JP2654964B2 - 軸受監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は軸受監視装置に関するものであり、特に比較
的長い搬送距離を受持つベルトコンベア等の搬送装置に
おける複数の軸受の遠隔作動監視を軸受温度に基づいて
行なう軸受監視装置に関するものである。

［従来の技術］ 例えばセメント工場等では多数のプーリーを配列して
比較的長いベルトコンベアラインを設置しているが、こ
のようなコンベアラインは、多くの場合に連続運転で用
いられるので、各プーリーの軸受の破損によるトラブル
発生防止が保守メンテナンス上で重要視されている。

従来の軸受監視は、目視による外観チェック、触診に
よる過熱チェック、ハンマリングによる聴音チェック、
定期的に軸受ケースを開いて行なう分解点検チェック、
温度計を当てての測温チェック等々であり、いずれも作
業員が現場に出向いて行なっていた。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の軸受監視では、作業員が個々の軸受の設置場所
まで出向いて一つ一つチェックしなければならなかった
ので、多数の軸受を頻繁にチェックすることはできず、
また稼動中の装置に近寄って作業をすることが多かった
ので少なからず危険を伴うものであった。更に従来のチ
ェックでは多くが作業員の感覚と経験に頼っており、結
果が一過性のものであって、それまでの軸受の状態の経
過が把握しにくく、従って故障などの予測と適切な事前
処置の対策が事実とれないという問題点があった。

本発明は前述の問題点を解決しようとするものであ
り、稼動中の軸受の連続的な温度監視によって豊富な測
定データーを入手すると共に保守作業の合理化を図り、
測定データーの経時的なグラフ化を容易化することによ
り傾向的に裏付けのある分析情報を得て保守の正確性を
向上し、各軸受毎に設定された温度範囲を超えた際の警
報発生を可能にすることにより保守の迅速化と事故未然
防止を達成し、更には測定データーの蓄積をも可能にし
て総合的なデーター分析にも対処できるようにした軸受
監視装置を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の軸受監視装置では、回転軸の両端の軸受に取
付けられた一対のセンサーを含み、複数の軸受の温度を
各々検出する複数のセンサーと、各センサーの検出信号
を予め定められた時間間隔で取り込んでデジタル信号形
式の温度データとして逐次一括して送り出す変換送出手
段と、前記温度データを受け取るたびに各センサー毎の
測定温度の一覧を視覚情報の形で逐次出力する集中温度
監視手段と、前記温度データに基づいて各センサー毎に
温度変化が予め定められた各センサー毎の正常作動温度
範囲内にあるか否かを検出するとともに、前記一対のセ
ンサー相互間の前記温度データの差の大きさに基づいて
異常を検出する異常検出手段と、前記時間間隔で逐次受
け取られる前記温度データに基づいてセンサー毎の経時
的な温度変化を記録する記録手段とを備えたことによっ
て前述の課題を達成している。

また前記異常検出手段が異常を検出したときに警報を
発する警報手段を更に備えていてもよい。

本発明は多数のプーリーを配列したベルトコンベアの
軸受監視に好適であり、この場合、ベルトコンベアを構
成する複数のプーリーの回転軸の両端の軸受に夫々前記
センサーが取付けられる。

また本発明は、ベルトコンベア以外の例えばローラー
テーブルのような搬送装置には勿論、その他の比較的長
時間連続稼動される各種機械装置の回転軸の軸受監視に
広範に適用可能である。

［作 用］ 本発明の軸受監視装置は、軸受の温度上昇を計測する
ことでその原因となっている軸受異常、たとえば潤滑不
良やベアリング調整不良或は片荷等の負荷ブランス不良
等を監視するものである。すなわち、複数の軸受の個々
に取付けられた各センサーは夫々の軸受の温度を各々検
出しており、この検出温度は、例えば付近に設置された
筐体内の変換送出手段によって電気信号の形で取り出さ
れる。各センサーの検出信号は、例えば一時間置きのよ
うに、予め定められた時間間隔で走査されて変換送出手
段に取り込まれ、そこでデジタル信号形式に変換されて
温度データとして前記時間間隔毎に逐次一括して例えば
離れた位置にある監視装置本体に送り出される。監視装
置本体側では、集中温度監視手段が前記温度データを受
け取るたびに各センサー毎の測定温度の一覧を例えばCR
T表示装置やプリンタなどによって視覚情報の形で逐次
出力する。またこの温度データは異常検出手段によって
内部記憶情報と比較され、各センサー毎に前記温度変化
が予め定められた各センサー毎の正常作動温度範囲にあ
るか否かが検出される。前記記録手段は、例えば磁気デ
ィスクのような記録媒体上に、前記時間間隔で逐次受け
取られる前記温度データに基づいて各センサー毎の経時
的な温度変化を次々に記録する。記録手段に保存された
経時的な温度データは、例えばプロッタプリンタ等によ
って時間軸上の温度変化としてグラフ化でき、或は同様
に作表可能である。

本発明の軸受監視装置では、例えば一時間毎の視覚情
報出力で常時監視を行なうことができ、異常発生の早期
発見が可能であると共に、異常があれば直ちに警報を発
するようにすることも可能である。また前日分のプリン
トアウトを毎朝チェックすることで、監視対象の全ての
軸受の前日の作動経緯を把握することができ、始業前の
保守作業の効率向上を果たすこともできる。更に記録デ
ータからグラフを得ることにより対象設備の軸受群の傾
向管理も可能であり、例えばグリスアップの時機の予測
やベアリング設置位置調整の温度による適正基準の確立
も実現できる。尚、例えばベルトコンベア等でプーリー
回転軸の両端の温度を一対のセンサーで測定し、得られ
た対の温度データを相互に比較することで一層確実な異
常検出ができ、例えば、そのプーリーにかかる荷重の偏
りをその方向と共に検出することも可能である。

本発明の実施例を図面と共に説明すれば以下の通りで
ある。

［実施例］ 第１図に本発明をベルトコンベアに適用した場合の一
実施例に係る軸受監視装置の構成がブロック図で示さ
れ、第2A,2B図には適用対象であるベルトコンベアにお
ける温度検出センサーの配置個所が例示されている。

この実施例の装置は、複数の温度センサー１〜20と、
ブランチボックス100と、伝送ケーブル200と、監視装置
本体300とから基本的に構成されている。

温度センサー１〜20は、第2Aおよび2B図に示すよう
に、ベルトコンベアの複数のプーリーP1〜P10の両端の
軸受の例えばピローブロックなどに各々取付けられてそ
の温度を電気信号の形でブランチボックス100に送るも
のであり、プーリーP1にはセンサー１と11、プーリーP2
にはセンサー２と12、プーリーP3にはセンサー３と13、
以下同様にプーリーP10にはセンサー10と20、という具
合に各プーリー両端の軸受のセンサー同士が対を構成す
るようになっている。尚、第2A,2B図でＢはコンベアの
ベルト、PTは、重りＷで引っ張られているキャリッジＣ
に支持されたテンションプーリーである。

このように対構成にされた各センサー１〜20は、第１
図に示すようにブランチボックス100のセンサー端子板1
02に接続されている。尚、この場合、どれか一つのセン
サーをコンベア近傍の外気温度測定用に割り当てて、外
気温測定データをも監視装置本体300に送るようにして
もよい。

ブラッチボックス100は、センサー１〜20からのアナ
ログデータを一定時間毎に取り込んでデジタルデータ変
換し、温度データとして一括して監視装置本体300に送
信するものであり、センサー端子板102に接続された各
センサーの検出信号をデジタル信号に変換するA/D変換
器104と、このA/D変換器104によるセンサー検出信号の
取り込みを例えば１時間置きのように一定時間間隔で行
なわせるように制御動作を行なうと共に、A/D変換器104
からのデジタル信号データを内部に予め与えられたプロ
グラムに従って標準化された温度データに演算するマイ
クロコンピュータ106と、得られた温度データを本体300
に送信するモデム装置108と、同じく温度データを１ポ
イントごとにスイッチング走査して液晶等の表示部にて
表示する表示器110とを備えている。この場合、特に端
子板102において各センサーの出力レベルを可変抵抗器
などによって補正できるようにしておくことは望ましい
ことである。

ブランチボックス100と本体300との間を接続するのは
伝送ケーブル200であり、この例ではブランチボックス1
00をひとつしか示していないが、より多くの測定点が存
在する場合には幾つかの追加のブランチボックスをケー
ブル200で本体300に接続するようにしてもよい。

監視装置本体300は、前記ケーブル200からの伝送信号
を受け取るモデム装置320を付設したコンピュータシス
テム302を備えており、このコンピュータ302には、命令
入力用のキーボード326の他にCRTモニター表示器316
と、プリンタ装置318と、FDD記憶装置322とが接続さ
れ、さらに必要に応じてグラフ作成用のプロッタプリン
タ324が接続されている。コンピュータ302は、演算ユニ
ット（CPU）304と主メモリ310とを備えてなるもので、
それに接続された各種機器の作動制御を含む信号処理機
能を持ち、第１図では主要な機能要素として集中温度監
視部306、異常検出部308、外部記憶出力部312、および
グラフデータ出力部314をブロックで示してある。

監視装置本体300は、例えば工場の中央制御管理室な
どに設置され、ブランチボックス100から送られてくる
各センサーの温度データを表示記録するものであり、コ
ンピュータ302は、モデム320から一定時間間隔で温度デ
ータを受け取ると、演算ユニット304が設定プログラム
に従って例えば前記時間間隔内の最高・最低温度や平均
温度等の演算処理を行ない、集中温度監視部306として
の機能によって各センサー毎の測定温度と演算結果を含
む温度データの一覧をCRTモニタ装置316に表示させ、さ
らにはプリンタ318により一覧表を印字出力させる。ま
たこの温度データは異常検出部308の機能によって主メ
モリ310内の記憶情報と比較され、各センサー毎に前記
温度変化が予め定められた各センサー毎の正常作動温度
範囲内にあるか否かが検出される。この場合、主メモリ
310にはキーボード326から各センサー毎の外気温に対す
る温度差の限界や対のセンサー間の相対温度差の限界な
どを含む正常作動温度範囲の設定情報が予め与えられて
いる。

また、コンピュータ302は、前記正常作動温度範囲を
外れる異常が検出されたとき、異常検出部308の機能に
よって本体内蔵のスピーカー328から警報を発生し、同
時にCRTモニタ装置316の画面上の該当温度表示部分でそ
の異常温度が例えば高温異常の場合には赤で、また低温
異常の場合には青でバックカラーを明滅させるなどして
異常警報表示を行ない、更に異常温度の発生個所と種
類、発生日時や測定温度等のデータをプリンタ318にプ
リントアウトさせる。

外部記憶出力部312と記憶装置322は記録手段として機
能し、例えば磁気ディスクのような記録媒体330上に、
前記時間間隔で逐次受け取られる前記温度データに基づ
いて各センサー毎の経時的な温度変化を次々に記録す
る。記録媒体上に保存された経時的な温度データは必要
なときにコンピュータ302によって随時読み出すことが
でき、読み出されたデータは、グラフデータ出力部の機
能によりプロッタプリンタ324によって時間軸上の温度
変化としてグラフ化され、或はプリンタ318によって作
表される。

第１〜３表に定時サンプリングのプリンタ318のプリ
ント出力の一例を示す。これらの表の結果は、北海道上
磯部にある日本セメント（株）上磯工場での1988年４月
12日における実測データに基づくものである。センサー
設置ベルトコンベアは第2A,2B図の通りであり、センサ
ー番号も図中符号に対応している。サンプリング時点は
第１表が午前11時、第２表が正午、第３表が午後１時で
あり、最高、最低、平均の各数値は直前のサンプリング
時点から当該サンプリング時点までの一時間における値
である。尚、これらの表中で、13番のセンサーは未接続
（断線）状態となっているので出力値が異常に高くなっ
ている。

また第３図と第４図に記憶装置330の保存データをプ
ロッタプリンタ324によりグラフとしてプリントした例
を示す。これらの図は、前記工場の1988年４月４〜17日
の２週間分の軸受温度経時変化を示すものであり、第３
図ではセンサー４と14の測定値に基づくデータを示し、
第４図ではセンサー５と15の測定値に基づくデータを示
している。第３図と第４図において、横軸は１目盛が４
時間の時間軸であって６目盛置きに日付が表示されてお
り、また縦軸は温度目盛である。毎日のベルトコンベア
稼動時間は朝の８時から夕方の４時までの８時間であ
り、９日と11日と15日はコンベアの運転を終日休止した
ので、温度変化は気温変化分のみとなっている。第３図
ではプーリーP4の両端の軸受の温度変化がほぼ同じよう
であることがよく判り、一方、第４図からはプーリーP5
の両端の軸受の温度変化がアンバランスで、センサー５
のほうがセンサー15より高温を検出し、片側の軸受に異
常が発生していることが判る。勿論、この異常は第１〜
３表にも明瞭に現われており、警報発生に至らない異常
でもこのように早期発見が可能である。また、グラフか
らはそのコンベアシステムの軸受配列の温度変化が固有
の傾向として把握でき、したがってこのような蓄積デー
タをコンピュータ302での比較演算プログラムに活用す
ることにより、より詳細な監視警報動作を実現可能であ
る。

［発明の効果］ 以上に述べたように、本発明によれば、稼動中の軸受
の連続的な温度の遠隔監視を複数の軸受について同時に
自動的に行なえるので、豊富な測定データの自動入手が
可能であると共に、表示および印字等の視覚情報の形で
測定データの一覧を逐次監視できるので異常の早期発見
が可能であり、また測定データーの経時的なグラフ化が
随時可能であるので傾向的に裏付けのある分析情報の入
手によって保守の適正化と正確性の向上ができ、各軸受
毎に設定された温度範囲を超えた際の警報発生も可能で
あるから保守の迅速化と事故未然防止も達成でき、更に
は測定データーの蓄積も可能であるので総合的なデータ
ー分析にも対処できるなどの効果を得ることができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図はベルトコンベアの軸受監視に適用した場合の本
発明の実施例に係る装置の構成を示すブロック図、第2
A,2B図はベルトコンベアのプーリーとその軸受への温度
センサーの配置を示す部分側面図と平面図、第３図と第
４図は軸受温度変化の例を示す線図である。 １〜20:温度センサー、100:ブランチボックス、102:セ
ンサー端子板、104:A/D変換器、106:マイクロコンピュ
ータ、108:モデム装置、110:表示器、200:伝送ケーブ
ル、300:監視装置本体、302:コンピュータ、304:演算ユ
ニット、306:集中温度監視部、308:異常検出部、310:主
メモリ、312:外部記憶出力部、314:グラフデータ出力
部、316:CRTモニタ装置、318:プリンタ、320:モデム装
置、322:記憶装置、324:プリンタプロッタ、326:キーボ
ード、328:スピーカー、330:磁気ディスク、B:コンベア
ベルト、P1〜P10:プーリー、PT:テンションプーリー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−76640（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−137367（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−116587（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸の両端の軸受に取付けられた一対の
   センサーを含み、複数の軸受の温度を各々検出する複数
   のセンサーと、各センサーの検出信号を予め定められた
   時間間隔で取り込んでデジタル信号形式の温度データと
   して逐次一括して送り出す変換送出手段と、前記温度デ
   ータを受け取るたびに各センサー毎の測定温度の一覧を
   視覚情報の形で逐次出力する集中温度監視手段と、前記
   温度データに基づいて各センサー毎に温度変化が予め定
   められた各センサー毎の正常作動温度範囲内にあるか否
   かを検出するとともに、前記一対のセンサー相互間の前
   記温度データの差の大きさに基づいて異常を検出する異
   常検出手段と、前記時間間隔で逐次受け取られる前記温
   度データに基づいてセンサー毎の経時的な温度変化を記
   録する記録手段とを備えたことを特徴とする軸受監視装
   置。
2. 【請求項２】前記異常検出手段が異常を検出したときに
   警報を発する警報手段を更に備えた請求項１に記載の軸
   受監視装置。
3. 【請求項３】ベルトコンベアを構成する複数のプーリー
   の回転軸の両端の軸受に夫々前記センサーが取り付けら
   れている請求項１に記載の軸受監視装置。