帕德伯恩大学轴承数据集（PU）介绍

一、帕德伯恩大学轴承数据集

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从帕德伯恩大学获得的PU数据集是一个6203轴承数据集，包括人为诱发的和真实的损害。采用压电加速度计采集轴承座的振动信号，采样频率为64 kHz。通过改变驱动系统的转速，测试轴承上的径向力，以及驱动系统上的负载扭矩，PU数据集由四种运行条件组成。

故障类别说明

每个压缩包内都有一个轴承故障说明文件，如下所示：

ISO 15243给出了轴承损坏和失效分类的方法。将损伤分为六种主要损伤模式及其子模式。六种主要的损伤模式是:疲劳、磨损、腐蚀、电侵蚀、塑性变形、断裂和开裂。作者提供了一个分类标准，标准分为四个主要类别，前三种提供关于轴承的信息，第四种提供关于损伤的详细信息。根据这些标准，可以为任何损坏的轴承创建一个详细的轮廓(或情况说明书)。

• 第一组“一般信息”的标准根据每个轴承系列的标准命名轴承类型和标准化代码。
• 第二组“制造商特定信息”中的标准给出了关于轴承内部几何形状和参数的信息，因为这些不是标准化的。因此，这些参数因制造商而异。特别是对于CM，这些参数是重要，当基于模型的方法是使用，例如，几何需要计算特征频率。
• 第三类标准“应用专用信息”以清晰识别代码的形式列出了个人轴承的具体信息以及有关作业地点和相应作业条件的信息。这一信息对于帮助查明工业应用中的损坏原因尤其有价值。进一步在本文中，每个特定轴承的四位数代码用于识别。它由两个字母和两个数字组成，如KA01、KB23。
• 第四组损伤本身根据ISO 15243(2010)的类型和亚型进行描述，位置、损伤形状和损伤如何发生的。如果一个轴承有不止一个损伤，则重复最后一组的标准以获得所有发生损伤的详细和完整描述。

二、关于损伤描述

2.1 损伤组合：

该标准描述了根据损伤症状发生的组合损伤或重复损伤。这对于真正的损害是很重要的，而不是简单的单点损害。它由以下三种选择来描述:

• 单一损伤 :滚动轴承的单一组件受到单一损伤的影响，例如内圈上的单一点蚀。
• 重复损伤:相同的损伤症状在同一轴承部件的几个地方重复出现，例如内圈滚道上的几个非连续点蚀。
• 多重损伤:轴承出现不同的损伤症状或不同轴承部件出现相同的损伤症状。这个选项可能包括重复损害。

2.2 重复和多重损伤的安排:

该标准表征了用于重复和多个损伤的每个组件（例如，内圈）上的损伤症状的排列（见上文）。此标准由以下选项描述：

• 常规：损害症状在组件上以常规模式进行复发。
• 随机：随机分布局部损害症状。
• 没有重复：损坏只发生一次，此标准不适用。

2.3 几何尺寸

根据在VDI 3832（2013）中引用的方向，损坏的损坏的几何尺寸描述了损坏的长度，宽度和深度，并在图中描绘。

2.4 损伤程度

损坏程度描述了归一化水平损坏的大小，它们与轴承尺寸无关。该水平基于损坏的长度，因为这是CM以cm输出的信号输出的确定因素以及机器操作员的角度来损坏的强度。为此，计算相对于音高周长的长度的百分比，然后根据表分配到五个水平。

2.5损伤特征

损害的特征分为单点和分布式损伤。对于这些组之间的清晰且容易分割，将分隔值设置为滚动元件的直径，比较损坏长度。这保证了对于单点缺陷，只有一个滚动元件与所有情况下的损坏有关，并且与轴承尺寸相比，损坏的程度很小。

数据集损伤类别

总共进行了32种不同轴承的实验：12个轴承，具有人为损坏的轴承，14个轴承从加速寿命试验中损坏（见表4和表5）。此外，具有6个健康轴承和不同操作时间的实验作为参考状态，如表7所示。

三、人为损坏轴承

3.1 最常用的人为损伤制造方法是：

• 电气放电加工（EDM）产生的沟槽(Niknam, Thomas, Hines, & Sawhney, 2013), (Villwock, 2007; Yang, Mathew, & Ma, 2005; Zoubek, Villwock, & Pacas, 2008), (Niknam et al., 2013; Patil, Mathew, Rajendrakumar, & Desai, 2010)
• 钻孔进入环：孔径，方向和位置取决于轴承类型和尺寸。 （Amirat，Choqueuse，＆Benbouzid，2013;Blödt等，2008; Djeddi等，2007; Silva＆Cardoso，2005; Zarei＆Poshtan，2009）
  使用的人工损坏是由三种不同方法引起的：

3.2 本数据集使用的人工损坏是由三种不同方法引起的

• 电放电加工electrical discharge machining (EDM)（滚动方向长度为0.25毫米的沟槽和深度为1-2 mm）
• 钻孔drilling （直径：0.9 mm，2 mm，3毫米）
• 手动电动雕刻（损坏长度从1-4毫米）manual electric engraving
  
  

四、通过加速寿命试验产生真正的轴承损坏样本

使用真实轴承损坏的测量数据测试和开发CM方法有两个选项：测量真实或科学试验台中的轴承损坏。

• 33种损坏在18个轴承中识别出在寿命试验中使用的108个轴承的测试量