CWRU滚动轴承数据集简介
西储大学滚动轴承数据集简介
本文主要参考西储大学提供的官方数据介绍文件
附滚动轴承数据集免费下载链接：CWRU_BearingData
https://download.csdn.net/download/Adonisyc/85445800?spm=1001.2014.3001.5503
滚动轴承故障实验基础
· 试验台简介
轴承故障测试实验台
上图为西储大学滚动轴承故障测试试验台，该试验台主要由四个部分组成：2马力电动机（上图左侧）、扭矩传感器/译码器（上图中间）、功率测试计（上图右侧）和一个电子控制器（图中未显示）。其中待检测的轴承连接着电动机的转轴，驱动端轴承型号为SKF6205,风扇端轴承型号为SKF6203。
· 故障轴承简介
轴承上的故障点均由人工加工而成，其直径分为5种：7 mils, 14 mils, 21 mils, 28 mils, 和40 mils (1 mil=0.001 inches)。SKF轴承用于直径为7、14和21mils的故障，NTN等效轴承用于直径为28mils和40mils的故障。 外滚道故障是静止故障，因此相对于轴承负载区的故障位置直接影响电机/轴承系统的振动响应。为了量化这种影响，对位于3点钟（直接位于负荷区）、6点钟（与负荷区正交）和12点钟的风扇和驱动端轴承的外滚道故障进行了试验。轴承规格中列出了驱动端和风扇端轴承规格，包括轴承几何结构和缺陷频率。
· 数据采集方法
振动数据是使用加速计收集的，加速计用磁性底座固定在壳体上。加速计放置在电机壳体驱动端和风扇端的12点钟位置。在一些实验中，加速计也连接到电机支撑底板上。振动信号采用16通道DAT记录仪采集，并在Matlab环境下进行处理后，所有数据文件均为Matlab（*.mat）格式。以每秒12000个样本的速度采集驱动端及风扇端数据，并以每秒48000个样本的速度采集驱动端轴承故障数据。使用扭矩传感器/编码器收集速度和马力数据，并手动记录。
数据集介绍
数据集所包含文件夹
该次实验分别在 12000个样本/秒 和 48000个样本/秒 的速度下，采集了正常轴承信号和（单点）驱动端故障信号数据，以 12000个样本/秒 的速度收集所有风扇端故障信号数据。数据文件采用Matlab（*.mat）格式。每个文件都包含风扇和驱动端振动数据以及电机转速。
文件中变量名称含义如下：
DE - 驱动端加速计数据
FE - 风扇端加速计数据
BA - 基础加速计数据
time - 时间序列数据
RPM - 测试期间的RPM文件“Normal Baseline Data”存储的是正常数据：
| 电动机负荷（HP） | 电动机转速（RPM） | 正常轴承基线数据 |
|---|---|---|
| 0 | 1797 | Normal_0(97.mat） |
| 1 | 1772 | Normal_1(98.mat) |
| 2 | 1750 | Normal_2(99.mat) |
| 3 | 1730 | Normal_3(100.mat) |
文件“12k Drive End Bearing Fault Data”存储的是12000采样下驱动端故障数据：
| Fault Diameter |
Motor Load (HP) |
Approx. Motor Speed (rpm) |
Inner Race |
Ball |
Outer Race |
||
| Centered |
Orthogonal |
Opposite |
|||||
| 0.007" |
0 |
1797 |
105.mat |
118.mat |
130.mat |
144.mat |
156.mat |
| 1 |
1772 |
106.mat |
119.mat |
131.mat |
145.mat |
158.mat |
|
| 2 |
1750 |
107.mat |
120.mat |
132.mat |
146.mat |
159.mat |
|
| 3 |
1730 |
108.mat |
121.mat |
133.mat |
147.mat |
160.mat |
|
| 0.014" |
0 |
1797 |
169.mat |
185.mat |
197.mat |
* |
* |
| 1 |
1772 |
170.mat |
186.mat |
198.mat |
* |
* |
|
| 2 |
1750 |
171.mat |
187.mat |
199.mat |
* |
* |
|
| 3 |
1730 |
172.mat |
188.mat |
200.mat |
* |
* |
|
| 0.021" |
0 |
1797 |
209.mat |
222.mat |
234.mat |
246.mat |
258.mat |
| 1 |
1772 |
210.mat |
223.mat |
235.mat |
247.mat |
259.mat |
|
| 2 |
1750 |
211.mat |
224.mat |
236.mat |
248.mat |
260.mat |
|
| 3 |
1730 |
212.mat |
225.mat |
237.mat |
249.mat |
261.mat |
|
| 0.028" |
0 |
1797 |
3001.mat |
3005.mat |
* |
* |
* |
| 1 |
1772 |
3002.mat |
3006.mat |
* |
* |
* |
|
| 2 |
1750 |
3003.mat |
3007.mat |
* |
* |
* |
|
| 3 |
1730 |
3004.mat |
3008.mat |
* |
* |
* |
|
文件“48k Drive End Bearing Fault Data”存储的是48000采样下驱动端故障数据：
| Fault Diameter |
Motor Load (HP) |
Approx. Motor Speed (rpm) |
Inner Race |
Ball |
Outer Race |
||
| Centered |
Orthogonal |
Opposite |
|||||
| 0.007" |
0 |
1797 |
109.mat |
122.mat |
135.mat |
148.mat |
161.mat |
| 1 |
1772 |
110.mat |
123.mat |
136.mat |
149.mat |
162.mat |
|
| 2 |
1750 |
111.mat |
124.mat |
137.mat |
150.mat |
163.mat |
|
| 3 |
1730 |
112.mat |
125.mat |
138.mat |
151.mat |
164.mat |
|
| 0.014" |
0 |
1797 |
174.mat |
189.mat |
201.mat |
* |
* |
| 1 |
1772 |
175.mat |
190.mat |
202.mat |
* |
* |
|
| 2 |
1750 |
176.mat |
191.mat |
203.mat |
* |
* |
|
| 3 |
1730 |
177.mat |
192.mat |
204.mat |
* |
* |
|
| 0.021" |
0 |
1797 |
213.mat |
226.mat |
238.mat |
250.mat |
262.mat |
| 1 |
1772 |
214.mat |
227.mat |
239.mat |
251.mat |
263.mat |
|
| 2 |
1750 |
215.mat |
228.mat |
240.mat |
252.mat |
264.mat |
|
| 3 |
1730 |
217.mat |
229.mat |
241.mat |
253.mat |
265.mat |
|
文件“12k Fan End Bearing Fault Data”存储的是12000采样下风扇端故障数据：
| Fault Diameter |
Motor Load (HP) |
Approx. Motor Speed (rpm) |
Inner Race |
Ball |
Outer Race |
||
| Centered |
Orthogonal |
Opposite |
|||||
| 0.007" |
0 |
1797 |
278.mat |
282.mat |
294.mat |
298.mat |
302.mat |
| 1 |
1772 |
279.mat |
283.mat |
295.mat |
299.mat |
305.mat |
|
| 2 |
1750 |
280.mat |
284.mat |
296.mat |
300.mat |
306.mat |
|
| 3 |
1730 |
281.mat |
285.mat |
297.mat |
301.mat |
307.mat |
|
| 0.014" |
0 |
1797 |
274.mat |
286.mat |
313.mat |
310.mat |
* |
| 1 |
1772 |
275.mat |
287.mat |
* |
309.mat |
* |
|
| 2 |
1750 |
276.mat |
288.mat |
* |
311.mat |
* |
|
| 3 |
1730 |
277.mat |
289.mat |
* |
312.mat |
* |
|
| 0.021" |
0 |
1797 |
270.mat |
290.mat |
315.mat |
* |
* |
| 1 |
1772 |
271.mat |
291.mat |
* |
316.mat |
* |
|
| 2 |
1750 |
272.mat |
292.mat |
* |
317.mat |
* |
|
| 3 |
1730 |
273.mat |
293.mat |
* |
318.mat |
* |
|
附录
# 转自官方参考文件
· 故障规格
| Bearing |
Fault Location |
Diameter |
Depth |
Bearing Manufacturer |
| Drive End |
Inner Raceway |
.007 |
.011 |
SKF |
| Drive End |
Inner Raceway |
.014 |
.011 |
SKF |
| Drive End |
Inner Raceway |
.021 |
.011 |
SKF |
| Drive End |
Inner Raceway |
.028 |
.050 |
NTN |
| Drive End |
Outer Raceway |
.007 |
.011 |
SKF |
| Drive End |
Outer Raceway |
.014 |
.011 |
SKF |
| Drive End |
Outer Raceway |
.021 |
.011 |
SKF |
| Drive End |
Outer Raceway |
.028 |
.050 |
NTN |
| Drive End |
Ball |
.007 |
.011 |
SKF |
| Drive End |
Ball |
.014 |
.011 |
SKF |
| Drive End |
Ball |
.021 |
.011 |
SKF |
| Drive End |
Ball |
.028 |
.050 |
NTN |
| Fan End |
Inner Raceway |
.007 |
.011 |
SKF |
| Fan End |
Inner Raceway |
.014 |
.011 |
SKF |
| Fan End |
Inner Raceway |
.021 |
.011 |
SKF |
| Fan End |
Outer Raceway |
.007 |
.011 |
SKF |
| Fan End |
Outer Raceway |
.014 |
.011 |
SKF |
| Fan End |
Outer Raceway |
.021 |
.011 |
SKF |
| Fan End |
Ball |
.007 |
.011 |
SKF |
| Fan End |
Ball |
.014 |
.011 |
SKF |
| Fan End |
Ball |
.021 |
.011 |
SKF |
· 驱动端轴承规格(inches) # 6205-2RS JEM-SKF
| Inside Diameter |
Outside Diameter |
Thickness |
Ball Diameter |
Pitch Diameter |
| 0.9843 |
2.0472 |
0.5906 |
0.3126 |
1.537 |
· 风扇端轴承规格(inches) # 6203-2RS JEM-SKF
| Inside Diameter |
Outside Diameter |
Thickness |
Ball Diameter |
Pitch Diameter |
| 0.6693 |
1.5748 |
0.4724 |
0.2656 |
1.122 |