JP6897064B2 - Bearing abnormality diagnosis method and diagnosis system - Google Patents

Bearing abnormality diagnosis method and diagnosis system Download PDF

Info

Publication number
JP6897064B2
JP6897064B2 JP2016221425A JP2016221425A JP6897064B2 JP 6897064 B2 JP6897064 B2 JP 6897064B2 JP 2016221425 A JP2016221425 A JP 2016221425A JP 2016221425 A JP2016221425 A JP 2016221425A JP 6897064 B2 JP6897064 B2 JP 6897064B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
abnormality
bearing
vibration acceleration
vibration
diagnosis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016221425A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018080924A (en
Inventor
一弘 吉田
一弘 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP2016221425A priority Critical patent/JP6897064B2/en
Publication of JP2018080924A publication Critical patent/JP2018080924A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6897064B2 publication Critical patent/JP6897064B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Description

本発明は、軸受異常診断方法および診断システムに関し、特に、機械設備を分解することなく、異常の有無の診断できる軸受異常診断方法および診断システムに関するものである。 The present invention relates to a bearing abnormality diagnosis method and a diagnostic system, and more particularly to a bearing abnormality diagnosis method and a diagnostic system capable of diagnosing the presence or absence of an abnormality without disassembling the mechanical equipment.

従来、例えば特許文献1に見られるように、転がり軸受の異常の有無の判定を行うべく、転がり軸受の回転に伴う振動を検出する検出装置と、検出装置が検出する振動を表す信号を、少なくとも2つの信号に分岐し、そのうちの一方の信号に基づき、転がり軸受の損傷の有無、並びに、損傷部材の判定を行なうと共に、他方の信号に基づき、潤滑剤に混入した異物の量の判定を行ない、少なくともこれら両判定の結果に基づき、上記転がり軸受の異常の有無の判定を行なう演算処理器とを備えた転がり軸受の異常判定装置ないし判定方法が知られている。 Conventionally, as seen in, for example, Patent Document 1, in order to determine the presence or absence of an abnormality in a rolling bearing, at least a detection device that detects vibration accompanying the rotation of the rolling bearing and a signal representing the vibration detected by the detection device are used. It branches into two signals, and based on one of the signals, the presence or absence of damage to the rolling bearing and the damaged member are determined, and based on the other signal, the amount of foreign matter mixed in the lubricant is determined. , At least based on the results of both of these determinations, an abnormality determination device or determination method for rolling bearings including an arithmetic processor for determining the presence or absence of an abnormality in the rolling bearing is known.

特開2009−109267号公報JP-A-2009-109267

しかしながら、上記特許文献1記載の転がり軸受の異常判定装置ないし判定方法では、検出装置が検出する振動を表す信号を少なくとも2つの信号に分岐し、2つの判定結果に基いて異常の有無を判定するため、判定方法が複雑であった。 However, in the rolling bearing abnormality determination device or determination method described in Patent Document 1, the signal representing the vibration detected by the detection device is branched into at least two signals, and the presence or absence of an abnormality is determined based on the two determination results. Therefore, the determination method is complicated.

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な判定方法で軸受の異常を診断できる軸受異常診断方法および診断システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a bearing abnormality diagnosis method and a diagnostic system capable of diagnosing a bearing abnormality by a simple determination method.

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1)軸受を支持する軸受ハウジングに、該軸受ハウジングの振動加速度を検出する振動加速度センサを取り付け、該振動加速度センサからの振動加速度信号に基づいて前記軸受の異常の有無を診断し、異常ありの場合に当該異常の部位を特定し、異常ありと診断した場合には、当該異常ありと診断した際の振動加速度信号にて示される所定の振動パターンが連続して現れるか否かに基づいて、前記特定した部位における異常の種類を判別し、
前記軸受はラジアル形ころ軸受であり、
前記異常の種類として、ラジアル方向における傷の発生、または、アキシャル方向における傷の発生が判別されることを特徴とする軸受異常診断方法。
(2)軸受を支持する軸受ハウジングに取り付けられ、軸受ハウジングの振動加速度を検出する振動加速度センサと、
該振動加速度センサからの振動加速度信号に基づいて前記軸受の異常の有無を診断し、異常ありの場合に当該異常の部位を特定する診断部と、
該診断部にて異常ありと診断された場合に、前記異常ありと診断した際の振動加速度信号にて示される所定の振動パターンが連続して現れるか否かに基づいて、前記診断部にて特定した部位における異常の種類を判別する異常判別部と、
を備え
前記軸受はラジアル形ころ軸受であり、
前記異常判別部は、前記異常の種類として、ラジアル方向における傷の発生、または、アキシャル方向における傷の発生を判別することを特徴とする軸受異常診断システム。
The above object of the present invention is achieved by the following configuration.
(1) A vibration acceleration sensor that detects the vibration acceleration of the bearing housing is attached to the bearing housing that supports the bearing, and the presence or absence of an abnormality in the bearing is diagnosed based on the vibration acceleration signal from the vibration acceleration sensor. In the case of, the site of the abnormality is specified, and when it is diagnosed that there is an abnormality, it is based on whether or not the predetermined vibration pattern indicated by the vibration acceleration signal at the time of diagnosing the abnormality appears continuously. , Determine the type of abnormality in the specified site ,
The bearing is a radial roller bearing.
A method for diagnosing a bearing abnormality, characterized in that the occurrence of scratches in the radial direction or the occurrence of scratches in the axial direction is determined as the type of the abnormality.
(2) A vibration acceleration sensor that is attached to the bearing housing that supports the bearing and detects the vibration acceleration of the bearing housing.
A diagnostic unit that diagnoses the presence or absence of an abnormality in the bearing based on the vibration acceleration signal from the vibration acceleration sensor and identifies the abnormal portion when there is an abnormality.
When the diagnosis unit diagnoses that there is an abnormality, the diagnosis unit determines whether or not a predetermined vibration pattern indicated by the vibration acceleration signal at the time of the diagnosis of the abnormality appears continuously. An abnormality discriminating unit that discriminates the type of abnormality in the specified site,
Equipped with a,
The bearing is a radial roller bearing.
The bearing abnormality diagnosis system is characterized in that the abnormality determination unit determines, as a type of abnormality, the occurrence of scratches in the radial direction or the occurrence of scratches in the axial direction.

本発明によれば、軸受を支持する軸受ハウジングの振動加速度を検出する振動加速度センサの振動加速度信号に基づいて前記軸受の異常の有無を診断し、異常ありと診断した場合には、その異常の発生頻度を確認することで異常の種類を判別するので、同一信号に基づいて異常の有無および種類を診断することが可能となる。すなわち、同一信号に基づいて簡単に複数の異なる診断を行うことが可能になる。
また、一つの振動加速度信号で複数種の診断を行うことができるため、センサ数、入力Ch、信号入力回路の削減に伴う省消費電流、装置コンパクト化、コスト低減効果が得られる。
According to the present invention, the presence or absence of an abnormality in the bearing is diagnosed based on the vibration acceleration signal of the vibration acceleration sensor that detects the vibration acceleration of the bearing housing that supports the bearing. Since the type of abnormality is determined by checking the frequency of occurrence, it is possible to diagnose the presence or absence and type of abnormality based on the same signal. That is, it becomes possible to easily perform a plurality of different diagnoses based on the same signal.
Further, since a plurality of types of diagnoses can be performed with one vibration acceleration signal, the effects of reducing the number of sensors, the input Ch, the current consumption due to the reduction of the signal input circuit, the compactness of the device, and the cost reduction can be obtained.

本発明の一実施形態に係る軸受異常診断システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the bearing abnormality diagnosis system which concerns on one Embodiment of this invention. 本実施形態に係る診断装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the diagnostic apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る軸受異常診断システムの動作手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the operation procedure of the bearing abnormality diagnosis system which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る転がり軸受の傷の部位と、傷に起因して発生する振動周波数の関係を示す表である。It is a table which shows the relationship between the scratched part of the rolling bearing which concerns on this embodiment, and the vibration frequency generated by the scratch. (a)は振動加速度センサからの振動加速度信号の一例を示す図、(b)(c)はスペクトルデータの一例を示す図、(d)(e)(f)は異常発生頻度を説明する図、(g)(h)は振動加速度センサからの振動加速度信号の一例を示す図である。(A) is a diagram showing an example of a vibration acceleration signal from a vibration acceleration sensor, (b) and (c) are diagrams showing an example of spectral data, and (d), (e) and (f) are diagrams explaining an abnormality occurrence frequency. , (G) and (h) are diagrams showing an example of a vibration acceleration signal from the vibration acceleration sensor.

以下、本発明に係る軸受異常診断方法および診断システムの一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the bearing abnormality diagnosis method and the diagnosis system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1に示した本実施形態の軸受異常診断システムは、軸受ハウジング10で支持された回転部品である転がり軸受11の異常を診断するものであり、転がり軸受11から発生する振動加速度を検出する振動加速度センサ12と、転がり軸受11の回転速度を検出する回転センサ(図示せず)と、振動加速度センサ12や回転センサで検出した信号を、データ伝送手段(伝送手段)13を介して受信し、信号処理を行って転がり軸受11の異常の有無を診断する診断部21と、この診断部21にて異常ありと診断された場合に、前記異常の発生頻度を確認することで異常の種類を判別する異常判別部22と、モニタや警報機等からなる出力装置30とを備えている。
なお、診断部21及び異常判別部22は、診断装置20を構成する。
The bearing abnormality diagnosis system of the present embodiment shown in FIG. 1 diagnoses an abnormality of the rolling bearing 11, which is a rotating component supported by the bearing housing 10, and detects the vibration acceleration generated from the rolling bearing 11. The acceleration sensor 12, the rotation sensor (not shown) that detects the rotation speed of the rolling bearing 11, and the signal detected by the vibration acceleration sensor 12 and the rotation sensor are received via the data transmission means (transmission means) 13. The diagnostic unit 21 that performs signal processing to diagnose the presence or absence of an abnormality in the rolling bearing 11, and when the diagnostic unit 21 diagnoses that there is an abnormality, the type of abnormality is determined by checking the frequency of occurrence of the abnormality. It is provided with an abnormality determination unit 22 and an output device 30 including a monitor, an alarm, and the like.
The diagnostic unit 21 and the abnormality determination unit 22 constitute a diagnostic device 20.

転がり軸受11は、機械設備の回転軸101に外嵌される内輪111と、軸受ハウジング10に内嵌される外輪112と、内輪111及び外輪112の間で転動可能に配置された複数の転動体113と、転動体113を転動自在に保持する不図示の保持器と、を有する。 The rolling bearing 11 has a plurality of rolls rotatably arranged between the inner ring 111 fitted on the rotating shaft 101 of the mechanical equipment, the outer ring 112 fitted on the bearing housing 10, and the inner ring 111 and the outer ring 112. It has a moving body 113 and a cage (not shown) that holds the rolling body 113 so that it can roll freely.

振動加速度センサ12は、軸受11を支持する軸受ハウジング10に固定される。振動加速度センサ12の固定方法には、ボルト固定、接着、ボルト固定と接着の併用、及び樹脂材による埋め込み等がある。
なお、ボルト固定の場合には、回り止め機能を備えるようにしてもよい。また、振動加速度センサ12を樹脂材によってモールドすることで、水分の浸入を防止することができ、さらに外部からの加振に対する防振性が向上するため、センサ自体の信頼性を飛躍的に向上することができる。
The vibration acceleration sensor 12 is fixed to the bearing housing 10 that supports the bearing 11. Methods for fixing the vibration acceleration sensor 12 include bolt fixing, adhesion, combined use of bolt fixing and adhesion, and embedding with a resin material.
In the case of bolt fixing, a detent function may be provided. Further, by molding the vibration acceleration sensor 12 with a resin material, it is possible to prevent the ingress of moisture, and further, the vibration isolation property against external vibration is improved, so that the reliability of the sensor itself is dramatically improved. can do.

図2は、本実施形態に係る診断装置20の主要な機能構成を示すブロック図である。
図2に示すように、診断装置20は、データ収集・分配部211、回転分析部212、フィルタ処理部213、振動分析部214、比較判定部215、内部メモリ216、及び異常判定部23を有して構成される。データ収集・分配部211、回転分析部212、フィルタ処理部213、振動分析部214、比較判定部215及び内部メモリ216は、主に診断部21を構成する。
なお、この診断装置20は、マイクロコンピュータで構成されており、即ち、このマイクロコンピュータ内に記録保持されたプログラムが実行されることにより、データ収集・分配部211等の各処理部は以下のような各処理を実行することになる。
FIG. 2 is a block diagram showing a main functional configuration of the diagnostic apparatus 20 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 2, the diagnostic apparatus 20 includes a data collection / distribution unit 211, a rotation analysis unit 212, a filter processing unit 213, a vibration analysis unit 214, a comparison determination unit 215, an internal memory 216, and an abnormality determination unit 23. It is composed of. The data collection / distribution unit 211, the rotation analysis unit 212, the filter processing unit 213, the vibration analysis unit 214, the comparison determination unit 215, and the internal memory 216 mainly constitute the diagnosis unit 21.
The diagnostic device 20 is composed of a microcomputer, that is, when a program recorded and held in the microcomputer is executed, each processing unit such as the data collection / distribution unit 211 is as follows. Each process will be executed.

データ収集・分配部211は、振動加速度センサ12から送られる信号Sig1をA/D変換器によってデジタル信号に変換するとともに、回転速度に関する信号も同時に収集して一時的に蓄積し、信号の種類に応じて回転分析部212、フィルタ処理部213のいずれかに振り分ける。
なお、A/D変換器を振動加速度センサ12に一体化される構成とし、前述のデータ伝送手段13を介してデジタル信号を受信するようにしてもよい。
The data collection / distribution unit 211 converts the signal Sig1 sent from the vibration acceleration sensor 12 into a digital signal by the A / D converter, and at the same time, simultaneously collects and temporarily stores the signal related to the rotation speed to determine the type of signal. Depending on the situation, the data is distributed to either the rotation analysis unit 212 or the filter processing unit 213.
The A / D converter may be integrated with the vibration acceleration sensor 12 and receive a digital signal via the data transmission means 13 described above.

回転分析部212は、転がり軸受11の設計諸元データ、及び回転センサ14からの回転速度信号に基づいて、図4に示す所定の関係式を用いて、転がり軸受11の部位ごとの損傷に起因する軸受損傷周波数を計算する。
なお、軸受損傷理論周波数の算出は、以前に同様の診断を行っている場合は、内部メモリ216に記憶しておいた過去のデータを用いてもよい。
また、転がり軸受11の回転速度を検出する回転速度検出手段(図示せず)が、内輪111に取り付けられたエンコーダと、外輪112に取り付けられた磁石または磁気検出素子と、により構成される場合は、出力信号がエンコーダの形状と回転速度に応じたパルス信号となる。このため、回転分析部212は、エンコーダの形状に応じた所定の変換関数、又は変換テーブルを有し、パルス信号から内輪111の回転速度を算出する。
The rotation analysis unit 212 uses the predetermined relational expression shown in FIG. 4 based on the design specification data of the rolling bearing 11 and the rotation speed signal from the rotation sensor 14, and causes damage to each part of the rolling bearing 11. Calculate the bearing damage frequency.
For the calculation of the theoretical bearing damage frequency, if the same diagnosis has been performed before, the past data stored in the internal memory 216 may be used.
Further, when the rotation speed detecting means (not shown) for detecting the rotation speed of the rolling bearing 11 is composed of an encoder attached to the inner ring 111 and a magnet or magnetic detection element attached to the outer ring 112. , The output signal becomes a pulse signal according to the shape and rotation speed of the encoder. Therefore, the rotation analysis unit 212 has a predetermined conversion function or conversion table according to the shape of the encoder, and calculates the rotation speed of the inner ring 111 from the pulse signal.

フィルタ処理部213は、バンドパスフィルタ(BPF)の機能を有し、振動加速度センサ12の振動加速度信号Sig1から、損傷フィルタ周波数帯域を抽出し、それ以外の不要な周波数帯域を除去する。損傷フィルタ周波数帯域は各軸受装置における固有振動数帯域に応じて設定される。この固有振動数は、インパルスハンマ等を用いた打撃法により被測定物を加振し、被測定物に取付けた振動検出器、又は打撃により発生した音響を周波数分析することにより容易に求めることができる。
なお、被測定物が転がり軸受11の場合には、内輪111、外輪112、転動体113、軸受ハウジング10等のいずれかに起因する固有振動数が与えられることになる。一般的に、機械部品の固有振動数は複数存在し、固有振動数における振幅レベルは高くなるので測定の感度がよい。
The filter processing unit 213 has a function of a bandpass filter (BPF), extracts a damaged filter frequency band from the vibration acceleration signal Sig1 of the vibration acceleration sensor 12, and removes other unnecessary frequency bands. The damage filter frequency band is set according to the natural frequency band in each bearing device. This natural frequency can be easily obtained by vibrating the object to be measured by a striking method using an impulse hammer or the like, and using a vibration detector attached to the object to be measured or frequency analysis of the sound generated by the striking. it can.
When the object to be measured is a rolling bearing 11, a natural frequency caused by any of the inner ring 111, the outer ring 112, the rolling element 113, the bearing housing 10, and the like is given. Generally, there are a plurality of natural frequencies of machine parts, and the amplitude level at the natural frequencies is high, so that the measurement sensitivity is good.

振動分析部214は、損傷フィルタ周波数帯域が抽出された振動加速度センサ12からの出力信号を基にして、転がり軸受11から発生した振動加速度信号の周波数分析を行う。この振動分析部214は、振動加速度信号の周波数スペクトルを算出するFFT演算部であり、FFTアルゴリズム及びエンベロープ分析に基づいて振動加速度信号の周波数スペクトルを算出する。算出された周波数スペクトルは、例えば図5(b)または図5(c)に示されるようなスペクトルデータとして比較判定部215に出力される。
振動分析部214は、FFTを行う前処理として、絶対値化処理やエンベロープ処理を行い、異常の診断に必要な周波数成分のみに変換してもよい。また、必要に応じて、エンベロープ処理後のスペクトルデータ(エンベロープ周波数スペクトル)も併せて比較判定部215に出力する。
なお、図5において、fは周波数(Hz)、Gは加速度(m/s)である。
The vibration analysis unit 214 performs frequency analysis of the vibration acceleration signal generated from the rolling bearing 11 based on the output signal from the vibration acceleration sensor 12 from which the damage filter frequency band is extracted. The vibration analysis unit 214 is an FFT calculation unit that calculates the frequency spectrum of the vibration acceleration signal, and calculates the frequency spectrum of the vibration acceleration signal based on the FFT algorithm and the envelope analysis. The calculated frequency spectrum is output to the comparison determination unit 215 as spectrum data as shown in FIG. 5B or FIG. 5C, for example.
The vibration analysis unit 214 may perform an absolute value processing or an envelope processing as a preprocessing for performing the FFT, and convert only the frequency components necessary for diagnosing the abnormality. Further, if necessary, the spectrum data (envelope frequency spectrum) after the envelope processing is also output to the comparison determination unit 215.
In FIG. 5, f is the frequency (Hz) and G is the acceleration (m / s 2 ).

比較判定部215および異常判別部22は、振動分析部214にて得られた、スペクトルデータにより、軸受11の異常を例えば次のように診断する。 The comparison determination unit 215 and the abnormality determination unit 22 diagnose the abnormality of the bearing 11 as follows, for example, based on the spectrum data obtained by the vibration analysis unit 214.

比較判定部215は、振動分析部214にて得られたスペクトルデータに、例えば図5(b)に見られるような転動体通過振動SD1が検知された場合、軸受11には何らかの異常があると診断するとともに、回転分析部212で計算された軸受損傷周波数に基づいて、異常の部位を特定し、さらに、そのスペクトルデータを後段の異常判別部22に送出する。
一方、振動分析部214にて得られたスペクトルデータが、例えば図5(c)に見られるように、転動体通過振動が検知されないものである場合には、軸受11には異常がないと診断する。
When the comparison determination unit 215 detects, for example, the rolling element passing vibration SD1 as seen in FIG. 5B in the spectrum data obtained by the vibration analysis unit 214, the comparison determination unit 215 determines that the bearing 11 has some abnormality. At the same time as diagnosing, the abnormal portion is identified based on the bearing damage frequency calculated by the rotation analysis unit 212, and the spectrum data thereof is transmitted to the abnormality determination unit 22 in the subsequent stage.
On the other hand, if the spectral data obtained by the vibration analysis unit 214 does not detect the rolling element passing vibration as shown in FIG. 5 (c), for example, it is diagnosed that there is no abnormality in the bearing 11. To do.

異常診断については、転動体通過振動周波数、転動体公転周波数、転動体回転周波数など、軸受の回転に伴い発生する振動周波数を診断指標とし、異常発生時の挙動を検知、診断することができる。 Regarding the abnormality diagnosis, the vibration frequency generated by the rotation of the bearing, such as the rolling element passing vibration frequency, the rolling element revolution frequency, and the rolling element rotation frequency, can be used as a diagnostic index to detect and diagnose the behavior at the time of abnormality occurrence.

異常判別部22は前記異常の発生頻度(比較判定部215からのスペクトルデータの入力頻度)を確認することで異常の種類を判別する。
例えば、軸受11がラジアル形ころ軸受である場合には次のように判断する。
例えば図5(d)に見られるような転動体通過振動が連続して現れる場合、ラジアル方向に傷が発生している(例えば外輪軌道面に剥離が発生している)と判別する。なお、この場合の振動加速度センサ12からの出力信号(実測データ)は例えば図5(g)に示すようになる。
一方、例えば図5(e)および(f)に見られるように、転動体通過振動が連続しては現れず、例えばアキシャル荷重がかかったときなどに転動体通過振動が現れる場合、すなわち図5(e)に示す状態と(f)に示す状態とが交互に現れるような場合には、アキシャル方向に傷が発生している(例えば、ころ頭面、つば面に傷が発生している)と判別する。なお、この場合の振動加速度センサ12からの出力信号(実測データ)は例えば図5(h)に示すようになる。
The abnormality determination unit 22 determines the type of abnormality by confirming the occurrence frequency of the abnormality (frequency of inputting spectrum data from the comparison determination unit 215).
For example, when the bearing 11 is a radial roller bearing, it is determined as follows.
For example, when the rolling element passing vibration as seen in FIG. 5D appears continuously, it is determined that the scratch is generated in the radial direction (for example, the outer ring raceway surface is peeled off). The output signal (actual measurement data) from the vibration acceleration sensor 12 in this case is shown in FIG. 5 (g), for example.
On the other hand, as seen in FIGS. 5 (e) and 5 (f), for example, the rolling element passing vibration does not appear continuously, and the rolling element passing vibration appears, for example, when an axial load is applied, that is, FIG. When the state shown in (e) and the state shown in (f) appear alternately, scratches are generated in the axial direction (for example, scratches are generated on the roller head surface and the brim surface). To determine. The output signal (actual measurement data) from the vibration acceleration sensor 12 in this case is shown in FIG. 5 (h), for example.

以上のようにして判定された転がり軸受11の診断結果は、内部メモリ216に記憶すると共に、有線又はネットワークを考慮した無線を利用したデータ伝送手段31により出力装置30に送る。 The diagnosis result of the rolling bearing 11 determined as described above is stored in the internal memory 216 and sent to the output device 30 by the data transmission means 31 using wireless or wireless in consideration of the network.

内部メモリ216は、例えばメモリ又はHDD等により構成され、比較判定部215および異常判別部22による判定、判別に必要な各種データ、たとえば、異常周波数の算出に用いる各回転部品の設計諸元データ等と、比較判定部215および異常判別部22により判定された転がり軸受11の異常の有無の診断及び異常の種類に関する各データを記憶する。 The internal memory 216 is composed of, for example, a memory or an HDD, and various data necessary for determination and determination by the comparison determination unit 215 and the abnormality determination unit 22, for example, design specification data of each rotating component used for calculating the abnormality frequency, etc. And, each data regarding the diagnosis of the presence or absence of abnormality of the rolling bearing 11 and the type of abnormality determined by the comparison determination unit 215 and the abnormality determination unit 22 is stored.

出力装置30は、転がり軸受11の診断結果をモニタ等にリアルタイムで表示する。また、異常が検出された場合に、ライトやブザー等の警報機を用いて使用者に異常であることの注意を促すようにしてもよい。
また、信号のデータ伝送手段13、31は、的確に信号を送受信可能であればよいので、有線でも良いし、ネットワークを考慮した無線を利用してもよい。
The output device 30 displays the diagnosis result of the rolling bearing 11 on a monitor or the like in real time. Further, when an abnormality is detected, an alarm such as a light or a buzzer may be used to alert the user to the abnormality.
Further, the signal data transmission means 13 and 31 may be wired or wireless in consideration of the network, as long as they can accurately transmit and receive signals.

次に、このように構成された軸受異常診断システムの動作について説明する。図3は、軸受異常診断システムの動作手順を説明するためのフローチャートである。 Next, the operation of the bearing abnormality diagnosis system configured in this way will be described. FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation procedure of the bearing abnormality diagnosis system.

まず、ステップS1において、振動加速度センサ12により転がり軸受11から発生する振動加速度及び回転センサにより転がり軸受11の回転速度が検出され、この検出された振動加速度信号及び回転速度信号は、データ伝送手段13を介して診断部21のデータ収集・分配部211に入力される。 First, in step S1, the vibration acceleration generated from the rolling bearing 11 by the vibration acceleration sensor 12 and the rotation speed of the rolling bearing 11 are detected by the rotation sensor, and the detected vibration acceleration signal and rotation speed signal are used as the data transmission means 13. Is input to the data collection / distribution unit 211 of the diagnosis unit 21 via.

なお、データ収集・分配部211では、入力されたアナログの振動信号を必要に応じて増幅し、A/D変換器によりデジタル信号に変換する。 The data acquisition / distribution unit 211 amplifies the input analog vibration signal as necessary, and converts it into a digital signal by the A / D converter.

次に、ステップS2において、データ収集・分配部211及び内部メモリ216に記憶されたデータをもとに、フィルタ処理部213および振動分析部214にて、以降の診断に供されるスペクトルデータを生成し比較判定部215に出力する。 Next, in step S2, the filter processing unit 213 and the vibration analysis unit 214 generate spectral data to be used for subsequent diagnosis based on the data stored in the data collection / distribution unit 211 and the internal memory 216. The data is output to the comparison determination unit 215.

次に、ステップS3において、比較判定部215にて、振動分析部214で得られたスペクトルデータにより、軸受11の異常の有無を診断し、異常ありの場合には、回転分析部212で計算された軸受損傷周波数と、スペクトルデータのピーク周波数とを比較し、異常の部位を特定すると共に、そのスペクトルデータを後段の異常判別部22に送出する。
異常なしの場合には、ステップS1に戻る。これにより、軸受11の状態を常時監視することができる。
Next, in step S3, the comparison determination unit 215 diagnoses the presence or absence of an abnormality in the bearing 11 from the spectrum data obtained by the vibration analysis unit 214, and if there is an abnormality, the rotation analysis unit 212 calculates. The damaged bearing frequency is compared with the peak frequency of the spectral data to identify the abnormal portion, and the spectral data is sent to the abnormality determining unit 22 in the subsequent stage.
If there is no abnormality, the process returns to step S1. As a result, the state of the bearing 11 can be constantly monitored.

次に、ステップ4において、異常判別部22にて、前記異常の発生頻度(比較判定部215からのスペクトルデータの入力頻度)を確認し、異常の種類を判別する。 Next, in step 4, the abnormality determination unit 22 confirms the occurrence frequency of the abnormality (frequency of inputting spectrum data from the comparison determination unit 215), and determines the type of abnormality.

このように実施された診断の結果は、有線またはネットワークを考慮した無線を利用したデータ伝送手段31によって出力装置30に送る。 The result of the diagnosis carried out in this way is sent to the output device 30 by the data transmission means 31 using a wire or a wireless network in consideration of the network.

以上のような軸受異常診断方法ないし診断システムによれば次のような作用効果が得られる。
(a) 軸受11を支持する軸受ハウジング10の振動加速度を検出する振動加速度センサ12の振動加速度信号に基づいて軸受11の異常の有無を診断し、異常ありと診断した場合には、その異常の発生頻度を確認することで異常の種類を判別するので、同一信号に基づいて異常の有無および種類を診断することが可能となる。すなわち、同一信号に基づいて簡単に複数の異なる診断を行うことが可能になる。
(b) 一つの振動加速度信号で複数種の診断を行うことができるため、センサ数、入力Ch、信号入力回路の削減に伴う省消費電流、装置コンパクト化、コスト低減効果が得られる。
According to the bearing abnormality diagnosis method or diagnosis system as described above, the following effects can be obtained.
(A) The presence or absence of an abnormality in the bearing 11 is diagnosed based on the vibration acceleration signal of the vibration acceleration sensor 12 that detects the vibration acceleration of the bearing housing 10 that supports the bearing 11, and if it is diagnosed as having an abnormality, the abnormality is found. Since the type of abnormality is determined by checking the frequency of occurrence, it is possible to diagnose the presence or absence and type of abnormality based on the same signal. That is, it becomes possible to easily perform a plurality of different diagnoses based on the same signal.
(B) Since a plurality of types of diagnoses can be performed with one vibration acceleration signal, the effects of reducing the number of sensors, the input Ch, the current consumption due to the reduction of the signal input circuit, the compactness of the device, and the cost reduction can be obtained.

なお、本発明は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、帯域設定値や診断指標、対応する故障の数は上記実施形態の限りではなく,対象の軸受、検知したい故障や診断条件、要求仕様等によって都度最適設定することができる。
また、本発明の軸受異常診断方法ないし診断システムは、自動車、鉄道車両、工作機械、風力発電装置、エレベータ装置などの機械設備に適用可能である。
また、本実施形態では、内輪回転の場合の転がり軸受の異常を診断する場合について主として説明したが、本発明の軸受異常診断方法ないし診断システムは、外輪回転の転がり軸受の状態を監視するものにも適用可能である。
The present invention is not limited to those exemplified in the above embodiments, and can be appropriately modified without departing from the gist of the present invention.
For example, the band setting value, the diagnostic index, and the number of corresponding failures are not limited to the above-described embodiment, and can be optimally set each time according to the target bearing, the failure or diagnostic condition to be detected, the required specifications, and the like.
Further, the bearing abnormality diagnosis method or diagnosis system of the present invention can be applied to mechanical equipment such as automobiles, railroad vehicles, machine tools, wind power generators, and elevator devices.
Further, in the present embodiment, the case of diagnosing the abnormality of the rolling bearing in the case of the inner ring rotation has been mainly described, but the bearing abnormality diagnosis method or the diagnostic system of the present invention is intended to monitor the state of the rolling bearing of the outer ring rotation. Is also applicable.

10 軸受ハウジング
11 転がり軸受(軸受)
12 振動加速度センサ
20 診断装置
21 診断部
22 異常判別部
10 Bearing housing 11 Rolling bearing (bearing)
12 Vibration acceleration sensor 20 Diagnostic device 21 Diagnostic unit 22 Abnormality discrimination unit

Claims (3)

軸受を支持する軸受ハウジングに、該軸受ハウジングの振動加速度を検出する振動加速度センサを取り付け、該振動加速度センサからの振動加速度信号に基づいて前記軸受の異常の有無を診断し、異常ありの場合に当該異常の部位を特定し、異常ありと診断した場合には、当該異常ありと診断した際の振動加速度信号にて示される所定の振動パターンが連続して現れるか否かに基づいて、前記特定した部位における異常の種類を判別し、
前記軸受はラジアル形ころ軸受であり、
前記異常の種類として、ラジアル方向における傷の発生、または、アキシャル方向における傷の発生が判別されることを特徴とする軸受異常診断方法。
A vibration acceleration sensor that detects the vibration acceleration of the bearing housing is attached to the bearing housing that supports the bearing, and the presence or absence of an abnormality in the bearing is diagnosed based on the vibration acceleration signal from the vibration acceleration sensor. When the site of the abnormality is specified and it is diagnosed that there is an abnormality, the specification is based on whether or not the predetermined vibration pattern indicated by the vibration acceleration signal at the time of diagnosing the abnormality appears continuously. determine the type of abnormality in the site,
The bearing is a radial roller bearing.
A method for diagnosing a bearing abnormality, characterized in that the occurrence of scratches in the radial direction or the occurrence of scratches in the axial direction is determined as the type of the abnormality.
前記所定の振動パターンは、前記軸受の構成および動作条件の少なくとも一方に基づいて規定される、転動体通過振動周波数、転動体公転周波数、または転動体回転周波数のいずれかに基づくことを特徴とする請求項1に記載の軸受異常診断方法。 The predetermined vibration pattern is characterized by being based on any of a rolling element passing vibration frequency, a rolling element revolution frequency, or a rolling element rotation frequency, which is defined based on at least one of the bearing configuration and operating conditions. The bearing abnormality diagnosis method according to claim 1. 軸受を支持する軸受ハウジングに取り付けられ、軸受ハウジングの振動加速度を検出する振動加速度センサと、
該振動加速度センサからの振動加速度信号に基づいて前記軸受の異常の有無を診断し、異常ありの場合に当該異常の部位を特定する診断部と、
該診断部にて異常ありと診断された場合に、前記異常ありと診断した際の振動加速度信号にて示される所定の振動パターンが連続して現れるか否かに基づいて、前記診断部にて特定した部位における異常の種類を判別する異常判別部と、
を備え
前記軸受はラジアル形ころ軸受であり、
前記異常判別部は、前記異常の種類として、ラジアル方向における傷の発生、または、アキシャル方向における傷の発生を判別することを特徴とする軸受異常診断システム。
A vibration acceleration sensor that is attached to the bearing housing that supports the bearing and detects the vibration acceleration of the bearing housing.
A diagnostic unit that diagnoses the presence or absence of an abnormality in the bearing based on the vibration acceleration signal from the vibration acceleration sensor and identifies the abnormal portion when there is an abnormality.
When the diagnosis unit diagnoses that there is an abnormality, the diagnosis unit determines whether or not a predetermined vibration pattern indicated by the vibration acceleration signal at the time of the diagnosis of the abnormality appears continuously. An abnormality discriminating unit that discriminates the type of abnormality in the specified site,
Equipped with a,
The bearing is a radial roller bearing.
The bearing abnormality diagnosis system is characterized in that the abnormality determination unit determines, as a type of abnormality, the occurrence of scratches in the radial direction or the occurrence of scratches in the axial direction.
JP2016221425A 2016-11-14 2016-11-14 Bearing abnormality diagnosis method and diagnosis system Active JP6897064B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016221425A JP6897064B2 (en) 2016-11-14 2016-11-14 Bearing abnormality diagnosis method and diagnosis system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016221425A JP6897064B2 (en) 2016-11-14 2016-11-14 Bearing abnormality diagnosis method and diagnosis system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018080924A JP2018080924A (en) 2018-05-24
JP6897064B2 true JP6897064B2 (en) 2021-06-30

Family

ID=62197691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016221425A Active JP6897064B2 (en) 2016-11-14 2016-11-14 Bearing abnormality diagnosis method and diagnosis system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6897064B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109612727A (en) * 2018-12-12 2019-04-12 中车株洲电机有限公司 High-power electric locomotive traction motor bearing on-line vibration detection device
KR102592987B1 (en) * 2020-03-03 2023-10-24 주식회사 일진글로벌 Diagnosis method for wheel bearing
CN113092115B (en) * 2021-04-09 2022-10-11 重庆大学 Digital twin model construction method of digital-analog combined drive full-life rolling bearing

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0847211A (en) * 1994-07-29 1996-02-16 Toyota Motor Corp Motor testing equipment
JP3884895B2 (en) * 2000-03-10 2007-02-21 株式会社東芝 Bearing diagnosis device for rotating machine
JP2004257836A (en) * 2003-02-25 2004-09-16 Nsk Ltd Abnormality diagnostic device of mechanical device
JP5067121B2 (en) * 2007-10-29 2012-11-07 日本精工株式会社 Rolling bearing abnormality determination method and abnormality determination apparatus
WO2016088265A1 (en) * 2014-12-05 2016-06-09 株式会社安川電機 Vehicle motor diagnosis system, vehicle, motor, and motor diagnosis method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018080924A (en) 2018-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5146008B2 (en) Abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method
JP6508017B2 (en) Evaluation method of machinery and equipment
US11441940B2 (en) Condition monitoring apparatus, condition monitoring system, and condition monitoring method
JP2018155494A (en) Bearing abnormality diagnosis system and bearing abnormality diagnosis method
JP4935165B2 (en) Abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method
JP6714806B2 (en) Status monitoring device and status monitoring method
JP2008292288A (en) Bearing diagnostic device for reduction gear
JP2006077938A (en) Abnormality diagnosing device
JP2006234785A (en) Abnormality diagnosis device and abnormality diagnosis method for mechanical equipment
JP2018179735A (en) Abnormality diagnostic method and abnormality diagnostic device for rotary component
JP2007108189A (en) Method and device for diagnosing abnormality in rotor
JP4581860B2 (en) Machine equipment abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method
JP6897064B2 (en) Bearing abnormality diagnosis method and diagnosis system
JP2005062154A (en) Abnormality diagnostic device and roller bearing device comprising the same
JP3871054B2 (en) Machine equipment condition monitoring method and apparatus
JP4730166B2 (en) Machine equipment abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method
WO2018088564A1 (en) Bearing abnormality diagnostic method and diagnostic system
JP6714844B2 (en) Abnormality diagnosis method
JP2003232674A (en) Abnormality diagnosing method and abnormality diagnosing device of machine equipment or apparatus
KR20110122483A (en) Built-in vibration monitor having order spectrum analysis function and fault diagnosis method of variable rotating speed machine using the monitor
JP2006077945A (en) Abnormality diagnosing device and abnormality diagnosing method
JP4997936B2 (en) Rolling bearing abnormality diagnosis device and vehicle
JP2016170085A (en) Abnormality diagnostic device and abnormality diagnostic method
JP6733838B1 (en) Rolling bearing abnormality diagnosis method and abnormality diagnosis device
JP2019128179A (en) Method for detecting falling of vibration sensor and apparatus for diagnosing abnormalities

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190925

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200916

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200929

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210216

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210322

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210511

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210524

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6897064

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150