1、美國(guó)Case Western Reserve University電氣工程實(shí)驗(yàn)室的滾動(dòng)軸承故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)1. 實(shí)驗(yàn)臺(tái)說明本實(shí)驗(yàn)設(shè)備如圖1所示，實(shí)驗(yàn)臺(tái)包括一個(gè)2馬力的電動(dòng)機(jī)（圖中左邊），一個(gè)扭矩傳感器/譯碼器（圖中間），一個(gè)功率測(cè)試計(jì)（圖中右邊），還有電子控制器（圖中沒顯示）。待檢測(cè)的軸承支撐著電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸，驅(qū)動(dòng)端軸承型號(hào)為SKF6205,風(fēng)扇端軸承型號(hào)為SKF6203。表1和表2中分別列出了兩種軸承的幾何尺寸和各部件的故障頻率。圖6 滾動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái) 表1 軸承幾何尺寸（單位mm）型號(hào)內(nèi)圈直徑外圈直徑厚度滾動(dòng)體直徑節(jié)徑620317.000239.999911.99906.746228.49886

2、20525.001251.99890.590615.001239.0398表2 軸承各部件故障頻率倍數(shù)型號(hào)內(nèi)圈外圈保持架滾動(dòng)體62034.94693.05300.38173.987462055.41523.58480.398284.71352信號(hào)采集將加速度傳感器安裝在帶有磁力基座的機(jī)架上。風(fēng)扇端和驅(qū)動(dòng)端的軸承座上方各放置一個(gè)加速度傳感器。振動(dòng)加速度信號(hào)由16通道數(shù)據(jù)記錄儀采集得到。風(fēng)扇端軸承故障采樣頻率為12kHz，驅(qū)動(dòng)端軸承故障采樣頻率為12kHz 和48kHz。功率和轉(zhuǎn)速是通過扭矩傳感器/譯碼器測(cè)得手動(dòng)記錄得到。實(shí)驗(yàn)時(shí)的轉(zhuǎn)速包括1730 r/min，1750 r/min，1772 r/m

3、in及1797 r/min四種。3滾動(dòng)軸承故障設(shè)置軸承的損傷是用電火花加工的單點(diǎn)損傷，損傷直徑分為0.1778mm、0.3556mm、0.5334mm、0.7112mm、1.016mm五種。SKF軸承用來檢測(cè)直徑為0.1778、0.3556、0.5334毫米的損傷， NTN軸承則是用來檢測(cè)直徑是0.7112、1.016毫米的損傷。由于外圈損傷的位置是相對(duì)固定的，因此損傷點(diǎn)相對(duì)于軸承負(fù)荷區(qū)的不同位置對(duì)電動(dòng)機(jī)/軸承系統(tǒng)的振動(dòng)響應(yīng)有直接的影響。為了量化這種影響，驅(qū)動(dòng)端和風(fēng)扇端軸承外圈的損傷點(diǎn)分別放置在3點(diǎn)鐘、6點(diǎn)鐘、12點(diǎn)鐘三個(gè)不同位置。表3為故障說明。表3 故障說明 （所有尺寸單位為inch，1

4、inch=25.4mm）BearingFault LocationDiameterDepthBearing ManufacturerDrive EndInner Raceway.007.011SKFDrive EndInner Raceway.014.011SKFDrive EndInner Raceway.021.011SKFDrive EndInner Raceway.028.050NTNDrive EndOuter Raceway.007.011SKFDrive EndOuter Raceway.014.011SKFDrive EndOuter Raceway.021.011SKFDri

5、ve EndOuter Raceway.040.050NTNDrive EndBall.007.011SKFDrive EndBall.014.011SKFDrive EndBall.021.011SKFDrive EndBall.028.150NTNFan EndInner Raceway.007.011SKFFan EndInner Raceway.014.011SKFFan EndInner Raceway.021.011SKFFan EndOuter Raceway.007.011SKFFan EndOuter Raceway.014.011SKFFan EndOuter Racewa