DE10119209A1

DE10119209A1 - Fehlerdiagnoseverfahren und -vorrichtung

Info

Publication number: DE10119209A1
Application number: DE10119209A
Authority: DE
Inventors: Hidemichi Komura; Kazuo Shibata; Kazuhiro Shimomura
Original assignee: Rion Co Ltd
Current assignee: Rion Co Ltd
Priority date: 2000-04-20
Filing date: 2001-04-19
Publication date: 2001-10-25
Anticipated expiration: 2021-04-20
Also published as: JP3609982B2; JP2001304954A; DE10119209B4; US20010037180A1; US6629058B2

Abstract

Es ist eine Fehlerdiagnosevorrichtung geschaffen, die folgendes aufweist: eine Schwingungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Schwingungswellenformen, die durch eine Maschinerie oder eine (Betriebs-)Anlage erzeugt werden; eine Einrichtung zum Berechnen einer kumulativen Frequenz zum Erhalten einer kumulativen Frequenzverteilungskurve eines Absolutwerts der durch die Schwingungs-Erfassungseinrichtung erfaßten Schwingungswellenformen; eine Maximalwert-Erfassungseinrichtung zum Erhalten eines Maximalwerts x¶p¶ der durch die Schwingungs-Erfassungseinrichtung erfaßten Schwingungswellenformen; eine Spitzenverhältnis-Berechnungseinrichtung zum Erhalten des Spitzenverhältnisses ß¶1¶ eines äquivalenten Effektivwerts sigma¶eq¶ in der durch die Einrichtung zum Berechnen einer kumulativen Frequenz berechneten kumulativen Frequenzverteilungskurve bis zu dem durch die Maximalwert-Erfassungseinrichtung berechneten Maximalwert x¶p¶; und eine Fehlerdiagnoseeinrichtung zum Diagnostizieren des Ausmaßes eines Fehlers der Maschinerie oder der Anlage aus der Größe des durch die Spitzenverhältnis-Berechnungseinrichtung berechneten Spitzenverhältnisses.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Diagno stizieren eines Fehlers in einem System mit Reibungsabnutzung bzw. -verschleiß bei einem Teil von Maschinen oder einer Betriebsanlage, welcher Fehler als Ergebnis einer Störung bei einem Maschinenelement, das aus einem Metall besteht, einer sich drehenden Maschine, wie beispielsweise bei Lagern und Getrieben und einem Schmiermittel, oder als Ergebnis eines Riemenschlupfes in der sich drehenden Ma schine Schwingungen bei einer hohen Frequenz erzeugt.

Ein plötzliches Stillegen von Produktionsmaschinen oder einer Produktionsanlage kann ein primärer Faktor bei einem größeren Unfall sein, oder es kann einen extrem großen ökonomischen Verlust mit sich bringen. An einem Produktionsort wird eine präventive Wartung praktiziert, um ein solches plötzliches Stillegen zu verhindern. Als präventive Wartung zum Vermeiden eines Fehlers gibt es ein Verfahren, das "auf einem Zustand basierende Wartung" genannt wird, welches den Zustand der Ma schinen oder der Anlage durch Messen von Geräuschen oder Schwingungen er greift, die durch die Maschinen oder die Anlage, die in Betrieb sind bzw. ist, erzeugt werden. Hier wird ein herkömmlicher Typ einer auf einem Zustand basierenden Wartung beschrieben werden, wobei eine Schwingungsmessung als Beispiel ge nommen wird. Wenn Schwingungen in Maschinen oder einer Anlage zum Diagno stizieren der Existenz eines Fehlers gemessen werden, wird eine Entscheidung diesbezüglich getroffen, ob die Amplitude der gemessenen Schwingung einen Refe renzwert übersteigt oder nicht. Normalerweise sind zwei Arten von Referenzwerten für eine solche Entscheidung vorgesehen. Wenn die gemessene Schwingungsampli tude den kleineren der Referenzwerte übersteigt, wird dies derart angesehen, daß sie im Bereich einer Warnung ist, wobei ein Betrieb unter der Voraussetzung fortge führt werden kann, daß häufig eine Überwachung durchgeführt wird. Andererseits wird dann, wenn die gemessene Schwingungsamplitude den größeren der Refe renzwerte übersteigt, dies derart angesehen, daß sie im Bereich einer Gefahr ist, wobei der Betrieb für die Maschinen oder die Anlage, die zu reparieren sind bzw. ist, sofort stillgelegt werden muß.

Wenn der Zustand der Maschinen bzw. der Maschinerie oder der Anlage den War nungsbereich erreicht, wird die Zeit, zu welcher der Zustand den Gefahrenbereich erreichen wird, zuerst aus einem Diagramm abgeschätzt, das eine vergangene Ten denz von Änderungen von einem normalen Zustand in den Warnungsbereich an zeigt. Dann werden eine Produktionsplanung und eine Wartungsplanung mit der höchsten ökonomischen Effizienz durchgeführt, um die nötige Reparatur auszufüh ren.

Es gibt verschiedene Arten von Maschinen oder Anlagen zur Verwendung bei einer Produktion in einer Firma, für welche die Spezifikationen, wie beispielsweise die An zahl von Umdrehungen, der elektrische Leistungsverbrauch und die Belastung mit dem Zweck einer Anwendung variieren. Es gibt auch viele Maschinen von unter schiedlichen Formen und Größen, von welchen Maschinen die Schwingungsamplitu de groß oder klein ist.

Der Referenzwert für eine Entscheidung beim Diagnostizieren der Existenz eines Fehlers ist für jeden dieser Teile von Maschinen und Anlagen ein besonderer und wird durch Ansammeln einer Menge von Fall-Abtastdaten unter Fehlerzuständen sowie unter normalen Zuständen bzw. Bedingungen bestimmt.

Daher ist ein optimaler Referenzwert für eine Entscheidung nötig, um den Effekt der auf einem Zustand bzw. einer Bedingung basierenden Wartung zu zeigen.

Jedoch gibt es aufgrund dessen, daß die Fall-Abtastdaten während eines Fehlers nicht erhalten werden können, weil die Maschinen oder die Anlagen selten ausfallen, viele Firmen, die keinen Referenzwert für eine Entscheidung zum Annehmen einer auf einem Zustand basierenden Wartung bestimmen können. Es ist daher sehr viel Arbeit erforderlich, um den Referenzwert für eine Entscheidung zu bestimmen, weil es viele Arten von Maschinen oder Anlagen gibt, die zu diagnostizieren sind, und es keine Wartungstechniker mit großem Diagnosewissen gibt, und ähnliches.

Weiterhin gibt es, obwohl eine auf einem Zustand basierende Wartung ein ökono misch überlegenes Wartungsverfahren ist, weil es die Wartungskosten senken kann, noch viele Firmen, die den Referenzwert für eine Entscheidung zum Annehmen der auf einem Zustand basierenden Wartung nicht bestimmen können, weil der optimale Referenzwert für eine solche Entscheidung nötig ist, um eine auf einem Zustand ba sierende Wartung zu benutzen, wie sie oben beschrieben ist.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Probleme zu lösen, die im Stand der Technik gefunden werden, und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Diagnostizieren eines Fehlers ohne Berücksichtigen von Spezifikationen von Maschinen, wie beispielsweise die Anzahl von Umdrehungen, den Verbrauch an elektrischer Leistung, die Belastung und das Konstruktionsmaß zu schaffen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie im Anspruch 1 definiert ist, ist ein Feh lerdiagnoseverfahren geschaffen, das die folgenden Schritte aufweist: Erfassen von Schwingungswellenformen, die durch eine Maschinerie oder eine (Betriebs-)Anlage erzeugt werden; Erhalten des Verhältnisses (β₁) eines bestimmten spezifischen Ab solutwerts der Schwingungswellenformen in einer kumulativen Frequenzverteilungs kurve bis zu einem Maximalwert (x_p) der Schwingungswellenformen; und Diagnosti zieren des Ausmaßes eines Fehlers in der Maschinerie oder der Anlage aus der Größe des Verhältnisses (β₁).

Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie im Anspruch 2 definiert ist, ist ein Feh lerdiagnoseverfahren geschaffen, das die folgenden Schritte aufweist: Erfassen von Schwingungswellenformen, die durch eine Maschinerie oder ein (Betriebs-)Anlage erzeugt werden; Erhalten des Verhältnisses (β₂) eines bestimmten spezifischen Ab solutwerts der Schwingungswellenformen bis zu einem Effektivwert (σ) der Schwin gungswellenformen; und Diagnostizieren des Ausmaßes eines Fehlers der Maschi nerie oder der Anlage aus dem Maß bzw. der Größe des Verhältnisses (β₂).

Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie im Anspruch 3 definiert ist, ist ein Feh lerdiagnoseverfahren geschaffen, das die folgenden Schritte aufweist: Erfassen von Schwingungswellenformen, die durch eine Maschinerie oder ein (Betriebs-)Anlage erzeugt werden; Erhalten eines Mittelwerts dritter Ordnung (β₃) und eines Mittelwerts vierter Ordnung (β₄), die statistische Werte von Daten sind, bei welchen die erhalte nen Schwingungswellenformen bei einem bestimmten spezifischen Absolutwert der Schwingungswellenformen in einer kumulativen Frequenzverteilungskurve normali siert sind; und Diagnostizieren des Ausmaßes eines Fehlers der Maschinerie oder der Anlage aus der Größe des Mittelwerts dritter Ordnung (β₃) und des Mittelwerts vierter Ordnung (β₄).

Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie im Anspruch 4 definiert ist, ist das Feh lerdiagnoseverfahren gemäß Anspruch 1, Anspruch 2 oder Anspruch 3 geschaffen, wobei der bestimmte spezifische Absolutwert der Schwingungswellenformen in der kumulativen Frequenzverteilungskurve ein Wert (ein äquivalenter Effektivwert: σ_eq) von 68,3% der kumulativen Frequenz ist.

Gemäß der Erfindung wie sie im Anspruch 5 definiert ist, ist eine Fehlerdiagnosevor richtung geschaffen, die folgendes aufweist: eine Schwingungs- Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Schwingungswellenformen, die durch eine Maschinerie oder ein (Betriebs-)Anlage erzeugt werden; eine Einrichtung zum Be rechnen einer kumulativen Frequenz zum Erhalten einer kumulativen Frequenzvertei lungskurve eines Absolutwerts von durch die Schwingungs-Erfassungseinrichtung erfaßten Schwingungswellenformen; eine Maximalwert-Erfassungseinrichtung zum Erhalten eines Maximalwerts (X_p) der durch die Schwingungs-Erfassungseinrichtung erfaßten Schwingungswellenformen; eine Spitzenverhältnis-Berechnungseinrichtung zum Erhalten des Spitzenverhältnisses (β₁) eines bestimmten spezifischen Werts in der durch die Einrichtung zum Berechnen einer kumulativen Frequenz berechneten kumulativen Frequenzverteilungskurve bis zu dem durch die Maximalwert-Erfas sungseinrichtung berechneten Maximalwert (X_p); und eine Fehlerdiagnoseeinrichtung zum Diagnostizieren des Ausmaßes eines Fehlers der Maschinerie oder der Anlage aus dem Maß bzw. der Größe des durch die Spitzenverhältnis- Berechnungseinrichtung berechneten Spitzenverhältnisses (β₁).

Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie im Anspruch 6 definiert ist, ist eine Feh lerdiagnosevorrichtung geschaffen, die folgendes aufweist: eine Schwingungs- Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Schwingungswellenformen, die durch eine Maschinerie oder eine (Betriebs-)Anlage erzeugt werden; eine Einrichtung zum Be rechnen einer kumulativen Frequenz zum Erhalten einer kumulativen Frequenzvertei lungskurve eines Absolutwerts der durch die Schwingungs-Erfassungseinrichtung erfaßten Schwingungswellenformen; eine Effektivwert-Berechnungseinrichtung zum Erhalten eines Effektivwerts (σ) der durch die Schwingungs-Erfassungseinrichtung erfaßten Schwingungswellenformen; eine Effektivwertverhältnis- Berechnungseinrichtung zum Erhalten eines Effektivwertverhältnisses (β₂) eines bestimmten spezifischen Werts in der durch die Einrichtung zum Berechnen einer kumulativen Frequenz berechneten kumulativen Frequenzverteilungskurve bis zu dem durch die Effektivwert-Berechnungseinrichtung berechneten Effektivwert (σ); und eine Fehlerdiagnoseeinrichtung zum Diagnostizieren des Ausmaßes eines Feh lers der Maschinerie oder der Anlage aus dem Maß bzw. der Größe des durch die Effektiverhältnis-Berechnungseinrichtung berechneten Effektivwertverhältnisses (β₂).

Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie im Anspruch 7 definiert ist, ist eine Feh lerdiagnosevorrichtung geschaffen, die folgendes aufweist: eine Schwingungs- Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Schwingungswellenformen, die durch eine Maschinerie oder eine (Betriebs-)Anlage erzeugt werden; eine Einrichtung zum Be rechnen einer kumulativen Frequenz zum Erhalten einer kumulativen Frequenzvertei lungskurve eines Absolutwerts der durch die Schwingungs-Erfassungseinrichtung erfaßten Schwingungswellenformen; eine Normalisierungseinrichtung zum Normali sieren der Schwingungswellenformen, die bei einem bestimmten spezifischen Wert in der durch die Einrichtung zum Berechnen einer kumulativen Frequenz berechne ten kumulativen Frequenzverteilungskurve erhalten sind; eine Einrichtung zum Be rechnen eines Mittelwerts dritter Ordnung und eines Mittelwerts vierter Ordnung zum Erhalten eines Mittelwerts dritter Ordnung (β₃) und eines Mittelwerts vierter Ordnung (β₄) aus durch die Normalisierungseinrichtung normalisierten Daten; eine Fehlerdia gnoseeinrichtung zum Diagnostizieren des Ausmaßes eines Fehlers der Maschinerie oder der Anlage aus einem Maß (einer Größe) des Mittelwerts dritter Ordnung (β₃) und des Mittelwerts vierter Ordnung (β₄), die durch die Einrichtung zum Berechnen des Mittelwerts dritter Ordnung und des Mittelwerts vierter Ordnung berechnet sind. Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie im Anspruch 8 definiert ist, ist die Feh lerdiagnosevorrichtung gemäß Anspruch 5, Anspruch 6 oder Anspruch 7 geschaffen, wobei der bestimmte spezifische Absolutwert der Schwingungswellenformen in der kumulativen Frequenzverteilungskurve ein Wert (ein äquivalenter Effektivwert: σ_eq) von 68,3% der kumulativen Frequenz ist.

Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen klarer, wobei:

Fig. 1 eine Ansicht ist, die Schwingungsbeschleunigungswellenformen (a) zeigt, die durch ein normales Lager erzeugt werden, und ihre Amplitu denwahrscheinlickheits-Dichtefunktion (b);

Fig. 2 eine Ansicht ist, die Schwingungsbeschleunigungswellenformen (a) zeigt, die durch ein Lager erzeugt werden, bei welchem die Transmissi onsoberfläche einen Defekt hat, und ihre Amplitudenwahrscheinlich keits-Dichtefunktion (b);

Fig. 3 eine Ansicht ist, die die Beziehung zwischen einer Normalverteilung und einer Absolutwertverteilung, die durch Verarbeiten der Normalver teilung erhalten wird, erklärt;

Fig. 4 eine Ansicht ist, die die Beziehung zwischen der in Fig. 3 gezeigten Ab solutwertverteilung und einer kumulativen Frequenzverteilung erklärt;

Fig. 5 eine Ansicht ist, die die Beziehung zwischen der in Fig. 2 gezeigten Amplitudenwahrscheinlichkeits-Dichtefunktion eines normalen Ab schnitts und der Normalverteilung erklärt;

Fig. 6 eine Ansicht ist, die Schwingungsbeschleunigungswellenformen zeigt, die durch ein normales Lager erzeugt werden, wobei (a) die Drehzahl von 600 U/min zeigt, (b) die Drehzahl von 1000 U/min zeigt und (c) die Drehzahl von 1400 U/min zeigt;

Fig. 7 eine Ansicht ist, die Schwingungsbeschleunigungswellenformen zeigt, die durch ein Lager erzeugt werden, wobei der Außenring einen Defekt hat, wobei (a) die Drehzahl von 600 U/min zeigt, (b) die Drehzahl von 1000 U/min zeigt und (c) die Drehzahl von 1400 U/min zeigt;

Fig. 8 eine Ansicht ist, die Schwingungsbeschleunigungswellenformen zeigt, die durch ein Lager mit einem mittelgroßen Defekt erzeugt werden, das mit 1400 U/min läuft; und

Fig. 9 ein Blockdiagramm einer Fehlerdiagnosevorrichtung gemäß der vorlie genden Erfindung ist.

Nun werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Be zugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Fig. 1 ist eine Ansicht, die Schwingungsbeschleunigungswellenformen (a) zeigt, die durch ein normales Lager erzeugt werden, und ihre Amplitudenwahrscheinlichkeits-Dichtefunktion (b). Fig. 2 ist eine Ansicht, die Schwingungsbeschleunigungswellenformen (a) zeigt, die durch ein Lager erzeugt werden, bei welchem die Transmissionsoberfläche einen Defekt hat, und ihre Amplitudenwahrscheinlichkeits-Dichtefunktion (b). Fig. 3 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen einer Normalverteilung und einer Absolutweriverteilung, die durch Verarbeiten der Normalverteilung erhalten wird, erklärt. Fig. 4 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen der in Fig. 3 gezeigten Absolutwertverteilung und einer kumulativen Frequenzverteilung erklärt. Fig. 5 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen einer in Fig. 2 gezeigten Amplitudenwahrscheinlichkeits-Dichtefunktion ei nes normalen Abschnitts und der Normalverteilung erklärt. Fig. 6 ist eine Ansicht, die Schwingungsbeschleunigungswellenformen zeigt, die durch ein normales Lager er zeugt werden, und Fig. 7 ist eine Ansicht, die Schwingungsbeschleunigungswellen formen zeigt, die durch ein Lager mit einem Defekt an seinem Außenring erzeugt werden. Fig. 8 ist eine Ansicht, die Schwingungsbeschleunigungswellenformen zeigt, die durch ein Lager mit einem mittelgroßen Defekt erzeugt werden. Fig. 9 ist ein Blockdiagramm einer Fehlerdiagnosevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die vorliegende Erfindung basiert auf dem Prinzip, daß eine Amplitudenwahrschein lichkeits-Dichtefunktion der Schwingung, die durch eine Maschinerie oder eine Anla ge unter normalen Bedingungen erzeugt wird, eine Normalverteilung zeigt, während sie außerhalb einer Normalverteilung ist, wenn bei der Maschinerie oder der Anlage eine Störung auftritt oder sie in anomale Zustände eintritt.

Nun stimmt die Amplitudenwahrscheinlichkeits-Dichtefunktion, wenn sie aus den Schwingungsbeschleunigungswellenformen (1000 Teile von Abtastdaten sind hier gezeigt) erhalten wird, die durch ein normales Lager erzeugt werden, wie es in Fig. 1(a) gezeigt ist, im wesentlichen mit der Normalverteilung überein, wie sie in Fig. 1(b) gezeigt ist. In der Figur zeigt σ = 1 eine Standardabweichung (d. h. einen Effektiv wert).

Ebenso gibt es eine gewisse Möglichkeit, daß das Lager aufgrund einer Roll- bzw. Walzermüdung, eines Einschließens eines Fremdstoffes oder von ähnlichem eine Störung an der Transmissionsoberfläche erzeugt. Demgemäß werden dann, wenn das Lager mit einer solchen Störung gedreht wird, Stoßschwingungen bei jedem Vorbeilaufen an der defekten Stelle (dem Defekt) erzeugt, um die Schwingungsbe schleunigungswellenformen (1000 Teile von Abtastdaten sind hier gezeigt) zu erzeu gen, wie es in Fig. 2(a) gezeigt ist. Die aus den Schwingungsbeschleunigungswellen formen erhaltene Amplitudenwahrscheinlichkeits-Dichtefunktion ist in Fig. 2(b) ge zeigt.

In Fig. 2(b) kann dann, wenn σ = 1 ein Effektivwert einer Schwingung des Lagers unter normalen Bedingungen ist, die Amplitudenwahrscheinlichkeits-Dichtefunktion p(x) als die Summe einer Normalverteilungs-Dichtefunktion q(x) welche eine normale Komponente ist, und einer Dichtefunktion r(x), welche eine Fehlerkomponente ist, ausgedrückt werden, wie es im folgenden Ausdruck (1) gezeigt ist:

p(x) = q(x) + r(x) (1)

Beim normalen Verfahren ist es nicht möglich, den Effektivwert σ unter normalen Bedingungen aus einer willkürlichen Dichtefunktion p(x) zu messen.

Daher wird ein Wert, der dem Effektivwert σ unter normalen Bedingungen äquivalent ist, durch das folgende Verfahren erhalten. Zuerst kann die Amplitudenwahrschein lichkeits-Dichtefunktion f(x) der Normalverteilung N(µ, σ²), von welcher der Durch schnittswert µ ist und die Dispersion σ² ist, durch den folgenden Ausdruck (2) ausge drückt werden:

Hier kann durch ein derartiges Normalisieren, daß der Durchschnittswert µ = 0 und die Disnersion σ² = 1, um N(0,1) zu haben, die Amplitudenwahrscheinlichkeits- Dichtefunktion durch die folgenden Ausdrücke (3) und (4) ausgedrückt werden:

Nun ändert sich, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, selbst dann, wenn der Absolutwert der Normalverteilung so erhalten wird, daß die Absolutwertverteilung nur auf der positi ven Seite ist, die Position der Standardabweichung σ = 1 nicht.

Als nächstes wird die kumulative Frequenzverteilung k(x) aus der Amplitude von 0 erhalten, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Die kumulative Frequenz n bei einer Stelle der Standardabweichung σ = 1 aus der kumulativen Frequenzverteilung k(x) kann durch die folgenden Ausdrücke (5) und (6) erhalten werden:

Wenn die Amplitudenwahrscheinlichkeits-Dichtefunktion die Normalverteilung ist, ergibt sich aus dem Ausdruck (6) die kumulative Frrequenz n bis zu der Stelle der Standardabweichung σ = 1 zu 68,3%. Anders ausgedrückt ist es möglich, zu sagen, daß der Wert von 68,3% der kumulativen Frequenz der Effektivwert σ in der Ampli tudenwahrscheinlichkeits-Dichtefunktion von Schwingungen ist, die durch eine nor male Maschine erzeugt werden.

Beim defekten Lager, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, ist es dann, wenn der Einfluß des Defekts auf die Stoßschwingung kleiner als 31,7% der Gesamtheit in einer stündli chen Rate ist, wenn der Wert von 68,3% bei der kumulativen Frequenz von der Amplitudenwahrscheinlichkeits-Dichtefunktion dieser Schwingung erhalten wird, möglich zu sagen, daß der erhaltene Wert äquivalent zum Effektivwert σ dieses La gers unter normalen Bedingungen ist.

Hier ist in der Amplitudenwahrscheinlichkeits-Dichtefunktion der Schwingung der Wert von 68,3% der kumulativen Frequenz als ein äquivalenter Effektivwert oder ein äquivalenter quadratischer Mittelwert (äquivalenter rms: σ_eq) definiert.

Fig. 5 zeigt graphisch, daß in der in Fig. 2 gezeigten Amplitudenwahrscheinlichkeits- Dichtefunktion des defekten Lagers eine Stelle von 68,3% der kumulativen Fre quenz und eine Stelle der Standardabweichung σ = 1 der Normalverteilung über einstimmen. Die Korrelation ist in einem Bereich von σ = -1 ~ +1 hoch, und sie kann als die Amplitudenwahrscheinlichkeits-Dichtefunktion durch die Schwingung unter normalen Bedingungen angesehen werden.

Wie es in den folgenden Ausdrücken (7) bis (10) gezeigt ist, ist es durch Erhalten eines Spitzenverhältnisses β₁, welches das Verhältnis eines Maximalwerts x_p des Absolutwerts der Schwingungswellenformen zu dem äquivalenten Effektivwert σ_eq ist, eines Effektivwertverhältnisses β₂, welches das Verhältnis des aus den Schwin gungswellenformen erhaltenen Effektivwerts σ zu dem äquivalenten Effektivwert σ_eq ist, oder durch Normalisieren der erhaltenen Schwingungswellenformdaten mit dem äquivalenten Effektivwert σ_eq, um einen statistischen Mittelwert dritter Ordnung β₃ und einen statistischen Mittelwert vierter Ordnung β₄ zu erhalten, möglich, dimensi onslose Verschlechterungsparameter β₁, β₂, β₃ und β₄, verglichen mit den normalen Bedingungen, zu erhalten.

Das Entscheidungskriterium wird in bezug auf die Größe dieser dimensionslosen Verschlechterungsparameter β₁, β₂ und b₃ gebildet, wobei jeweils ein erstes Ent scheidungsverfahren zum Diagnostizieren eines Fehlers durch das Entscheidungs kriterium [1] der Größe von β₁, ein zweites Entscheidungsverfahren zum Diagnostizie ren des Fehlers durch das Entscheidungskriterium [2] der Größe von β₂ und ein drit tes Entscheidungsverfahren zum Diagnostizieren cles Fehlers durch das Entschei dungskriterium [3] der Größe von β₃ und β₄ gebildet werden. Die folgenden Entschei dungskriterien [1], [2] und [3] werden basierend auf den normalen Betriebsfällen und den Fehlerfällen vieler Teile einer Maschinerie oder einer Anlage gebildet, die tat sächlich arbeiten.

Beim Entscheidungskriterium [1] des ersten Entscheidungsverfahrens ist β₁ < 14 als normal definiert, ist β₁ ≧ 14 als Warnung definiert und ist β₁ ≧ 42 als Fehler definiert.

Beim Entscheidungskriterium [2] des zweiten Entscheidungsverfahrens ist β₂ < 3 als normal definiert, ist β2 ≧ 3 als Warnung definiert und ist β₂ ≧ 6 als Fehler definiert.

Beim Entscheidungskriterium [3] des dritten Entscheidungsverfahrens sind β₃ < 15 und β₄ < 20 als normal definiert, sind β3 ≧ 15 oder β₄ ≧ 20 als Warnung definiert und sind β₃ ≧ 45 oder β₄ ≧ 60 als Fehler definiert.

Da die dimensionslosen Verschlechterungsparameter β₁, β₂, β₃ und β₄ Relativwerte sind, die nicht von der Amplitude der Schwingung abhängen, können diese Ent scheidungskriterien ohne Rücksicht auf die elektrische Leistung und die Anzahl von Umdrehungen bzw. die Drehzahl der Maschinerie oder der Anlage angewendet wer den.

Als nächstes wird das Fehlerdiagnoseverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auf in Fig. 6 gezeigte Schwingungsbeschleunigungswellenformen (1000 Teile von Abtastdaten sind gezeigt) angewendet, die durch ein normales Lager erzeugt wer den. In Fig. 6 sind (a) Schwingungsbeschleunigungswellenformen bei 600 U/min. sind (b) Schwingungsbeschleunigungswellenformen bei 1000 U/min und sind (c) Schwingungsbeschleunigungswellenformen bei 1400 U/min.

Bei den Schwingungsbeschleunigungswellenformen bei 600 U/min ist der Maximal wert x_p = 46, ist der Effektivwert σ = 4,59 und ist der äquivalente Effektivwert σ_eq = 3,9.

Demgemäß gilt beim Entscheidungskriterium [1] β₁ = 11,8 und es wird als "normal" diagnostiziert. Beim Entscheidungskriterium [2] gilt β₂ = 1,2 und es wird als "normal" diagnostiziert. Beim Entscheidungskriterium [3] gilt β₃ = 0,01 und β₄ = 13,6 und diese werden als "normal" diagnostiziert.

Bei den Schwingungsbeschleunigungswellenformen bei 1000 U/min ist der Maxi malwert x_p = 75, ist der Effektivwert σ = 11,0 und ist der äquivalente Effektivwert σ_eq = 9,7.

Demgemäß gilt beim Entscheidungskriterium [1] β₁ = 7,7 und es wird als "normal" diagnostiziert, und gilt beim Entscheidungskriterium [2] β₂ = 1,1 und es wird als "normal" diagnostiziert. Beim Entscheidungskriterium [3] gilt β₃ = -0,23 und β₄ = 6,3, und diese werden als "normal" diagnostiziert.

Bei den Schwingungsbeschleunigungswellenformen bei 1400 U/min ist der Maxi malwert x_p = 153, ist der Effektivwert σ = 20,8 und ist der äquivalente Effektivwert σ_eq = 18,2.

Demgemäß gilt beim Entscheidungskriterium [1] β₁ = 8,4 und es wird als "normal" diagnostiziert, und gilt beim Entscheidungskriterium [2] β₂ = 1,1 und es wird als "normal" diagnostiziert. Beim Entscheidungskriterium [3] gilt β₃ = -0,47 und β₄ = 7,4, und diese werden als "normal" diagnostiziert.

Wie es bei den oben angegebenen Beispielen gezeigt ist, ändern sich dann, wenn sich die Anzahl von Umdrehungen pro Minute bei Verwendung desselben Lagers ändert, auch der Maximalwert x_p und der Effektivwert σ des Absolutwerts der Schwingungswellenformen, die zu messen sind, merklich. Jedoch werden deshalb, weil der äquivalente Effektivwert σ_eq, der zu dieser Zeit berechnet wird, sich auch im selben Verhältnis ändert, diese alle als "normal" diagnostiziert.

Als nächstes wird ein Fehlerdiagnoseverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auf die Schwingungsbeschleunigungswellenformen (1000 Teile von Abtastdaten sind gezeigt) angewendet, die durch ein Lager erzeugt werden, von welchem der Außen ring eine Störung hat, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. In Fig. 7 zeigt (a) die Schwingungs beschleunigungswellenformen bei 600 U/min, zeigt (b) dieselben bei 1000 U/min und zeigt (c) dieselben bei 1400 U/min.

Bei den Schwingungsbeschleunigungswellenformen bei 600 U/min ist der Maximal wert x_p = 775, ist der Effektivwert σ = 53,4 und ist der äquivalente Effektivwert σ_eq = 7,0.

Demgemäß gilt beim Entscheidungskriterium [1] β₁ = 111 und es wird als "Fehler" diagnostiziert und gilt beim Entscheidungskriterium [2] β₂ = 7,6 und es wird als "Fehler" diagnostiziert. Beim Entscheidungskriterium [3] gilt β₃ = -40,0 und β₄ = 2,0 × 10⁵, und diese werden als "Fehler" diagnostiziert.

Bei den Schwingungsbeschleunigungswellenformen bei 1000 U/min ist der Maxi malwert x_p = 2052, ist der Effektivwert σ = 290 und ist der äquivalente Effektivwert σ_eq = 18, 3.

Demgemäß gilt beim Entscheidungskriterium [1] β₁ = 112 und es wird als "Fehler" diagnostiziert, und gilt beim Entscheidungskriterium [2] β₂ = 15,8 und es wird als "Fehler" diagnostiziert. Beim Entscheidungskriterium [3] gilt β₃ = -525 und β₄ = 2,1 × 10⁶, und diese werden als "Fehler" diagnostiziert.

Bei den Schwingungsbeschleunigungswellenformen bei 1400 U/min ist der Maxi malwert x_p = 2052, ist der Effektivwert σ = 376 und ist der äquivalente Effektivwert σ_eq = 42,7.

Demgemäß gilt beim Entscheidungskriterium [1] β₁ = 48 und es wird als "Fehler" dia gnostiziert, und gilt beim Entscheidungskriterium [2] β₂ = 8,8 und es wird als "Fehler" diagnostiziert. Beim Entscheidungskriterium [3] gilt β₃ = -53,5 und ß₄ = 1,3 × 10⁵, und diese werden als "Fehler" diagnostiziert.

Bei 1000 U/min und 1400 U/min tritt eine Sättigung in einem analogen System auf. Obwohl der Maximalwert x_p der Schwingungsbeschleunigungswellenformen nicht genau ist, sind, wie es bei den vorangehenden Beispielen gezeigt ist, alle Ergebnisse als "Fehler" diagnostiziert worden, selbst wenn die Anzahl von Umdrehungen bei Verwendung desselben Lagers geändert wird.

Als nächstes wird ein Fehlerdiagnoseverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auf Schwingungsbeschleunigungswellenformen (1000 Teile von Abtastdaten sind gezeigt) angewendet, die durch ein Lager mit einem mittelgroßen Defekt erzeugt werden, wie es in Fig. 8 gezeigt ist. Hier sind Schwingungsbeschleunigungswellen formen bei 1400 U/min gezeigt.

Bei den Schwingungsbeschleunigungswellenformen bei 1400 U/min ist der Maxi malwert x_p = 234, ist der Effektivwert σ = 20,9 und ist der äquivalente Effektivwert σ_eq = 15,6.

Demgemäß gilt beim Entscheidungskriterium [1] β₁ = = 15,0 und es wird als "Warnung" diagnostiziert, und gilt beim Entscheidungskriterium [2] β₂ = 1,3 und es wird als "normal" diagnostiziert, während beim Entscheidungskriterium [3] β₃ = -1,3 und β₄ = 48 gilt, und diese werden als "Warnung" diagnostiziert.

Bei dem in Fig. 8 gezeigten Beispiel haben sowohl das erste Entscheidungsverfah ren als auch das dritte Entscheidungsverfahren dieselben Diagnoseergebnisse einer "Warnung", aber diese sind unterschiedlich vom zweiten Entscheidungsverfahren, von welchem das Diagnoseergebnis "normal" war. Jedoch ist zu beachten, daß die ses Beispiel innerhalb der Grenzen eines zulässigen Bereichs ist, in welchem es kei ne Rolle spielt, ob die Diagnose "normal" oder "Warnung" ist.

Auf diese Weise kann die Diagnose in einem Grenzgebiet unter diesen drei Ent scheidungsverfahren (vom ersten Entscheidungsverfahren bis zum dritten Entschei dungsverfahren) unterschiedlich sein, aber das andere Entscheidungsgebiet ist sehr eng.

Um diese Gebiete enger zu machen bzw. einzugrenzen, ist es möglich, den Fehler unter Verwendung von Entscheidungsergebnissen aus den drei Entscheidungsver fahren gleichzeitig zu diagnostizieren.

Als nächstes wird eine Fehlerdiagnosevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfin dung gezeigt, wie sie in Fig. 9 gezeigt ist, welche folgendes aufweist: einen piezo elektrischen Schwingungssensor 1 zum Erfassen einer Schwingungsbeschleuni gung, die durch eine Maschine erzeugt wird, ein Hochpaßfilter 2 zum Durchlassen einer Frequenzkomponente, die größer als 20 kHz ist, einen Verstärker 3, ein Tief paßfilter 4 zum Durchlassen einer Frequenzkomponente, die kleiner als 50 kHz ist, einen A/D-Wandler 5 von 12 Bits, einen Speicher (ROM) 6 zum Speichern eines Steuerprogramms und eines Verarbeitungsprogramms, einen Speicher (RAM) 7 zum Speichern von A/D-gewandelten Daten und eines Entscheidungsergebnisses, Schalter 8 zum Eingeben von Befehlen, wie beispielsweise eines Starts einer Dia gnose, eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) 9 zur arithmetischen Verarbeitung und zum Eingeben und Ausgeben von Daten und eine Flüssigkristallanzeige 10 zum Anzeigen des Entscheidungsergebnisses.

Eine Schwingungs-Erfassungseinrichtung besteht aus dem Schwingungssensor 1, dem Hochpaßfilter 2, dem Verstärker 3, dem Tiefpaßfilter 4 und dem A/D-Wandler 5 und ist dazu eingerichtet, als digitales Signal eine Schwingungsbeschleunigung zu erfassen, die durch eine Maschinerie oder eine Anlage erzeugt wird, von welcher die Frequenzkomponente größer als 20 kHz und kleiner als 50 kHz ist.

Weiterhin weist eine Fehlerdiagnosevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung folgendes auf: eine Einrichtung zum Berechnen einer kumulativen Frequenz zum Erhalten einer kumulativen Frequenzverteilungskurve eines Absolutwerts einer Schwingungsbeschleunigungswellenform durch den ROM 6, den RAM 7 und die CPU 9, eine Maximalwert-Erfassungseinrichtung zum Erhalten eines Maximalwerts x_p für die Schwingungsbeschleunigungswellenform, eine Effektivwert- Berechnungseinrichtung zum Erhalten eines Effektivwerts σ für die Schwingungsbe schleunigungswellenformen, eine Normalisierungseinrichtung zum Normalisieren der Schwingungsbeschleunigungswellenformen, die bei einem äquivalenten Effektivwert Geq erhalten werden, eine Spitzenverhältnis-Berechnungseinrichtung zum Erhalten des Spitzenverhältnisses β₁ des äquivalenten Effektivwerts σ_eq in der kumulativen Frequenzverteilungskurve bis zum Maximalwert x_p, eine Effektivwertverhältnis- Berechnungseinrichtung zum Erhalten des Effektivwertverhältnisses β₂ des äquiva lenten Effektivwerts σ_eq bis zum Effektivwert σ, eine Einrichtung zum Berechnen ei nes Mittelwerts dritter Ordnung und eines Mittelwerts vierter Ordnung zum Erhalten eines Mittelwerts dritter Ordnung β₃ und eines Mittelwerts vierter Ordnung β₄ aus normalisierten Daten, eine Fehlerdiagnoseeinrichtung zum Diagnostizieren des Ausmaßes eines Fehlers der Maschinerie oder der Anlage aus der Größe des Spit zenverhältnisses β₁ oder des Effektivwertverhältnisses β₂, oder des Mittelwerts dritter Ordnung β₃ und des Mittelwerts vierter Ordnung β₄.

Nun wird der Betrieb der Fehlerdiagnosevorrichtung, die wie oben beschrieben auf gebaut ist, beschrieben werden.

Zuerst wird die Schwingungsbeschleunigung eines Frequenzbereichs von 20 kHz bis 50 kHz die durch eine Maschinerie oder eine Anlage erzeugt wird, durch Durchlas sen der durch den Schwingungssensor 1 erfaßten Schwingungsbeschleunigung der Maschinerie oder der Anlage durch das Hochpaßfilter 2, den Verstärker 3 und das Tiefpaßfilter 4 erhalten.

Als nächstes wird die als analoges Signal erhaltene Schwingungsbeschleunigung durch den A/D-Wandler 5 in ein digitales Signal umgewandelt, und die digitalisierte Schwingungsbeschleunigung wird für alle 250 µs abgetastet, um 4096 Teile von Abtastdaten x_i im RAM 8 zu speichern.

Weiterhin kann ein integrierter Wert s₁ der Abtastdaten x_i durch den folgenden Aus druck (11) erhalten werden.

Dann wird der Durchschnittswert µ (µ = s₁/4096) erhalten. Ebenso werden die Ab tastdaten x_i um den Durchschnittswert µ verschoben, um eine DC- bzw. Gleich stromkomponente zu eliminieren (x_i = x_i - µ).

Als nächstes kann der quadratische integrierte Wert s₂ der Abtastdaten x_i durch den folgenden Ausdruck (12) erhalten werden. Der Effektivwert (ein mittlerer quadrati scher Wert) σ (x_rms) kann auch durch den folgenden Ausdruck (13) erhalten werden.

Dann wird der Absolutwert von 4096 Teilen von Abtastdaten x_i erhalten. Der 2798-te ( = 4096 × 0,683) Teil von Daten, gezählt ab dem kleinsten Absolutwert der Abtastda ten x_i, wird als der äquivalente Effektivwert σ_eq, eingestellt. Weiterhin werden die Ab tastdaten x_i normalisiert (x_i = x_i/σ_eq).

Ebenso wird der Maximalwert x_p des Absolutwerts der Abtastdaten x_i erhalten.

Als nächstes werden der integrierte Wert dritter Ordnung s₃ und der integrierte Wert vierter Ordnung s₄ der Abtastdaten x_i durch die folgenden Ausdrücke (14) und (15) erhalten

Als nächstes werden die dimensionslosen Verschlechterungsparameter β₁, β₂, β₃ und β₄ erhalten. Diese Parameter sind das Spitzenverhältnis β₁ = x_p/σ_ep, das Effektiv wertverhältnis β₂ = σ/σ_eq, der Mittelwert dritter Ordnung β₃ = s₃/4096 und der Mittel wert vierter Ordnung β₄ = s₄/4096.

Dann wird durch die Entscheidungskriterien [4] und [5] unter gleichzeitiger Berück sichtigung der Größe jedes der dimensionslosen Verschlechterungsparameter β₁, β₂, β₃ und β₄ eine Fehlerdiagnose durchgeführt.

Wenn β₁ < 14, β₂ < 3, β₃ < 15 und ß4 < 20 (Entscheidungskriterium [4]) gilt, wird dies als "normal" diagnostiziert.

Wenn β₁ ≧ 42, β₂ ≧ 6, β₃ ≧ 45 und β₄ ≧ 60 (Entscheidungskriterium [5]) gilt, wird dies als "Fehler" diagnostiziert.

Wenn die Bedingungen des Entscheidungskriteriunns [4] und des Entscheidungskri teriums [5] nicht erfüllt sind, wird dies als "Warnung" diagnostiziert.

Das Diagnoseergebnis wird Wartungsarbeitern und anderen durch Anzeigen von "Normal", "Warnung" oder "Fehler" auf der Flüssigkristallanzeige 10 mitgeteilt.

Die vorliegende Erfindung ist somit unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele beschrieben, auf welche ein Fehlerdiagnoseverfahren und eine Fehlerdiagnosevor richtung basierend auf einer Schwingungsmessung angewendet ist, aber es wird offensichtlich werden, daß dieselbe auf viele Arten verändert werden kann. Bei spielsweise kann die vorliegende Erfindung auch auf ein Fehlerdiagnoseverfahren und eine Fehlerdiagnosevorrichtung angewendet werden, die auf verschiedenen gemessenen Signalen basieren, wie beispielsweise einen Klangdruck und eine akustische Emission (AE), die gleichzeitig erzeugt werden, wenn Schwingungen durch einen Fehler im strukturellen System einer Maschine erzeugt werden, wie bei spielsweise ein Ungleichgewicht oder eine Fehlausrichtung, und verzerrte Wellen formen einer Rotationsachse.

Ebenso ist die vorliegende Erfindung bei den oben angegebenen Ausführungsbei spielen unter Bezugnahme auf ein Fehlerdiagnoseverfahren und eine Fehlerdiagno sevorrichtung beschrieben, die auf dem Wert von 68,3% der kumulativen Frequenz verteilung des Absolutwerts von erhaltenen Signalwellenformdaten basieren, aber dieselbe ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Bei spielsweise kann die vorliegende Erfindung auf ein Fehlerdiagnoseverfahren und eine Fehlerdiagnosevorrichtung angewendet werden, die auf einem Wert mit einer kleineren Änderung zwischen den normalen Bedingungen und den Fehlerbedingun gen basieren, wie beispielsweise einem Wert (einem mittleren Wert) von 50% der kumulativen Frequenzverteilung.

Wie es oben beschrieben ist, ist es gemäß dem Fehlerdiagnoseverfahren der vorlie genden Erfindung deshalb, weil die Entscheidung mittels dimensionsloser Verhält nisse (d. h. des Spitzenverhältnisses β₁, des Effektivwertverhältnisses β₂, des Mittel werts dritter Ordnung β₃ und des Mittelwerts vierter Ordnung β₄) getroffen wird, und nicht durch direktes Verwenden von Informationen über die Amplitude von Schwin gungen, die durch eine Maschine erzeugt werden, möglich, den Fehler zu diagnosti zieren, ohne daß es durch Spezifikationen beeinflußt wird, wie beispielsweise die Anzahl von Umdrehungen, den Verbrauch an elektrischer Leistung, die Belastung und die Größe der Maschine.

Gemäß der Fehlerdiagnosevorrichtung der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, weil die Entscheidung mittels eines dimensionslosen Verhältnisses (d. h. des Spit zenverhältnisses β₁, des Effektivwertverhältnisses β₂, des Mittelwerts dritter Ordnung β₃ und des Mittelwerts vierter Ordnung β₄) getroffen wird, und nicht durch direktes Verwenden von Informationen über die Amplitude von Schwingungen, die durch die Maschine erzeugt werden, möglich, den Fehler zu diagnostizieren, ohne daß es durch Spezifikationen beeinflußt wird, wie beispielsweise die Anzahl von Umdrehun gen, den Verbrauch an elektrischer Leistung, die Belastung und die Größe der Ma schine.

Claims

1. Fehlerdiagnoseverfahren, das die folgenden Schritte aufweist:
Erfassen von Schwingungswellenformen, die durch eine Maschinerie oder eine (Betriebs-)Anlage erzeugt werden;
Erhalten des Verhältnisses (β₁) eines bestimmten spezifischen Absolut werts der Schwingungswellenformen in einer kumulativen Frequenzverteilungs kurve bis zu einem Maximalwert (x_p) der Schwingungswellenformen; und
Diagnostizieren des Ausmaßes eines Fehlers in der Maschinerie oder der Anlage aus der Größe des Verhältnisses (β₁).

2. Fehlerdiagnoseverfahren, das die folgenden Schritte aufweist:
Erfassen von Schwingungswellenformen, die durch eine Maschinerie oder eine (Betriebs-)Anlage erzeugt werden;
Erhalten des Verhältnisses (β₂) eines bestimmten spezifischen Absolut werts der Schwingungswellenformen in einer kumulativen Frequenzverteilungs kurve bis zu einem Effektivwert (σ) der Schwingungswellenformen; und Diagnostizieren des Ausmaßes eines Fehlers der Maschinerie oder der Anlage aus der Größe des Verhältnisses (β₂).

3. Fehlerdiagnoseverfahren, das die folgenden Schritte aufweist:
Erfassen von Schwingungswellenformen, die durch eine Maschinerie oder eine (Betriebs-)Anlage erzeugt werden;
Erhalten eines Mittelwerts dritter Ordnung (β₃) und eines Mittelwerts vierter Ordnung (β₄), die statistische Werte von Daten sind, bei welchen die erhaltenen Schwingungswellenformen bei einem bestimmten spezifischen Absolutwert der Schwingungswellenformen in einer kumulativen Frequenzverteilungskurve normalisiert sind; und
Diagnostizieren des Ausmaßes eines Fehlers der Maschinerie oder der Anlage aus der Größe des Mittelwerts dritter Ordnung (β₃) und des Mittelwerts vierter Ordnung (β₄).

4. Fehlerdiagnoseverfahren nach Anspruch 1, Anspruch 2 oder Anspruch 3, wobei der bestimmte spezifische Absolutwert der Schwingungswellenformen in der kumulativen Frequenzverteilungskurve ein Wert (ein äquivalenter Effektivwert: σ_eq) von 68,3% der kumulativen Frequenz ist.

5. Fehlerdiagnosevorrichtung, die folgendes aufweist:
eine Schwingungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Schwingungs wellenformen, die durch eine Maschinerie oder eine (Betriebs-)Anlage erzeugt werden;
eine Einrichtung zum Berechnen einer kumulativen Frequenz zum Erhalten einer kumulativen Frequenzverteilungskurve eines Absolutwerts der durch die Schwingungs-Erfassungseinrichtung erfaßten Schwingungswellenformen;
eine Maximalwert-Erfassungseinrichtung zum Erhalten eines Maximalwerts (x_p) der durch die Schwingungs-Erfassungseinrichtung erfaßten Schwingungs wellenformen;
eine Spitzenverhältnis-Berechnungseinrichtung zum Erhalten des Spitzen verhältnisses (β₁) eines bestimmten spezifischen Werts in der durch die Einrich tung zum Berechnen einer kumulativen Frequenz berechneten kumulativen Frequenzverteilungskurve bis zu dem durch die Maximalwert- Erfassungseinrichtung berechneten Maximalwert (x_p); und
eine Fehlerdiagnoseeinrichtung zum Diagnostizieren des Ausmaßes eines Fehlers der Maschinerie oder der Anlage aus der Größe des durch die Spitzen verhältnis-Berechnungseinrichtung berechneten Spitzenverhältnisses (β₁).

6. Fehlerdiagnosevorrichtung, die folgendes aufweist: eine Schwingungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Schwingungs wellenformen, die durch eine Maschinerie oder eine (Betriebs-)Anlage erzeugt werden;
eine Einrichtung zum Berechnen einer kumulativen Frequenz zum Erhalten einer kumulativen Frequenzverteilungskurve eines Absolutwerts der durch die Schwingungs-Erfassungseinrichtung erfaßten Schwingungswellenformen;
eine Effektivwert-Berechnungseinrichtung zum Erhalten eines Effektivwerts (σ) der durch die Schwingungs-Erfassungseinrichtung erfaßten Schwingungs wellenformen;
eine Effektivwertverhältnis-Berechnungseinrichtung zum Erhalten des Ef fektivwertverhältnisses (β₂) eines bestimmten spezifischen Werts in der durch die Einrichtung zum Berechnen einer kumulativen Frequenz berechneten kumu lativen Frequenzverteilungskurve bis zu dem durch die Effektivwert- Berechnungseinrichtung berechneten Effektivwert (σ); und
eine Fehlerdiagnoseeinrichtung zum Diagnostizieren des Ausmaßes eines Fehlers der Maschinerie oder der Anlage aus der Größe des durch die Effekti vwertverhältnis-Berechnungseinrichtung berechneten Effektivwertverhältnisses (β₂).

7. Fehlerdiagnosevorrichtung, die folgendes aufweist:
eine Schwingungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Schwingungs wellenformen, die durch eine Maschinerie oder eine (Betriebs-)Anlage erzeugt werden;
eine Einrichtung zum Berechnen einer kumulativen Frequenz zum Erhalten einer kumulativen Frequenzverteilungskurve eines Absolutwerts der durch die Schwingungs-Erfassungseinrichtung erfaßten Schwingungswellenformen;
eine Normalisierungseinrichtung zum Normalisieren der bei einem be stimmten spezifischen Wert in der durch die Einrichtung zum Berechnen einer kumulativen Frequenz berechneten kumulativen Frequenzverteilungskurve er haltenen Schwingungswellenformen;
eine Einrichtung zum Berechnen eines Mittelwerts dritter Ordnung und ei nes Mittelwerts vierter Ordnung zum Erhalten eines Mittelwerts dritter Ordnung (β₃) und eines Mittelwerts vierter Ordnung (β₄) aus durch die Normalisierungs einrichtung normalisierten Daten; und
eine Fehlerdiagnoseeinrichtung zum Diagnostizieren des Ausmaßes eines Fehlers der Maschinerie oder der Anlage aus der Größe des Mittelwerts dritter Ordnung (β₃) und des Mittelwerts vierter Ordnung (β₄), die durch die Einrichtung zum Berechnen eines Mittelwerts dritter Ordnung und eines Mittelwerts vierter Ordnung berechnet sind.

8. Fehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 5, Anspruch 6 oder Anspruch 7, wo bei der bestimmte spezifische Absolutwert der Schwingungswellenformen in der kumulativen Frequenzverteilungskurve ein Wert (ein äquivalenter Effekti vwert: σ_eq) von 68,3% der kumulativen Frequenz ist.