CN101430244B - 轴承状态诊断装置 - Google Patents

Abstract

本发明的轴承状态诊断装置，通过声音传感器(75)检测轴承(21～23)产生的声音，将声音传感器(75)的检测值与预先作成的数据进行比较，对轴承(21～23)的状态进行诊断。在与收容着轴承(21～23)的筒状支承体(12、24、25)的外面隔开距离的部位，配置声音传感器(75)。轴承(21～23)以及声音传感器(75)通过检测音传播路径(71～73)联络。

Description

轴承状态诊断装置

技术领域

本发明涉及例如对支承着机床的主轴的滚动轴承产生的声音进行检测、根据检测到的检测值诊断滚动轴承的状态的轴承状态诊断装置。

背景技术

轴承被用于很多机械的旋转机器等。在轴承中，滚动轴承一般由内圈、外圈、多个滚动体以及用于等间隔地保持滚动体的保持器构成，内圈与轴一起旋转，外圈被组装、固定在壳体上。在轴承上充填有润滑油、或对轴承供给润滑油，在主轴旋转过程中，内圈和外圈在与滚动体之间形成油膜。

虽然在轴承正常旋转的情况下没有问题，但是，也存在着当因轴承润滑不良、侵入了异物、磨损、过大负载等而产生旋转不良和烧结时，机器不能正常运转的情况。为了预先防止陷入这样的状况，需要掌握、诊断轴承的状态。

作为这样掌握、诊断轴承的状态的装置，已知的有使用振动传感器的装置(例如，参照日本JP-A-2007-10415号公报)、使用超声波传感器或麦克风的装置(例如，参照日本JP-A-2005-164314号公报)、以及使用AE传感器的装置(例如，参照日本JP-A-2005-62154号公报)。

为了掌握轴承的状态，提高S/N比，最好将传感器直接安装在轴承上，或者尽可能地安装在轴承的附近。在上述JP-A-2007-10415号公报所示的装置中，在使用能够检测加速度的传感器对轴承的状态进行诊断的装置中，为了提高S/N比，有必要将传感器直接安装在轴承上、或组装在轴承附近的零件即壳体、衬垫等的更靠近轴承的位置上。在这种情况下，与机器组装时没有组装传感器的同样结构的机器相比，有必要进行配线处理和传感器的固定等，一般会增加组装工时，另外，在传感器产生故障需要更换的情况下，存在着必须花费更多时间的可能性。而且，由于需要根据机器的大小、结构的不同而选择更小型的传感器，因此，可能会产生传感器价格高、不能满足性能、能够选择的种类少等问题。另外，由于在机器由多个轴承构成的情况下，需要与轴承的数量相同数量的传感器，因此，存在着装置价格高、装置、机器的构成零件变得复杂等的问题。但是，虽然若使传感器的安装位置从轴承附近离开、例如组装壳体的外周和端面上，能够实现传感器的更换的容易化和构成零件的简单化，但是，S/N比降低。在这种情况下，当然难以在每个轴承上安装传感器，成为以一个传感器诊断多个轴承的结构，同样地，如果是由规格相近的多个轴承构成机器的情况下，可能存在着产生难以判断是哪个轴承发生了问题等的问题。

在JP-A-2005-164314号公报中，即使是采用能够检测声音的传感器来诊断轴承的状态的装置，由于是对在空气中传递的压力的变化进行测定，因此，若使传感器的位置远离轴承，则存在着受机器周边的声音、来自轴承以外的声音、机器周围的空气温度等的影响，S/N比降低的可能性。特别是，在能够测定的频率范围高(20kHz以上)的超声传感器的情况下，多是具有指向性高的特性的传感器，再有，由于能够测定的频率灵敏度越高则声音的传播距离越短，因此，有必要将传感器安装在轴承的滚动面附近。

发明内容

本发明的目的在于解决上述课题，提供一种结构以及组装简单的轴承状态诊断装置。

根据本发明的轴承状态诊断装置，是通过声音传感器检测轴承产生的声音、将声音传感器的检测值与预先作成的数据进行比较、诊断轴承的状态的轴承状态诊断装置，其特征在于，在与至少收容一个轴承的筒状支承体外面隔开距离的部位，配置至少一个声音传感器，对应的轴承以及声音传感器通过检测音传播路径联络。

在上述轴承状态诊断装置中，也可以轴承的数量是多个，声音传感器的数量是一个，将对应的轴承以及声音传感器联络的检测音传播路径的数量是与轴承的数量相等的多个。

再有，在上述轴承状态诊断装置中，也可以轴承的数量是一个，声音传感器的数量是多个，将对应的轴承以及声音传感器联络的检测音传播路径的数量是与声音传感器的数量相等的多个。

另外，在上述轴承状态诊断装置中，也可以每个轴承以及声音传感器成对，构成轴承以及声音传感器的对的数量是多个，将对应的轴承以及声音传感器联络的检测音传播路径的数量是与构成轴承以及声音传感器的对的数量相等的多个。

本发明上述的各轴承状态诊断装置，具有根据从设置在轴承上的路径传递的声音对轴承的状态进行诊断的功能。例如，设置从轴承的滚动体的附近通到机器的外部的路径，在该路径端安装能够检测想要进行诊断的频率的声音的传感器。因被轴承支承的旋转部旋转而产生的声音在路径内传递，将由能够检测声音的传感器检测到的信息收集起来，对轴承的状态进行诊断。例如，由于与从能够检测轴承正常旋转情况的声音的传感器得到的检测结果相比，产生滚动面、滚动体、保持器的损伤、滚动面和滚动体的接触部的油膜断开的情况下的声音不同，因此能够进行轴承的诊断。

因此，根据本发明，利用在设置于轴承上的路径内传递的声音进行诊断，由此，具有提高传感器故障时的维护性、机器结构的简单化、S/N比提高所带来的诊断精度的提高等效果。另外，由于能够切换将轴承和传感器相连的路径，因此，具有降低传感器数量、机器、装置的结构的简单化、以及由规格不同的传感器进行检测带来的诊断精度的提高等的效果，另外，通过生成传感器的基准信号，能够检测传感器的故障、路径的阻塞，能够进行可靠性高的诊断。

在声音传感器的数量为多个的轴承状态诊断装置中，最好多个声音传感器能够检测频率针对每个声音传感器不同的声音。

与仅使用能够检测一种频率的传感器的情况相比，能够高灵敏度地测定范围更宽的频率。例如，具有在低频带波段灵敏度高的传感器和在高频带波段灵敏度高的传感器，通过能够切换路径的装置，将轴承产生的声音切换到各自的传感器的路径，进行检测，由此，能够对应规格不同的轴承、不同的运转状况、不同的轴承异常等，能够进行可靠性更高的诊断。

在检测音传播路径的数量为多个的轴承状态诊断装置中，最好具有切换检测音传播路径的切换构件，以便能够选择任意一个检测音传播路径。

通过切换装置能够切换与上述传感器连通的路径，对轴承、传感器、路径的状态的进行诊断。例如，在机器的旋转部由多个轴承支承的情况下，从轴承附近到能够切换路径的装置的路径，由针对每个轴承独立的路径构成。从能够切换路径的装置到传感器为共通的路径，在该路径端安装传感器，通过切换路径，能够以一个传感器诊断多个轴承。由此，不仅减少了传感器的数量，而且能够使机器、装置的结构简单化。另外，虽然从轴承附近到能够切换路径的装置的路径同样是由针对每个轴承独立的路径构成，但是，作为从能够切换路径的装置到传感器的路径，是长度不同的路径的组合，由此，能够以一个传感器进行不同的频率的诊断。

在上述的各轴承状态诊断装置中，最好检测音传播路径的至少一部分由管构成，管具有包括防振材料层以及隔热材料层的至少任意一个的多层结构。

能够容易地构成难以受到除轴承产生的声音以外的影响的路径。例如，在将使用隔热材料和振动吸收材料及钢材的三层结构作为路径使用在圆筒的管上的情况下，能够降低以机器的各部产生的热为起因的温度上升、想要进行诊断的轴承以外产生的振动或声音、机器周围的温度变化、在机器周围产生的声音等的影响。另外，通过使该圆筒管和从作为轴承周边零件的壳体或衬垫的轴承附近连通到机器的外部的钻孔这两者进行组合，能够与机器、装置的结构相应地构成最佳的路径。

再有，在上述的各轴承状态诊断装置中，最好具有对检测音传播路径内的温度进行检测的温度传感器。

能够根据各个路径内的温度变化，校正从轴承传递的声音的值。例如，在构成路径的配管内安装能够检测温度的传感器，检测温度，通过考虑因温度而变化的音速的影响造成的值的变化，能够进行精度更高的诊断。

另外，在上述的各轴承状态诊断装置中，最好具有产生作为声音传感器的基准信号的特定频率的声音的信号产生构件，和将由信号产生构件产生的声音向轴承传播的传播构件。

通过向上述路径传递基准信号，检测该情况下的传感器的信号，能够与轴承、传感器、路径正常的情况下的测定信号进行比较，诊断轴承的异常、传感器的故障、路径的阻塞等。例如，在进行测定前，检测基准信号，将该值与轴承正旋转时的值进行比较，通过其差量来检测轴承的异常。或者，在使基准信号的传递路径和轴承的声音的传递路径连通的状态下，产生基准信号，将传感器检测到的信号与正常时的信号进行比较，检测路径或传感器的异常，由此，能够进行可靠性高的轴承的状态诊断。

再有，最好传播构件具有信号音传播路径，从检测音传播路径以及信号音传播路径的一个向轴承供给润滑油，从另一个将供给到轴承的润滑油排出。

通过将检测音传播路径以及信号音传播路径共用作向轴承供给润滑油的路径，能够使路径简单化。例如，在向轴承供给润滑油的方法为油气润滑方式的情况下，通过使供给油气的路径共用作声音传递的路径，与独立设置用于传递轴承的声音或基准信号的路径的情况相比，能够简单化。

另外，在上述的各轴承状态诊断装置中，最好具有对信号音传播路径内的温度进行检测的温度传感器。

与具有对检测音传播路径的温度进行检测的温度传感器的轴承状态诊断装置相同，能够对应路径内的温度变化。

附图说明

图1是本发明的实施方式一的状态诊断装置的概略构成图。

图2是由该状态诊断装置诊断的轴承的放大图。

图3是表示该状态诊断装置的路径长度与直径和材质的关系的图和表。

图4是表示图1的状态诊断装置的处理的流程的流程图。

图5是使构成该路径的管为三层结构的剖视图。

图6是实施方式二的状态诊断装置的概略构成图。

图7是实施方式三的状态诊断装置的长度方向剖视图和表示周边装置的图。

图8是表示实施方式三的状态诊断装置的处理的流程的流程图。

图9是表示实施方式三的检测结果和推定的异常的表。

图10是实施方式四的轴承放大图。

具体实施方式

参照附图对本发明的实施方式说明如下。

在以下的说明中，“左右”是以图1为基准、以其左侧为“左”、以与之相反的一侧为“右”的表示方法。另外，“左侧”为前侧，“右侧”为后侧。

(实施方式一)

参照图1，主轴装置具有水平空心轴状的主轴11、包围主轴11的水平筒状套筒12、在轴向上隔开间隔地支承主轴11的左侧的第一轴承21以及第二轴承22、支承主轴11的右侧的第三轴承23、包围第一轴承21以及第二轴承22、固定在套筒12内面上的左侧壳体24、包围第三轴承23、固定在套筒12内面上的右侧壳体25。

在主轴11的外面上，设有从左到右经由台阶依次相连的大直径部31、中直径部32以及小直径部33。

在第二轴承22以及第三轴承23之间的套筒12内面上，固定有马达34的定子35。与定子35对应地、在主轴11外面上固定有马达34的转子36。

在左侧壳体24内面的右端设有左侧内方环状突出部37。在右侧壳体25内面的左端设有右侧内方环状突出部38。

图2中详细表示了第一轴承21的上部。第一轴承21包括：固定在左侧壳体24内面上的外圈41、固定在主轴11外面上的内圈42、夹置在外圈41以及内圈42之间的多个滚动体43、以外圈41内面作为引导面与滚动体43一起旋转、以一定间隔保持滚动体43的保持器44。

再参照图1，在第一轴承21以及第二轴承22的外圈41之间，夹置有固定在左侧壳体24内面上的外圈衬垫45。在该两轴承21、22的内圈42之间，夹置有固定在主轴11外面上的内圈衬垫46。

在套筒12的左侧开口安装有左侧按压盖51。通过左侧按压盖51，第一轴承21以及第二轴承22的外圈41与外圈衬垫45一起被按压在左侧内方环状突出部37上。在第二轴承22的右侧，螺纹嵌入有左侧按压螺母52。通过左侧按压螺母52，第一轴承21以及第二轴承22的内圈42与内圈衬垫46一起被按压在大直径部31以及中直径部32的台阶上。在套筒12的右侧开口安装有右侧按压盖53。通过右侧按压盖53，第三轴承23的外圈41被按压在右侧内方环状突出部38上。在第三轴承23的右侧，螺纹嵌入有右侧按压螺母54。通过右侧按压螺母54，第三轴承23的内圈42被按压在中直径部32以及小直径部33之间的台阶上。

再次参照图2，在第一轴承21的紧左侧的部分，以在内外方向上连成一条直线状的方式，在套筒12上形成第一外贯穿孔61、在左侧壳体24上形成第一中间贯穿孔62、在左按压盖51上形成第一内贯穿孔63。在第一外贯穿孔61的外端开口上连接有第一管64的一端。参照图1，在设在第二轴承22的紧右侧的部分的贯穿孔(没有详细说明)的外端开口上连接有第二管65的一端。此外，在设在第三轴承23的紧右侧的部分的第三贯穿孔上连接有第三管66的一端。通过第一外贯穿孔61、第一中间贯穿孔62、第一内贯穿孔63以及第一管64，形成一系列的第一检测音传播路径71。通过第二贯穿孔以及第二管65，形成一系列的第二检测音传播路径72。通过第三贯穿孔以及第三管66，形成一系列的第三检测音传播路径73。

第一管64、第二管65以及第三管66的另一端连接在集合管74上、被集合在一起。在集合管74上具有声音传感器75。声音传感器75是能够检测的频率为20kHz以上的特定的频率附近的超声波传感器。

分别在第一管64上具有第一开闭操作阀76、在第二管65上具有第二开闭操作阀77、在第三管66上具有第三开闭操作阀78。

这些第一～第三开闭操作阀76、77、78由驱动装置81驱动。另外，在右侧按压盖53上，具有用于检测主轴11的旋转速度的速度传感器82。

由声音传感器75检测出的信息被信号放大装置83放大，通过过滤装置84被过滤处理，被以信息收集装置85记录。同时，驱动装置81以及速度传感器82的信息也被记录在信息收集装置85中，利用这些信息、通过状态诊断装置86，对轴承21～23的状态进行诊断。

在此，参照图3的(a)、(b)、(c)，对被调整为能够检测特定频率的声音的路径进行说明。图3(a)的图表是表示将某一特定的频率的声音传递到圆筒管内的情况下的配管的外径和内径及配管的长度和声音的强度的关系的示例。横轴表示配管长度，纵轴表示声音的强度。图表中绘制的数据对配管的长度为A和B两种(A<B)、配管的材质为尼龙材料和钢材两种、配管的外径和内径为φ8×φ6和φ10×φ8两种的情况进行了比较。另外，图3(b)的图表是表示将某一特定的频率范围的声音传递到圆筒管内的情况下的配管的长度和配管的弯折方法及声音的强度的关系的示例。横轴表示配管长度，纵轴表示声音的强度。图表中绘制的数据对配管的长度为A和B两种(A<B)、配管的材质为铜材这一种、配管的外径和内径为φ6×φ4.5这一种、配管的弯折方法为没有弯折和弯折成R形状及弯折成直角的情况进行了比较。图3(c)是根据图3(a)以及图3(b)的图表、表示基于各自的条件的声音的强度的表。也就是说，配管的长度越短，声音越强；与尼龙材料相比，刚性高的钢材声音更强；配管的内径越大，声音越强；配管越是没有弯折，声音越强；在配管弯折的情况下，具有以圆弧弯折时比弯折成直角时声音强的倾向。因此，在本实施方式中，虽然针对三个轴承分别构成路径，但是，考虑到这些，有必要尽可能地对长度、管路的内径、孔的孔径、弯折次数、弯折方法等进行整合。特别是，由于因检测的频率导致路径内的气柱共鸣，因而需要注意长度。由于本实施方式所示的传感器使用能够检测的频率为20kHz以上的特定的频率附近的声音传感器75，所以，也可以将在该频率共鸣的气柱的长度作为路径的长度，从而对从轴承传递的信号进行放大。

接下来，针对基于实施方式一的状态诊断，在图1以及图2的基础上，参照图4的流程图进行说明。

首先，在主轴11旋转过程中，在步骤S1将所测定的轴承21～23的操作阀76～78打开。在图1中，在第一轴承21的操作阀76打开了的状态下，第二以及第三轴承22、23的操作阀77、78关闭。由第一轴承21产生的声音从第一路径71向声音传感器75传递。

在步骤S2中，开始数据的检测，由声音传感器75检测到的信号被信号放大装置83放大，进入步骤S3。

在步骤S3中，对由信号放大装置83放大的声音传感器75的信号进行过滤处理。在本实施方式中，因为声音传感器75的频率为20kHz以上的特定的频率附近，因此，进行该频率附近的通带过滤处理，进入步骤S4。

在步骤S4中，声音传感器75的信号被通过信息收集装置85以由频率所决定的取样周期、检测时间收集。同时，操作阀76～78的信息以及82速度传感器的信息也被收集，进入步骤S5。

在步骤S5中，根据收集的信号、信息进行轴承的状态的判断。首先，算出收集到的声音传感器75的信号的RMS值，将该RMS值与由按照每个预定的旋转速度进行记录的正常时的RMS值所决定的阈值进行比较。当比较结果为收集到的信号比阈值大的情况下，判断为异常。另外，再有，为了判断异常的详细的现象，进行FFT处理等，进行与预先设定的旋转频率成分、滚动体通过成分、外圈损伤成分、内圈损伤成分、滚动体损伤、保持器损伤成分、滚动面的润滑不良成分、保持器的润滑不良成分等的比较，进入步骤S6。而且，在没有产生异常的信号的情况下，再次返回到步骤S1，将测定过的第一轴承21的操作阀76关闭，将接下来要测定的第二轴承22或者第三轴承23的操作阀77、78打开，进入步骤S2。

在步骤S6中，当判断为产生了异常的情况下，通过状态诊断装置86，进行在轴承21～23上产生异常的显示、警告信号的产生等，停止主轴11的旋转。另外，图4的流程图的动作既可以在主轴11旋转时始终进行并进行状态诊断，也可以在每个特定的取样时间进行。

在本实施方式一中，虽然作为能够检测声音的传感器，使用了能够检测的频率为20kHz以上的特定的频率附近的超声传感器，但也可以使用能够检测的频率为几Hz～几十Hz的宽范围的麦克风。但是，在该情况下，需要注意以路径内的气柱的长度为基础的共鸣。象本实施方式这样将麦克风安装在两端开放的路径的情况下，因路径的气柱的长度不同，会以特定的频率产生共鸣。作为参考例，由于在气柱的长度为200mm、温度为25℃的情况下，以433Hz的(2n-1)倍(n＝1、2...)产生共鸣，因此，当希望进行检测的频率在产生共鸣的频率附近的情况下，有必要改变路径的长度。但是，也可以反之，调整路径的长度使得希望进行检测的频率到达产生共鸣的频率附近，进行放大。另外，还可以切换到长度不同的路径、检测宽频率(未图示)。再有，可以通过以手动或自动使麦克风的位置在路径的长度方向上移动，来检测宽频率(未图示)。

在本实施方式一中，是将操作阀76～78针对每个轴承打开、将从轴承产生的声音向声音传感器75传递的，也可以打开三处或两处的操作阀76～78进行诊断，在产生了异常的情况下，将操作阀76～78针对每个轴承打开，对声音进行诊断。这样一来，始终能够一面诊断所有的轴承5的状态一面运转主轴，动作的算法(algorism)被简单化。

另外，图1以及图2所示的路径71～73由一系列的贯穿孔组以及管组构成。如图5所示，构成管组的第一管64最好是钢材层91、防振材料层92以及隔热材料层93的三层构造。这样便能够防止受到机器的温度、产生于轴承以外的振动或声音、机器周围的温度和声音等的影响。

(实施方式二)

在图6所示的实施方式二中，将在实施方式一中被集合的三个第一～第三检测音传播路径71～73重新分支为三个路径，在被分支的路径上分别设置传感器。在实施方式二中，对与实施方式一相对应的部分，在图6中标注相同的符号，省略其说明。

在集合管74上连接有三个第四～第六管101～103。在各管101～103上具有第四～第六声音传感器111～113以及第四～第六开闭操作阀121～123。各声音传感器111～113的信号针对每个传感器通过信号放大装置83进行信号放大。

能够通过声音传感器111～113检测的频率，既可以针对每个传感器而不同，也可以相同。另外，还可以使用能够检测的频率为几Hz～几十Hz的宽范围的麦克风。在该情况下，可以在更宽的范围灵敏度良好地对来自轴承的声音针对每个轴承或全部同时进行诊断，还可以通过麦克风对旋转频率成分、滚动体通过成分、外圈损伤成分、内圈损伤成分、滚动体损伤、保持器损伤成分进行诊断，通过声音传感器诊断润滑不良。

同样在本实施方式二中，也需要对基于路径内的气柱的长度的共鸣加以注意。例如，在组合了能够检测的频率范围不同的声音传感器的情况下，需要考虑共鸣造成的信号的放大、调整成适于各个传感器的路径的长度。另外，在本实施的方式中，也可以将能够检测的频率相同的传感器组合多个，通过分别改变路径的长度从而能够检测宽频率。再有，可以通过以手动或自动使传感器的位置在路径的长度方向上移动，由此来检测宽频率(未图示)。

另外，构成图6的路径的管也可以与图5所示的结构同样地、呈三层结构，从而防止受到机器的温度、轴承以外产生的振动和声音、机器周围的温度和声音等的影响。

(实施方式三)

下面，参照图7说明实施方式三。

在实施方式三中，对实施方式一所示的轴承21～23传播特定的频率的基准信号。在实施方式三中，与实施方式二的情况同样地，对与实施方式一相对应的部分，在图7中标注相同的符号，省略其说明。

与集合管74并列地配置有分支管131。在分支管131上具有基准信号产生装置132。

基准信号产生装置132通过基准信号控制装置133动作。基准信号由声音传感器75的规格决定。例如，在能够检测的频率为20kHz以上的特定的频率附近的声音传感器的情况下，使用产生该频率的基准信号的装置，或者，在使用能够检测的频率为几Hz～几十Hz的宽范围的麦克风的情况下，使用产生该频率中的特定的频率的信号的装置。在本实施方式中，由于使用声音传感器75，因此使用产生声音传感器75能够检测的特定的频率的基准信号的装置。

在分支管131上连接有第七管141以及第八管142的一端。分别在第七管141上具有第七开闭操作阀151、在第八管142上具有第八开闭操作阀152。虽然没有详细说明，但第七管141的另一端以构成第一～第三检测音传播路径71～73的贯穿孔组为基准，通过贯穿孔组，在第一以及第二轴承21、22的侧方开放，贯穿孔组被分支为两股，分别为其中一个在第一轴承21的右方开放，另一个在第二轴承22的左方开放。第八管142的另一端同样通过贯穿孔组，在第三轴承23的左方开放。

通过第七管141以及一个分支贯穿孔组，形成第一信号音传播路径161。通过第七管141以及另一个分支贯穿孔组，形成第二信号音传播路径162。通过第八管142以及分支贯穿孔组，形成第三信号音传播路径163。

另外，在本实施方式三中，与实施方式一同样，为了向轴承21～23传递稳定的基准信号，有必要尽可能地对路径的长度、管路的内径、孔的孔径、弯折次数、弯折方法等进行整合。特别是，就长度而言，与实施方式一同样，因向轴承21～23传递的基准信号的频率导致路径内的气柱共鸣，因而需要注意。由于本实施方式所示的传感器使用声音传感器75，所以，可以通过将在该频率共鸣的气柱的长度作为路径的长度，从而对向轴承21～23传递的基准信号进行放大。

接下来，参照图7、图8以及图9说明实施方式三的轴承诊断功能。

首先，在步骤S11中，为了向轴承21～23传递基准信号，打开操作阀151、152，进入步骤S12。在图7中，向第一以及第二轴承21、22传递基准信号的操作阀151处于打开了的状态，第三轴承的操作阀152处于关闭了的状态。

在步骤S12中，通过将进行诊断的轴承21～23的操作阀76～78打开、基准信号从轴承21～23的外圈41以及内圈42之间的间隙经过检测音传播路径71～73向声音传感器75传递。在图7中，由于第一以及第二轴承21、22的第一以及第二检测音传播路径71、72的操作阀76、77处于打开了的状态、第三轴承23的操作阀78关闭，因此，是能够进行第一以及第二轴承21、22的第一以及第二检测音传播路径71、72、或者说声音传感器75的诊断的状态。

在步骤S13中，从基准信号产生装置132产生基准信号，基准信号从第一以及第二信号音传播路径161、162开始、从第一以及第二轴承21、22的外圈41以及内圈42之间的间隙、在第一以及第二检测音传播路径71、72内传递、传递至声音传感器75，进入步骤S14。在本实施方式三中，由于使用能够检测的频率为20kHz以上的特定的频率附近的声音传感器75，所以，以该频率的基准信号作为基准信号。

在步骤S14中，开始数据的检测，由声音传感器75检测到的信号被以信号放大装置83放大，进入步骤S15。

在步骤S15中，对被放大的声音传感器75的信号进行过滤处理。在本实施方式三中，由于是能够检测的频率为20kHz以上的特定的频率附近的声音传感器75，因此，进行该频率的通带过滤处理，进入步骤S16。

在步骤S16中，通过信息收集装置85，以由能够检测的频率决定的取样周期、检测时间收集声音传感器75的信号。同时，还收集操作阀76～78的信息，进入步骤S17。

在步骤S17中，收集到的信号的RMS值与预先在正常时测定到的基准值进行比较，根据在设定范围内、或是过大或过小，来判别路径和声音传感器75的状态是正常或异常，进入步骤S18。

在步骤S18中，根据第一～第三操作阀76～78以及第七以及第八操作阀151、152的信息，判别任意的轴承21～23的检测是否已经完成，在检测尚未完成的情况下，返回到步骤S11，在检测已完成的情况下，进入步骤S19。

在步骤S19中，在收集了所有的数据后，判别哪个路径、装置异常。

在图9的表中，第一列、第二列、第三列的路径是指从基准信号产生装置132经轴承21～23到达声音传感器75的路径，第一列、第二列、第三列的路径分别包括第一～第三检测音传播路径71～73。

在CASE1中，由于轴承21～23的第一列、第二列、第三列的路径的检测数据正常，因此判断为没有产生异常。另外，由于在CASE5中，第一列的路径的检测数据异常、第二列、第三列的检测数据正常，因此，判断为在第一列的路径的声音传感器75侧产生异常。

步骤S19完成后，结束动作，在所有的路径、装置正常的情况下，以本次检测收集到的数据作为基准数据进行改写。图8的流程图的动作既可以在主轴装置运转前的主轴11没有旋转的情况下进行检测，也可以在运转中、主轴11没有旋转的情况下进行检测、获取基准数据。

同样在本实施方式三中，形成路径的管最好是三层结构。通过将以图8的流程获得的基准数据用于轴承21～23的诊断，在产生了主轴装置、声音传感器75、路径的经年变化、装置周围的环境变化等的情况下，也能够进行可靠性高的诊断。通过与图4的流程同样地、在开始主轴装置的诊断、进行轴承21～23的诊断的情况下、与声音传感器75的检测数据和基准数据进行比较，使其成为可能。

另外，在本实施方式三中，虽然使用能够检测的频率为20kHz以上的特定频率附近的声音传感器75，但也可以使用能够检测的频率为几Hz～几十Hz的传感器。在这种情况下，作为基准信号产生装置132，也使用与该传感器相适应的规格。再有，在本实施方式三中，安装有一个声音传感器75，但是也可以安装多个。在这种情况下，在能够检测的频率不同的情况下，基准信号产生装置132也应追加与装置适应的规格。

(实施方式四)

接下来，说明实施方式四。在实施方式四中，能够对实施方式三所示的轴承21～23进行润滑油的供给和排出。

参照图10(a)，在从第一轴承21向上延伸的第一管64上合流润滑油供给管171。在从第一管64以及润滑油供给管171的合流部分朝向第一管64的部分，具有第九开闭装置阀172。

参照图10(b)，2以从第一轴承21向下延伸的方式构成第八管14，润滑油排出管173从第八管142的中途分支。在从第八管142以及润滑油排出管173的分支部分朝向第八管142的部分，具有第十开闭装置阀174。

通过对第九开闭装置阀172以及第十开闭装置阀174进行开闭操作，声音传播路径以及润滑油路径的任意一个与第一轴承21连通，由此，进行对第一轴承21的声音的传播或者润滑油的供给·排出。

在本实施方式四中，由于使供给润滑油的路径和传递轴承21～23的声音的路径共通、使排出润滑油的路径和向轴承传递基准信号的路径共通，因此路径实现简略化。另外，虽然在本实施方式四中，使供给润滑油的路径和向轴承21～23传递声音的路径共通化、使排出润滑油的路径和向轴承21～23传递基准信号的路径共通化，但也可以与之相反。另外，也可以将使供给润滑油的路径和向轴承21～23传递声音的路径共通化的方式、以及使排出润滑油的路径和向轴承21～23传递基准信号的路径共通化的方式组合利用到同一装置中，也可以利用其中任意一个方式。

在实施方式一、实施方式二、实施方式三以及实施方式四中，在设置在为检测上述特定的频率的声音而进行了调整的上述轴承的附近的路径上、和设置在为传递上述基准信号而进行了调整的上述轴承的附近的路径内安装能够测定温度的传感器，来测定声音传递的路径内的空气的温度，由此，能够根据各自的路径内的温度变化，对从轴承21～23传递的声音、或向轴承21～23传递的基准信号的值进行调整。例如，在构成路径的配管内安装能够检测温度的传感器来检测温度。在利用路径内的气柱的共鸣的情况下，由于音速因空气的温度变化而变化，因而在路径的长度相等的情况下，共鸣时的频率变化，因此，由传感器检测到的值变化。在不希望检测的频率变化的情况下，可以通过使传感器的位置在路径的长度方向上移动、或使路径的长度变化来应对。

Claims (11)

1.一种轴承状态诊断装置，是通过声音传感器检测轴承产生的声音、将声音传感器的检测值与预先作成的数据进行比较、诊断轴承的状态的轴承状态诊断装置，其特征在于，

在与收容轴承的筒状支承体外面隔开距离的部位，配置声音传感器，轴承附近以及声音传感器通过由形成在所述筒状支承体上的贯穿孔以及连接在贯穿孔上的管所构成的检测音传播路径联络，

轴承产生的声音通过所述检测音传播路径传递，并通过配置在与所述筒状支承体外面隔开距离的部位上的声音传感器检测。

2.如权利要求1所述的轴承状态诊断装置，其特征在于，轴承的数量是多个，声音传感器的数量是一个，将对应的轴承以及声音传感器联络的检测音传播路径的数量是与轴承的数量相等的多个。

3.如权利要求1所述的轴承状态诊断装置，其特征在于，轴承的数量是一个，声音传感器的数量是多个，将对应的轴承以及声音传感器联络的检测音传播路径的数量是与声音传感器的数量相等的多个。

4.如权利要求1所述的轴承状态诊断装置，其特征在于，每个轴承以及声音传感器成对，构成轴承以及声音传感器的对的数量是多个，将对应的轴承以及声音传感器联络的检测音传播路径的数量是与构成轴承以及声音传感器的对的数量相等的多个。

5.如权利要求3或4所述的轴承状态诊断装置，其特征在于，多个声音传感器能够检测频率针对每个声音传感器而不同的声音。

6.如权利要求2至4中的任一项所述的轴承状态诊断装置，其特征在于，具有切换检测音传播路径的切换构件，以便能够选择任意一个检测音传播路径。

7.如权利要求1至4中的任一项所述的轴承状态诊断装置，其特征在于，检测音传播路径的至少一部分由管构成，管具有包括防振材料层以及隔热材料层的至少任意一个的多层结构。

8.如权利要求1至4中的任一项所述的轴承状态诊断装置，其特征在于，具有对检测音传播路径内的温度进行检测的温度传感器。

9.如权利要求1至4中的任一项所述的轴承状态诊断装置，其特征在于，具有产生作为声音传感器的基准信号的特定频率的声音的信号产生构件、以及将由信号产生构件产生的声音向轴承传播的传播构件。

10.如权利要求9所述的轴承状态诊断装置，其特征在于，传播构件具有信号音传播路径，从检测音传播路径以及信号音传播路径中的一个路径向轴承供给润滑油，从另一个路径将供给到轴承的润滑油排出。

11.如权利要求10所述的轴承状态诊断装置，其特征在于，具有对信号音传播路径内的温度进行检测的温度传感器。

Images