CN1342890A - 轴承的振动诊断装置及其诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种诊断配设在滚子转动轴,例如一排台滚上的轴承异常振动的、即使没有外部电源可供利用的振动诊断装置。该振动诊断装置包括包括:检测支持转动轴的轴承振动的振动检测装置,把由振动检测装置检测出的数据作为输入信号进行运算的运算装置,以运算装置输出的输出信号为基础显示出轴承振动状态的显示装置,把转动轴的转动运动作为动力源发电、至少向运算装置和显示装置供电的发电机以及把转动轴的转动运动传递给发电机的动力传递装置。发电机产生的电力供给振动检测装置、运算装置和显示装置。本发明还公开了检测轴承振动的方法。

Description

轴承的振动诊断装置及其诊断方法

发明领域

本发明涉及诊断轴承异常的装置。特别是涉及通过检测支持台辊和传送带辊的转动轴的轴承的振动，诊断其有无异常的的装置。

背景技术

台辊和传送带辊的转动轴由轴承支持。电机驱动辊转动。轴承的目的在于支持转动轴的同时使其光滑地转动。若轴承变形或磨损，转动轴就不能光滑地转动。也就是说，转动所需克服的阻力增大，能效下降，或出现烧损现象。

早期检测轴承的异常是非常重要的。为了检测轴承的异常，开发出了各种检测轴承振动的传感器和处理检测数据的运算装置。

为了使这些传感器和运算装置工作，必须向它们提供电力。通常从工厂内的电源通过电缆向其供电。一般说来，台辊由多个辊构成，其中也有数百根辊子的台辊。若在全部辊子的转动轴的轴承上安装传感器和处理传感器检测出的数据的运算装置，必须向数百个传感器和运算装置供电。供电电缆较长，配线复杂，设备费用增大。

为了缩短电缆长度，已知的方法是在每个轴承的附近设置电池，由电池电力向传感器和运算装置供电。然而，这种方法存在的问题在于要么定期更换电池，要么进行充电。势必增大维护设备的负荷。

特开昭60-214098号公报揭示了一种测量转动体各可变量的遥测装置。该技术因为向转动干燥机等的转动体供电困难，所以在转动体内部设发电机。发电机向信号输送电路提供电力，该电路将来自传感器的模拟信号转变成数字信号后发送给天线。然而，该方法中，接受侧的运算装置的电力仍然如现在那样需要从工厂内电源经电缆提供。结果仍需要大量的供电电缆，设备费增大。

因为上述公报揭示的发电机是内装在转动体内的专用发电机，所以需要增加设计制作费用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明能够在即使没有外部动力源的情况下对大量辊子的转动轴、例如台辊和传送带辊的轴承进行诊断。因此，本发明提供一种廉价的、无需外部动力源的轴承振动诊断装置。

本发明的轴承的振动诊断装置具有检测支持转动轴的轴承振动的振动检测装置，把由振动检测装置检测出的数据作为输入信号进行运算的运算装置，以运算装置输出的输出信号为基础显示出轴承振动状态的显示装置，把转动轴的转动运动作为动力源以发电、至少向运算装置和显示装置供电的发电机以及把转动轴的转动运动传递给发电机的动力传递装置。

在本发明中，作为较好的实施方式，动力传递装置由配设在转动轴上的施以了橡胶层的联轴器和配设在发电机上的与联轴器接触的转动部件构成。

作为本发明所用的振动检测装置，较合适的是压电元件，这种压电元件能够检测出当承受载荷的轴承滚柱或滚球通过轴承座圈面上存在的缺陷时，产生的机械冲击。即，通过用压电元件检测机械冲击(称作为冲击脉冲)，就可了解轴承的损耗。这种方法称为振动诊断法。使用压电元件的振动检测装置称为冲击脉冲振荡器。

特开平3-221818号公报揭示了把振动作为加速度进行检测后作出轴承异常诊断的装置。即在本发明中使用加速度振动传感器作为振动检测装置。

特开平7-270228号公报揭示了使用以下的诊断法，这种诊断方法是直接测定振动，然后，使用测定成分中的高频波来诊断轴承的异常。即，用振动传感器作为振动检测装置。

特开昭54-77189号公报揭示了利用把振动变换成电信号、进行异常诊断的装置。它使用压电元件作为振动检测装置。本发明还提供轴承振动检测方法。

附图说明

图1是本发明的振动诊断装置配设在轴承上一例的侧面图。

图2是本发明的振动诊断装置配设在轴承上另一例的侧面图。

图3示出冲击脉冲音量推移的曲线。

具体实施方式

图1是示出在一连串台滚的一个轴承上配设本发明振动检测装置的侧面图。电动机8的转动轴通过涂有橡胶涂层的联轴器(所谓的橡胶联轴器)连接转动轴9。电动机8驱动台滚11。转动轴9由轴承10支承，振动检测装置1安装在轴承10上。由振动检测装置1检测出的数据被输送给运算装置2。运算装置2对输入信号进行必要的运算后输出信号。输出信号从运算装置输送给显示装置3。

目前，从工厂电源向振动检测装置1、运算装置2及显示装置3通过长电缆供电。本发明从发电机4向它们供电。

在本发明中，为了将转动轴9的转动传递给发电机4，在转动轴9上配设动力传递装置。作为动力传递装置的一个实例，在图1中，该联轴器5是一种在其圆周表面上覆盖有橡胶涂层的橡胶联轴器。使发电机4的转动部件6接触该联轴器5。即，转动部件6接触联轴器5，将联轴器5的转动传递给转动部件6。

于是，采用联轴器5使转动部件6转动，发电机4发电，所得电力分别通过电缆7供给振动检测装置1、运算装置2、和显示装置3。

对于本发明的振动检测装置，向振动检测装置1、运算装置2及显示装置3供给的电力是由以转动轴9的转动为动力源的发电机4发出的电力，因此，与现有的从工厂的电源给电的情况相比，电缆7极短。装置更为简单，维护也更容易。

作为动力传递装置的一例，说明了将联轴器5的转动运动传递给转动部件6的构成。也可以把发电机4直接安装在转动轴9端面上的构成。也可以在转动轴9上设置与联轴器5分体的圆板状部件，把该圆板状部件的转动与联轴器5一样传递给发电机4的构成。另外，也可以将转动部件6推压在转动轴9上，将转动运动传递给发电机4的构成。此时，最好在转动轴9、转动部件6和任何一个上、或在两个的接触面上均施以橡胶涂层。作为把转动轴的转动运动传递给发电机4的构成，也可以使用皮带或链条。若采用使联轴器5、圆板部件或转动轴9和转动部件6接触传递转动轴9的转动运动的构成，则即使在狭窄的空间内也可设置，动力传递装置简单，维护方便。

在变更供给到振动检测装置1、运算装置2及显示装置3的电力的电压等情况时，通过变更转动部件6和联轴器5的直径比，就可得到所定电压。

对于本发明，振动检测装置所用的传感器不作限定。使用目前已知的传感器即可。但是，由于由冲击脉冲振荡器振荡产生的冲击脉冲相对于轴承的损耗响应敏锐，因此，为了提高轴承振动的检测能力，最好使用冲击脉冲振荡器。

还有，在本发明中，对运算装置2处理由振动检测装置1检测出的数据时的数据处理内容不限于特定的处理方法。例如，通过与过去的实绩相比，轴承寿命是可预测的。但是，通过比较预先设定的门槛值，来诊断有无异常的处理较好。

进一步地，在本发明中，显示装置3不限于特定的装置，只要能显示出运算装置2的输出信号即可。例如，可适宜地选用显示文字的装置、接通电灯的装置、发出声音或警报的装置、或者兼有多种功能的装置。

而且，显示装置3可以是共有型的配置，为每个轴承配设振动检测装置1和运算装置2，将各运算装置2的输出集中到1台显示装置3，如若发生异常，显示装置3显示出文字、灯亮、声音等发出警报时，就能够分别检测每个运算装置2，进行每个轴承的诊断、确认。

以后，在配设了将运算装置2的输出信号传递给中央控制用计算机的信号发送机时，可以将发电机4发出的电力供给信号发送机。

实施例

如图2所示，在配置于钢板输送线上的一串台滚11的轴承10上分别配置使用压电元件的冲击脉冲振荡器作为振动检测装置。使用涂以橡胶层的联轴器5连接电动机8的转动轴和台滚11的转动轴9。把转动部件6压紧在联轴器5上。把转动运动通过联轴器5、转动部件6传递给发电机4。

发电机4的转动速度是1800转/分，发电机4发出的电力是110V、0.1A。该电力通过电缆分别供给运算装置2及显示装置3。运算装置2和显示装置3的电力消耗分别是5W。振动检测装置1是由压电元件构成，因此，不需要电力。振动检测装置1的输出由运算装置2接受。

作为振动检测装置1，使用能够振荡发出音级20-79dB范围的冲击脉冲的压电元件。使用轴径为400mm的台滚。将由振动检测装置1检测出的音级(dB)的数据输送给运算装置2。如图3所示，预先设定第1阶段的门槛值38dB，第二阶段的门槛值53dB。当检测出的单级(dB)超过第1阶段的门槛值38(dB)时，轴承寿命进入关注区域，显示装置3上的灯点亮。而超过第2阶段的为危险区域的门槛值53(dB)时，显示装置3使称作Patlight红色信号灯点亮。达到第2阶段的轴承要更换。

目前，从工厂的电源通过电缆向输送线的各台滚11的轴承上设置的振动检测装置1、运算装置2及显示装置3供给电力。因此，必须要非常长的电缆，而且电缆的配线也复杂。

相比之下，本实施例中，由于将各台滚11的转动轴9的转动运行传递给各发电机4，由发电机4发出电力，分别向振动检测装置1、运算装置2和显示装置3供给电力，因此，电缆7的配线极短。

此外，在本实施例中，观察联轴器5的表面温度。因为发电机4转动，把转动部件6推压在联轴器5上，因此，就会担心联轴器5发热。联轴器5的最高允许温度是60度。输送线的工作开始后，经过1小时的联轴器5的表面温度是43℃，经2小时后的表面温度还是43度，之后基本不变。即使使用很长一段时间，联轴器5、转动部件6、发电机4不会出现故障。振动检测装置1、运算装置2及显示装置3稳定地工作。电缆和电池均不需要，从而还减轻了电池充电等的维护工作。

如上所述，根据本发明，能够提供不需要外部电源的廉价轴承振动诊断装置。

Claims (2)

1.轴承的振动诊断装置，其特征在于，设置有：

振动检测装置，检测支承转动轴的轴承的振动；

运算装置，将通过所述振动检测装置检测出的数据作为输入信号而进行运算；

显示装置，根据来自所述运算装置的输出信号来显示所述轴承的振动状态；

发电机，作为所述转动轴的转动运动的动力源而发电，向至少所述运算装置及所述显示装置供电；

动力传递装置，将所述转动轴的转动运动传递到所述发电机。

2.如权利要求1所述的轴承的振动诊断装置，其特征在于，所述动力传递装置的构成包括：

设置在所述转动轴上的涂胶联轴器，和

设置在所述发电机上并且与所述联轴器相接触的转动部件。

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