case.edu 凯斯学院网站
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该网站提供正常和故障轴承的球轴承测试数据。
实验使用 2 hp Reliance Electric 电机进行,并在靠近和远离电机轴承的位置测量加速度数据。这些网页的独特之处在于,每个实验都仔细记录了电机的实际测试条件以及轴承故障状态。
使用电火花加工 (EDM) 为电机轴承植入故障。在内滚道、滚动体(即滚珠)和外滚道处分别引入直径为0.007英寸至0.040英寸的故障。将故障轴承重新安装到测试电机中,并记录 0 至 3 马力电机负载(电机速度为 1797 至 1720 RPM)的振动数据。
项目历史
为了验证新技术、理论和工艺,通常需要进行实验。启动这些电机轴承实验是为了表征 IQ PreAlert 的性能,IQ PreAlert 是罗克韦尔开发的电机轴承状态评估系统。从最初的推动力开始,实验程序已经扩展到提供运动性能数据库,该数据库可用于验证和/或改进许多运动状况评估技术。最近或正在使用该数据库的一些项目包括:Winsnode 状态评估技术、基于模型的诊断技术和电机速度确定算法。
设备
如上图 1所示 ,测试台由 2 马力电机(左)、扭矩传感器/编码器(中)、测功机(右)和控制电子设备(未显示)组成。测试轴承支撑电机轴。使用电火花加工将单点故障引入测试轴承,故障直径为 7 密尔、14 密尔、21 密尔、28 密尔和 40 密尔(1 密尔=0.001 英寸)。有关故障深度,请参阅 故障规范 。SKF 轴承用于 7、14 和 21 mil 直径的故障,NTN 等效轴承用于 28 mil 和 40 mil 的故障。驱动端和风扇端轴承规格,包括轴承几何形状和缺陷频率,列于 轴承规格中。
使用加速度计收集振动数据,加速度计通过磁性底座固定在外壳上。加速度计放置在电机外壳驱动端和风扇端的 12 点钟位置。在一些实验中,加速度计也连接到电机支撑基板上。使用 16 通道 DAT 记录仪收集振动信号,并在 Matlab 环境中进行后处理。所有数据文件均为 Matlab (*.mat) 格式。以每秒 12,000 个样本的速度收集数字数据,并以每秒 48,000 个样本的速度收集驱动端轴承故障的数据。使用扭矩传感器/编码器收集速度和马力数据并手动记录。
外滚道故障是静态故障,因此故障相对于轴承负载区的位置对电机/轴承系统的振动响应有直接影响。为了量化这种影响,对风扇和驱动端轴承进行了实验,外滚道故障位于 3 点钟(直接位于负载区)、6 点钟(与负载区正交)和12点
故障规范
故障说明
轴承 | 故障定位 | 直径 | 深度 | 轴承制造商 |
驱动端 | 内滚道 | .007 | .011 | 斯凯孚 |
驱动端 | 内滚道 | .014 | .011 | 斯凯孚 |
驱动端 | 内滚道 | .021 | .011 | 斯凯孚 |
驱动端 | 内滚道 | .028 | .050 | NTN |
驱动端 | 外滚道 | .007 | .011 | 斯凯孚 |
驱动端 | 外滚道 | .014 | .011 | 斯凯孚 |
驱动端 | 外滚道 | .021 | .011 | 斯凯孚 |
驱动端 | 外滚道 | .040 | .050 | NTN |
驱动端 | 球 | .007 | .011 | 斯凯孚 |
驱动端 | 球 | .014 | .011 | 斯凯孚 |
驱动端 | 球 | .021 | .011 | 斯凯孚 |
驱动端 | 球 | .028 | .150 | NTN |
风扇端 | 内滚道 | .007 | .011 | 斯凯孚 |
风扇端 | 内滚道 | .014 | .011 | 斯凯孚 |
风扇端 | 内滚道 | .021 | .011 | 斯凯孚 |
风扇端 | 外滚道 | .007 | .011 | 斯凯孚 |
风扇端 | 外滚道 | .014 | .011 | 斯凯孚 |
风扇端 | 外滚道 | .021 | .011 | 斯凯孚 |
风扇端 | 球 | .007 | .011 | 斯凯孚 |
风扇端 | 球 | .014 | .011 | 斯凯孚 |
风扇端 | 球 | .021 | .011 | 斯凯孚 |
(所有尺寸均以英寸为单位)
轴承信息
驱动端轴承:6205-2RS JEM SKF,深沟球轴承
尺寸:(英寸) 内径外径厚度球直径节径0.98432.04720.59060.31261.537 |
缺陷频率:(运行速度的倍数,单位 为 Hz) 内环外环笼式火车滚动体5.41523.58480.398284.7135 |
风扇端轴承:6203-2RS JEM SKF,深沟球轴承
尺寸:(英寸) 内径外径厚度球直径节径0.66931.57480.47240.26561.122 |
缺陷频率:(运行速度的倍数,单位 为 Hz) 内环外环笼式火车滚动体4.94693.05300.38173.9874 |
下载数据文件
收集正常轴承、单点驱动端和风扇端缺陷的数据。驱动端轴承实验的数据采集速度为 12,000 个样本/秒和 48,000 个样本/秒。所有风扇端轴承数据均以 12,000 个样本/秒的速度收集。
数据文件为 Matlab 格式。每个文件包含风扇和驱动端振动数据以及电机转速。对于所有文件,变量名中的以下项目表示:
DE – 驱动端加速度计数据
FE – 风扇端加速度计数据
BA – 基础加速度计数据
time – 时间序列数据
RPM – 测试期间的转速
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