1、DE - drive end accelerometer data 驱动端加速度数据FE - 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 ，风扇端轴承为SK
2、F6203 ，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
3、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。 205 ( 6205 ) : 205 ISO: 6205 : 22.: . D, mm.: 25mm. D, mm.: 52mm., mm.: 15mm., kg.: 0,12kg. 255215 ( -2, 10-3-2) , . 12000 / 48000 . 12000 / . Matlab. , . , :DE - FE - - - / / 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
4、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: 6205-2RS 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
5、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 Diameter节经 D0.9843（25mm） 2.0472（ 52mm） 0.5906（15mm）0.3126（7.94004mm）（8.181818mm）1.537（39.0398mm）（44.2mm ）故障频率：Defect frequencies: (multiple of running speed in Hz)（转频 Hz 的倍数）Inner Ring内
6、圈Outer Ring外圈Cage Train保持架Rolling Element滚动体5.4152（5.33299）3.5848 0.39828 4.7135Fan 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
7、频率：Defect frequencies: (multiple of running speed in Hz)（转频 Hz 的倍数）Inner Ring内圈Outer Ring外圈Cage Train保持架Rolling Element滚动体4.9469 3.0530 0.3817 3.98742、故障规格：（单位英寸）Bearing：轴承（Drive End：驱动端；Fan End：风机端）Fault Location：故障位置（Inner Raceway：内圈 IR；Outer Raceway：外圈 OR；Ball：滚动体 B）Diameter直径Depth深度Bearing Manuf
8、acturer轴承制造商，公司Drive End Inner Raceway .007 .011 SKFDrive End Inner Raceway .014 .011 SKFDrive End Inner Raceway .021 .011 SKFDrive End Inner Raceway .028 .050 NTNDrive End Outer Raceway .007 .011 SKFDrive End Outer Raceway .014 .011 SKFDrive End Outer Raceway .021 .011 SKFDrive End Outer Raceway .0
9、40 .050 NTNDrive End Ball .007 .011 SKFDrive End Ball .014 .011 SKFDrive End Ball .021 .011 SKFDrive End Ball .028 .150 NTNFan End Inner Raceway .007 .011 SKFFan End Inner Raceway .014 .011 SKFFan End Inner Raceway .021 .011 SKFFan End Outer Raceway .007 .011 SKFFan End Outer Raceway .014 .011 SKFFa
10、n End Outer Raceway .021 .011 SKFFan End Ball .007 .011 SKFFan End Ball .014 .011 SKFFan End Ball .021 .011 SKF2、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） 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
11、据0 1797Normal_0 97.mat（X097_DE_time；X097_FE_time；X097RPM）1 1772 Normal_1 98.mat（X098_DE_time ；X098_FE_time ）2 1750Normal_2 99.mat（ X098_DE_time；X098_FE_time；（X099_DE_time；X099_FE_time）3 1730Normal_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 n
12、ot available：数据不可用Fault DiameterMotor Load (HP)马力Approx. Motor Speed (rpm)Inner Race BallOuter Race Position Relative to Load Zone (Load Zone Centered 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，不知道为啥）Centered6:00（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
13、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？）Orthogonal3:00（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 21 直径故障：这个包络峰值小和 12 点的差不多，很小）Opposite12:00（这个包络峰值小）0.007“（可用）最大峰值为故频率0 1797IR007_0 105.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
14、/60=162.1852Hz） B007_0118.mat （4）4.7135*1796/60=141.0907667HzOR0076_0130.dat （4 ）3.5848*1796/60=107.305HzOR0073_0144.dat （4 ）OR00712_0156.dat （4 ）1 1772IR007_1 106.dat（4 ）B007_1 119.dat （4）OR0076_1 131.dat （4 ）OR0073_1 145.dat （4 ）OR00712_1 158.dat （4 ）4.7135*1772/60=139.20537Hz2 1750IR007_2 107.dat
15、（4 ）B007_2 120.dat （4）4.7135*1748/60=131.31997HzOR0076_2 132.dat （4 ）OR0073_2 146.dat （4 ）OR00712_2 159.dat （4 ）3 1730IR007_3 108.dat（4 ）B007_3 121.dat （4）4.7135*1722/60=135.27745HzOR0076_3 133.dat （4 ）OR0073_3 147.dat （4 ）OR00712_3 160.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0 1797IR014_0169.dat（4 ）B
16、014_0 185.dat（4 ）4.7135*1796/60=141.09077HzOR0146_0 197.dat（4 ） * *1 1772IR014_1170.dat（4 ）B014_1 186.dat（4 ）OR0146_1 198.dat（4 ）3.5848*1772/60=105.87Hz* *2 1750IR014_2171.dat（4 ）B014_2 187.dat（4 ）OR0146_2 199.dat（4 ） * *3 1730IR014_3172.dat（4 ）B014_3 188.dat（4 ）OR0146_3 200.dat（4 ） * *0.021“（可用）0 1
17、797IR021_0 209.dat（4 ）B021_0 222.dat（4 ）OR0216_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 ）1 1772IR021_1210.dat（4 ）B021_1 223.dat（4 ）OR0216_1 235.dat（4 ）最大峰值为故障频OR0213_1 247.dat（4 ）OR02112_1 259.dat（4 ）2 1750IR021_2211.dat（4 ）B021_2 224.dat（4 ）OR0216_2 236.dat（4 ）最大峰值为转频
18、29Hz，第二大为故障频OR0213_2 248.dat（4 ）OR02112_2 260.dat（4 ）3 1730IR021_3212.dat（4 ）B021_3 225.dat（4 ）（实际的故障频率为OR0216_3 237.dat（4 ）最大峰值为故障频OR0213_3 249.dat（4 ）OR02112_3 261.dat（4 ）4.7135*1729/60=135.827Hz）0.028“ 0 1797IR028_03001.dat（4）B028_0 3005.dat（4） * * *1 1772IR028_13002.dat（4）B028_1 3006.dat（4） * *
19、*2 1750IR028_23003.dat（4）B028_2 3007.dat（4） * * *3 1730IR028_33004.dat（4）B028_3 3008.dat（4） * * *3） 48k Drive End Bearing Fault Data：48K 驱动端故障数据 * = Data not available 不可用（没有正常的）Fault DiameterMotor Load (HP)马力Approx. Motor Speed (rpm)Inner Race BallOuter Race Position Relative to Load Zone (Load Zon
20、e Centered at 6:00)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(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，
21、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）0 1797IR007_0 109.dat（X109_DE_time；X109_FE_time；X109RPM）B007_0 122.dat（3）OR0076_0135.dat（3 ）OR0073_0148.dat（3 ）OR00712_0161.dat（3 ）1 1772IR007_1110.dat（3 ）B007_1 123.dat（3）OR0076_1 136.dat（3 ）OR0073_1 149.dat（3 ）OR00712_1 162.dat（3 ）2 1750IR007_2111.dat（3 ）B007
22、_2 124.dat（3）OR0076_2 137.dat（3 ）OR0073_2 150.dat（3 ）OR00712_2 163.dat（3 ）3 1730IR007_3112.dat（3 ）B007_3 125.dat（3）OR0076_3 138.dat（3 ）OR0073_3 151.dat（3 ）OR00712_3 164.dat（3 ）0.014“ 0 1797IR014_0174.dat（3 ）B014_0 189.dat（3）OR0146_0 201.dat（3 ） * *1 1772IR014_1175.dat（3 ）B014_1 190.dat（3）OR0146_1 20
23、2.dat（3 ） * *2 1750IR014_2176.dat（3 ）B014_2 191.dat（3）OR0146_2 203.dat（3 ） * *3 1730IR014_3177.dat（3 ）B014_3 192.dat（3）OR0146_3 204.dat（3 ） * *0.021“（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）0 1797IR021_0213.dat（3 ）B021_0 226.dat（3）OR0216_0 238.dat（3 ）OR0213_0 250.dat（3
24、 ）OR02112_0 262.dat（3 ）1 1772IR021_1214.dat（3 ）B021_1 227.dat（3）OR0216_1 239.dat（3 ）OR0213_1 251.dat（3 ）OR02112_1 263.dat（3 ）2 1750IR021_2215.dat（3 ）B021_2 228.dat（3）OR0216_2 240.dat（3 ）OR0213_2 252.dat（3 ）OR02112_2 264.dat（3 ）3 1730IR021_3217.dat（4 ） 多 X217B021_3 229.dat（3OR0216_3 241.dat（3 ）OR0213
25、_3 253.dat（3 ）OR02112_3 265.dat（3 ）12k Fan End Bearing Fault Data：12K 风扇端故障数据 * = Data not available 不可用Fault DiameterMotor Load (HP)马力Approx. Motor Speed (rpm)Inner Race BallOuter Race Position Relative to Load Zone (Load Zone Centered 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）
26、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）0 1797IR007_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_0 298.dat（4 ）OR00712_0 302
27、.dat（4 ）1 1772IR007_1279.dat（4 ）B007_1 283.dat（4 ）OR0076_1 295.dat（4 ）OR0073_1 299.dat（4 ）3.0530*1772/60=90.1HzOR00712_1 305.dat（4 ）2 1750IR007_2280.dat（4 ）B007_2 284.dat（4 ）OR0076_2 296.dat（4 ）OR0073_2 230.dat（4 ）300OR00712_2 306.dat（4 ）3 1730IR007_3281.dat（4 ）B007_3 285.dat（4 ）3.9874*1730/60=114.9
28、7HzOR0076_3 297.dat（4 ）3.0530*1730/60=88.02817HzOR0073_3 231.dat（4 ）301OR00712_3 307.dat（4 ）0.014“ 0 1797IR014_0274.dat（4 ）B014_0 286.dat（4 ）OR0146_0 313.dat（4 ）估计可用OR0143_0 310.dat（4 ） *1 1772IR014_1275.dat（4 ）B014_1 287.dat（4 ）不能下载*OR0143_1 309.dat（4 ） *2 1750IR014_2276.dat（4 ） 不能下载B014_2 288.dat（
29、4 ） *OR0143_2 311.dat（4 ） *3 1730IR014_3277.dat（4 ）B014_3 289.dat（4 ） *OR0143_3 312.dat（4 ） *0.021“（可用）0 1797IR021_0270.dat（4 ）4.9469*1797/60=148.1597HzB021_0 290.dat（4 ）OR0216_0 315.dat（4 ）3.0530*1797/60=91.437375Hz！* *1 1772IR021_1271.dat（4 ）B021_1 291.dat（4 ） *OR0213_1 316.dat（4 ） *2 1750IR021_22
30、72.dat（4 ）B021_2 292.dat（4 ） *OR0213_2 317.dat（4 ） *3 1730IR021_3273.dat（4 ）B021_3 293.dat（4 ） *OR0213_3 318.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、1.0
31、16 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
32、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Case Western Reserve University电气工程实验室的滚动 轴承故障模拟实验台1. 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), 一个扭矩传感器/ 译码器( 图中间),一个功率测试计(图中右边),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,驱动端轴承型号为SKF 6205,风扇端轴承型号为SKF6203.表1和表2中分别列出了两种轴承的几何 尺寸和各部件的故障频率.表1 轴承几何尺寸(单位mm)型号内圈直径外圈直径厚度滚
33、动体直径节径620317.000239.999911.99906.746228.4988620525.001251.99890.590615.001239.0398表2 轴承各部件故障频率倍数型号内圈外圈保持架滚动体62034.94693.05300.38173.987462055.41523.58480.398284.71352.信号采集将加速度传感器安装在带有磁力基座的机架上.风扇端和驱动端的轴承座上方各放置一个加速度传感器.振动加速度信号由16通道数据记录仪采集得到.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.功率和转速是通过扭矩传感器/译码器测
34、得手动记录得到.实验时的转速包括1730 r/min,1750 r/min,1772 r/min及1797 r/min四种.3.滚动轴承故障设置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.表3为故障说明.表3 故障说明 (所有尺寸单位为 inch,1 inch=25.4mm)
