265.dat （ 3）12k Fan End Bearing Fault Da

25、ta： 12K 风扇端故障数据 * = Data not available 不可用FaultDiameterMotorLoad （HP） 马力Approx. Motor Speed （rpm）Inner RaceBallOuter RacePosition Relative to Load Zone （Load ZoneCentered at 6:00）外圈相对位置负荷区（负荷区中心位置在 6:00 ）（ 故障直径 ）电机负载大约电机转速（ 内圈 IR） 可用（滚动体）Centered 6:00 （风机出现转 频 29Hz 峰值最大， 存在他的倍频，除了 转频就是 3 倍频最 大，也就是故障

26、频 率！） 可用Orthogonal 3:00 （幅值非常 小，跟正常差不多啊）Opposite 12:00 （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_0 282.dat （4）3.9874* 1797/60=119.42263HzOR0076_0 294.dat （4 ） 3.0530 *1797/60= 91.43735HzOR0073_0298.dat （4 ）OR00712_0302.dat （4 ）11772IR007_1279.dat （ 4 ）B007_1

27、 283.dat（4）OR0076_1295.dat （4 ）OR0073_1 299.dat （4 ） 3.0530 *1772/60= 90.1HzOR00712_1305.dat （4 ）21750IR007 2B007 2 284.datOR0076 2OR0073 2OR00712 2280.dat（4）（4）296.dat（4）230.dat （4 ）300306.dat （4）B007_3285.datOR0076_3IR007_3（4）297.dat（4）OR0073_3OR00712_331730281.dat（4）3.9874*1730/60=3.0530 *1730/60

28、=231.dat （4 ）301307.dat （4）114.97Hz88.02817HzOR0146_0IR014_0B014_0286.datOR0143_00.01401797274.dat（4）（4）313.dat（4）310.dat （4 ）估计可用B014_1287.datIR014_1OR0143_111772275.dat（4）（4）309.dat （4 ）不能下载IR014_2（ 4） 不能B014_2288.datOR0143_221750276.dat（4）*311.dat （4 ）*下载IR014_3B014_3289.datOR0143_331730277.dat（4

29、）（4）*312.dat （4 ）*OR0216_0IR021_0315.dat（4）0.02101797270.dat（4）B021_0290.dat3.0530 *1797/60=*（可用）4.9469*1797/60=（4）91.437375Hz148.1597Hz！IR021_1B021_1291.datOR0213_111772271.dat（4）（4）*316.dat （4 ）*IR021_2B021_2292.datOR0213_221750272.dat（4）（4）*317.dat （4 ）*IR021_3B021_3293.datOR0213_331730273.dat（4）

30、（4）318.dat （4 ）风扇端轴承故障采样频率为 12kHz ，驱动端轴承故障采样频率为 12kHz 和 48kHz轴承的损伤是用电火花加工的单点损伤，损伤直径分为0.1778mm 、 0.3556mm 、 0.5334mm、0.7112mm 、1.016mm 五种。 SKF 轴承用来检测直径为 0.1778、0.3556、0.5334 毫米的损伤， NTN 轴承则是用来检测直 径是 0.7112、 1.016 毫米的损伤。由于外圈损伤的位置是相对固定的，因此损伤点相对于轴承负荷区的不 同位置对电动机 /轴承系统的振动响应有直接的影响。 为了量化这种影响， 驱动端和风扇端轴承外圈的损伤 点分别放置在 3 点钟、 6 点钟、 12 点钟三个不同位置。外滚道故障是固定的， 因此， 相对于轴承承载区设置的故障对电动机/轴承系统的振动响应有直接的影响。为了量化测试结果，在设置有外圈故障的鼓风端和驱动端轴承的3 刻度（直接在承载区 ），6刻度 （与承载区成 90 度处）和 12 刻度处进行了相应的实验。将加工过的故障轴承重新装入测试电机中，分别在 O、1、2 和 3 马力的电机负载工况工作条件下记录振动加速度信号数据。利用该实验台获取的正常样本 8 个、外圈损伤样本 53