西储大学轴承数据解析

1、驱动端加速度数据风扇端加速度数据基座加速度数据（正常）时间序列数据每秒钟多少转，除以60为旋转频率DE-driveendaccelerometerdataFE-fanendaccelerometerdataBA-baseaccelerometerdatatime-timeseriesdataRPM-rpmduringtesting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。

2、轴承用电火花加工单点损伤，损伤直径分为（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，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12kHz,驱动端轴承故障还包含采样频率为48kHz的数据。功率和转速通过扭矩传感器/译码器测

3、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-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:6205-2RSJEMSKF,深沟球轴承（deepgrooveballbearing）；其中：2RS是双面密封，JEM无意义，SKF（Svens

4、kaKullager-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)InsideDiameter内圈直径OutsideDiameterThickness厚度BallDiameter滚动体直径dPitchDiameter节经D外圈直径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米制马力（马力）=735.49875瓦故障频率：Defectfrequencies:(mul

5、tipleofrunningspeedinHz)(转速Hz的倍数)InnerRing内圈OuterRing外圈CageTrain保持架RollingElement滚动体5.4152(5.33299)3.58480.398284.7135Fanendbearing:6203-2RSJEMSKF深沟球轴承z=8个规格：Size:(inches)InsideDiameter内圈直径OutsideDiametnrThickness厚度BallDiameter滚动体直径PitchDiameter节经Pie-L.外圈直接0.6693(17mm)1.5748(40mm)0.4724(12mm)0.2656(

6、6.7462mm)1.122(28.4988mm)故障频率：Defectfrequencies:(multipleofrunningspeedjnHz)(转速Hz的倍数)InnerRing内圈OuterRing外圈CageTrain保持架RollingElement滚动体4.94693.05300.38173.98742、故障规格：（单位英寸）Bearing：轴承（DriveEnd：驱动端；FanEnd：风机端）FaultLocation:故障位置Diameter直径Depth深度BearingManufacturer轴承制造商，公司(InnerRaceway：OuterRaceway：外圈O

7、R；内圈IR；Ball：滚动体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屯动

9、机机知传感器卅码器图5滚动轴承故障模拟实验台实物图Fig-5Ballbearingfaultexperimentrig深沟球轴净2、数据（问题出现故障频率的倍频是什么原因，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)NormalBaselineData:正吊基座数据MotorLoad（HP）电机负载（马力）1马力（HP英制）=0.7457千瓦（KW）Approx.MotorSpeed(rpm)大约电机转速NormalBaselineData正常基座数据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驱动端故障数据*=Datanotavailable：数据不可用FaultDiameterMotorLoad(HP)马力Approx.MotorSpeed(rpm)InnerRaceBallOuterRacePositi

11、onRelativetoLoadZone(LoadZoneCenteredat6:00)外圈相对位置负荷区t（负荷区中心位置在6:00）（故障直径）电机大约（内圈IR）（滚动体）CenteredOrthogonalOpposite负载电机转速（可用）（和图上的不同啊，不6:003:0012:00知道为啥）（对于7直径故障：这个包络的最大峰值为故障频率，并且故障峰值的倍频多）（可用）（对于21直径故障：最大峰值有的是转频29,此时第二大是故障频率；有的是故障频率，故障峰值的倍频基本没有！）（可用？）（对于7直径故障：这个包络峰值和6点的一样，挺大，但是故障峰值的倍频基本没有！）7的（可用）对于2

12、1直径故障：这个包络峰值小和12点的差不多，很小）（这个包络峰值小）0.007（可用）最大峰值为故频率01797IR007_0105.mat(X105_DE_time；(15000:17999)X105_FE_time；X105_BA_time；X105RPM)原始信号包络谱峰值156(实际的故障频率为：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外圈故障包络谱非常不好（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)最大峰值为转频29Hz,第二大为故障频209.dat(4)(4)11772IR0211B021_1223.dat(4)OR02161OR0213_1247.dat(4)OR02112_1259.dat(4)235.dat(4)最大峰值为故障频210.dat(4)21750IR0212224.dat(4)OR0216

16、2236.dat(4)最大峰值为转频29Hz，第二大为故障频OR0213_2248.dat(4)OR02112_2260.dat(4)211.dat(4)31730IR0213B0213225.dat(4)(实际的故障频率为4.7135*1729/60=135.827Hz)OR02163OR02133249.dat(4)OR021123261.dat(4)237.dat(4)最大峰值为故障频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驱动端故障数据*=Datanotavailable不可用(没有正常的)FaultDiameterMotorLoad(HP)马力Approx.MotorSpeed(rpm)InnerRaceBallOuterRacePositionRelativetoLoadZone(LoadZoneCenteredat6:00)外圈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

18、（内圈IR）（可用）（滚动体）Centered6:00（7故障直径（可用）：故障频率最高，存在他的倍频最高峰值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0.25Opposite12:00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_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、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）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风扇端故障数据*=Datanotavailable不可用FaultDiameterMotorLoad（HP）马力Approx.MotorSpeed（rpm）InnerRaceBallOuterRacePositionRelativetoLoadZone（L

23、oadZoneCenteredat6:00）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）Centered6:00（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，也就是故障频率！）可用Orthogonal3:00（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）估计可用OR0143_0310.dat（4）*11772IR014_1275.dat（4）B014_1287.dat（4）不能下载*OR0143_1309.dat（4）*21750IR014_2276.dat（4）不能下载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）*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

28、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个、内圈损伤样本23个及滚动体损伤样本11个美国CaseWesternReserveUniversity电气工程实验室的滚动轴承故障模拟实验台I. 实验台说明本实验设备如图1所示,实验台包括一个2马力的电动机（图中左边