HUSTgearbox 数据集

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👉更具体的介绍请见: HUSTgearbox-dataset

一、数据集概述

本数据集包含在 30种不同工况(包括恒定转速和变转速)下,齿轮箱在 3种不同健康状态 下采集的振动信号。该数据集为公开数据集,任何人均可用于验证齿轮箱故障诊断算法。若在研究中使用本数据集,请引用以下论文:

Chao Zhao, Enrico Zio, Weiming Shen,
Domain Generalization for Cross-Domain Fault Diagnosis: an Application-oriented Perspective and a Benchmark Study,
Reliability Engineering and System Safety, 2024
DOI: https://doi.org/10.1016/j.ress.2024.109964


二、实验简介

1. 齿轮箱实验平台

齿轮箱故障实验基于 Spectra-Quest 机械故障模拟器 搭建(见图1)。

在这里插入图片描述

实验台从左到右依次包括:

  • 转速控制器
  • 电机
  • 加速度传感器
  • 齿轮箱
  • 数据采集板

在这里插入图片描述

齿轮箱包含三种健康状态(见图2):

  1. 正常(Normal)
  2. 断齿(Broken tooth)
  3. 缺齿(Missing tooth)

⚠️ 注意:所有故障均为人工预设故障


2. 被测试齿轮箱参数

在这里插入图片描述

图3展示了实验使用的齿轮箱,其具体参数如下:

  • 传动比:1.5:1
  • 型号:Hub City M2
  • 齿轮节锥角:56°19′
  • 小齿轮节锥角:33°41′
  • 压力角:20°(齿轮与小齿轮)
  • 材料:锻钢
  • 齿侧间隙:0.001–0.005 英寸
  • 小齿轮分度圆直径:1.125 英寸
  • 齿轮分度圆直径:1.6875 英寸
  • 小齿轮齿数:18
  • 齿轮齿数:27
  • 小齿轮轴承:NSK 6202(1个)
  • 齿轮轴承:2个

3. 工况设置

实验共设置 30种工况,由以下组合构成:

  • 5种负载
  • 6种转速
(1)负载条件
  • 0 Nm
  • 0.113 Nm
  • 0.226 Nm
  • 0.339 Nm
  • 0.452 Nm
(2)转速条件
  • 20 Hz
  • 25 Hz
  • 30 Hz
  • 35 Hz
  • 40 Hz
  • 0–40–0 Hz(变转速,见图4)

在这里插入图片描述

转速由转速控制器调节,负载由负载控制装置调节(见图5)。


4. 采样设置

  • 采样频率:25.6 kHz
  • 每次采样点数:262,144 点(约 10.2 秒)

数据文件说明: 第二列表示转速,但由于采集时为恒速,该列无实际意义,可忽略 ,实际转速以文件名为准


5. 传感器与采集系统

  • 使用三向加速度传感器进行数据采集(见图7)
  • 传感器型号见图8
  • 信号采集参数见图9

三、数据集详情

  • 原始数据共 90个文件

    • 3种健康状态 × 30种工况
  • 文件格式:TEXT

文件命名规则示例

B_20_1 表示:

  • B:断齿故障(Broken tooth)
  • 20:转速 20 Hz
  • 1:负载等级(1 × 0.113 Nm)

健康状态标记说明

  • H:健康(Healthy)
  • B:断齿(Broken tooth)
  • M:缺齿(Missing tooth)

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