JP2001324416A - 軸及び軸受間の滑り検出方法及び検出装置 - Google Patents
軸及び軸受間の滑り検出方法及び検出装置Info
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- JP2001324416A JP2001324416A JP2000142349A JP2000142349A JP2001324416A JP 2001324416 A JP2001324416 A JP 2001324416A JP 2000142349 A JP2000142349 A JP 2000142349A JP 2000142349 A JP2000142349 A JP 2000142349A JP 2001324416 A JP2001324416 A JP 2001324416A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 軸受の破損原因となる軸及び軸受間の滑りを
簡易且つ確実に検出する方法及びその検出装置を提供す
ること。 【解決手段】 軸２と軸受３の内輪８との間の締め付け
緩みにより発生するこれら軸２と内輪８との間の滑りを
検出する。軸２と内輪８との間にはテーパー状の治具５
を介挿してある。軸２と軸受３間に滑りを生じている場
合、軸受３の近傍から生じる音響信号中の信号成分のう
ち、軸２の回転数に相当する周波数における成分の強度
が高くなる。これを利用して、軸受３の近傍から音響セ
ンサ２１により音響信号を受信し、音響信号中の信号成
分のうち、軸２の回転数に相当する周波数における成分
の強度により前記滑りを検出する。
簡易且つ確実に検出する方法及びその検出装置を提供す
ること。 【解決手段】 軸２と軸受３の内輪８との間の締め付け
緩みにより発生するこれら軸２と内輪８との間の滑りを
検出する。軸２と内輪８との間にはテーパー状の治具５
を介挿してある。軸２と軸受３間に滑りを生じている場
合、軸受３の近傍から生じる音響信号中の信号成分のう
ち、軸２の回転数に相当する周波数における成分の強度
が高くなる。これを利用して、軸受３の近傍から音響セ
ンサ２１により音響信号を受信し、音響信号中の信号成
分のうち、軸２の回転数に相当する周波数における成分
の強度により前記滑りを検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軸と軸受の内輪と
の間の締め付け緩みにより発生するこれら軸と内輪との
間の滑りを検出する軸及び軸受間の滑り検出方法及び検
出装置に関する。
の間の締め付け緩みにより発生するこれら軸と内輪との
間の滑りを検出する軸及び軸受間の滑り検出方法及び検
出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、各種軸受において、軸受の取り
付け不良や運転中の過大荷重等が原因で、軸と軸受との
間に締付緩みの発生することがある。この緩みが発生す
ると、軸及び軸受間で滑りが生じ、摩擦熱による軸受内
の焼き付きや異物混入の原因となる。そして、転走面や
転動体にきずが発生し、軸受の破損に至りかねない。
付け不良や運転中の過大荷重等が原因で、軸と軸受との
間に締付緩みの発生することがある。この緩みが発生す
ると、軸及び軸受間で滑りが生じ、摩擦熱による軸受内
の焼き付きや異物混入の原因となる。そして、転走面や
転動体にきずが発生し、軸受の破損に至りかねない。
【０００３】一方、軸受の転走面や転動体に生じた異常
を検出する手法としては、人間の聴覚や手による触覚の
他、振動法による検出が用いられてきた。
を検出する手法としては、人間の聴覚や手による触覚の
他、振動法による検出が用いられてきた。
【０００４】しかし、これらの従来方法では、軸受近傍
から発生する異常衝撃音が低い場合は他の雑音との弁別
が困難である場合が多い。また、異常音が認められた場
合には既に軸受の転走面等にきず等が発生した後となる
ことが通常である。
から発生する異常衝撃音が低い場合は他の雑音との弁別
が困難である場合が多い。また、異常音が認められた場
合には既に軸受の転走面等にきず等が発生した後となる
ことが通常である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来の実状に鑑
みて、本発明の目的は、軸受の破損原因となる軸及び軸
受間の滑りを簡易且つ確実に検出する方法及びその検出
装置を提供することにある。
みて、本発明の目的は、軸受の破損原因となる軸及び軸
受間の滑りを簡易且つ確実に検出する方法及びその検出
装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る軸及び軸受間の滑り検出方法の特徴
は、前記軸受の近傍から音響センサにより音響信号を受
信し、音響信号中の信号成分のうち、軸の回転数に相当
する周波数における成分の強度により前記滑りを検出す
ることにある。なお、本実施形態では、前記軸と内輪と
の間にはテーパー状の治具を介挿してある。
め、本発明に係る軸及び軸受間の滑り検出方法の特徴
は、前記軸受の近傍から音響センサにより音響信号を受
信し、音響信号中の信号成分のうち、軸の回転数に相当
する周波数における成分の強度により前記滑りを検出す
ることにある。なお、本実施形態では、前記軸と内輪と
の間にはテーパー状の治具を介挿してある。
【０００７】発明者らの実験によれば、軸と軸受間に滑
りを生じている場合、軸受の近傍から生じる音響信号中
の信号成分のうち、軸の回転数に相当する周波数におけ
る成分の強度が高くなることが判明した。したがって、
この強度をモニタすることにより、前記滑りを早期に検
出することができる。
りを生じている場合、軸受の近傍から生じる音響信号中
の信号成分のうち、軸の回転数に相当する周波数におけ
る成分の強度が高くなることが判明した。したがって、
この強度をモニタすることにより、前記滑りを早期に検
出することができる。
【０００８】一方、本発明に係る軸及び軸受間の滑り検
出装置の特徴構成は、前記軸受の近傍から音響信号を受
信する音響センサと、軸の回転数を検出する軸回転数検
出手段と、音響信号中の周波数解析を行う周波数解析手
段とを備え、前記音響信号の周波数成分うち前記軸回転
数検出手段により検出した軸の回転数に相当する周波数
における成分の強度を測定する強度検出手段を設けたこ
とにある。
出装置の特徴構成は、前記軸受の近傍から音響信号を受
信する音響センサと、軸の回転数を検出する軸回転数検
出手段と、音響信号中の周波数解析を行う周波数解析手
段とを備え、前記音響信号の周波数成分うち前記軸回転
数検出手段により検出した軸の回転数に相当する周波数
における成分の強度を測定する強度検出手段を設けたこ
とにある。
【０００９】
【発明の効果】このように、本発明によれば、音響信号
のうち「軸の回転数に相当する周波数における成分の強
度」をモニタすればよいので、ノイズの影響を受けにく
く、確実に軸及び軸受間の滑りを検出することができる
ようになった。しかも、また、モニタ情報の限定が容易
であるから、装置自体も簡易に構成でき、滑り検出を簡
易に実施することができるようになった。
のうち「軸の回転数に相当する周波数における成分の強
度」をモニタすればよいので、ノイズの影響を受けにく
く、確実に軸及び軸受間の滑りを検出することができる
ようになった。しかも、また、モニタ情報の限定が容易
であるから、装置自体も簡易に構成でき、滑り検出を簡
易に実施することができるようになった。
【００１０】本発明の他の目的、構成及び効果について
は、以下に示す発明の実施の形態の項で明らかになるで
あろう。
は、以下に示す発明の実施の形態の項で明らかになるで
あろう。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照しながら、本発
明の実施形態についてさらに詳細に説明する。 図１
は、本発明の検出対象となる軸受近傍の縦断面図であ
り、例えばコンベア等のローラー軸を枢支する場合に用
いられるものである。ここで、軸端部構造１において
は、軸２が軸受３によって回転自在に受け止められ、軸
受３は軸受箱４に支持されている。
明の実施形態についてさらに詳細に説明する。 図１
は、本発明の検出対象となる軸受近傍の縦断面図であ
り、例えばコンベア等のローラー軸を枢支する場合に用
いられるものである。ここで、軸端部構造１において
は、軸２が軸受３によって回転自在に受け止められ、軸
受３は軸受箱４に支持されている。
【００１２】軸２は端部側の小径部２ａと中間の大径部
２ｂとを有しており、小径部２ａが治具５により軸受３
に締め付け固定される。ここで、治具５のテーパー面５
ａは、軸受３の内輪８における内輪内面８ａと同様、軸
２の端部側ほど小径となっている。そして、内輪８の端
部に緩み止めの座金７を外嵌させると共にねじ部５ｂに
ナット６を螺合させて締め付け、テーパー面５ａと内輪
内面８ａとを利用して小径部２ａと内輪内面８ａとの間
に治具５を強制的に食い込ませ、軸２と内輪８との相対
回転滑りを防いでいる。
２ｂとを有しており、小径部２ａが治具５により軸受３
に締め付け固定される。ここで、治具５のテーパー面５
ａは、軸受３の内輪８における内輪内面８ａと同様、軸
２の端部側ほど小径となっている。そして、内輪８の端
部に緩み止めの座金７を外嵌させると共にねじ部５ｂに
ナット６を螺合させて締め付け、テーパー面５ａと内輪
内面８ａとを利用して小径部２ａと内輪内面８ａとの間
に治具５を強制的に食い込ませ、軸２と内輪８との相対
回転滑りを防いでいる。
【００１３】内輪８とその外周に位置する外輪１１との
間には、複数個の転動体９が２列にわたって円周方向に
並べられている。保持器１０は各転動体９の位置決めを
行うと共に各転動体９間の接触を防いでいる。そして、
外輪１１に対して内輪８を相対回転自在に支持してい
る。
間には、複数個の転動体９が２列にわたって円周方向に
並べられている。保持器１０は各転動体９の位置決めを
行うと共に各転動体９間の接触を防いでいる。そして、
外輪１１に対して内輪８を相対回転自在に支持してい
る。
【００１４】軸受箱４は軸受３の外輪１１を基礎に固定
支持する。軸受箱４の端部には孔が形成され、蓋４ａに
より閉鎖されており、この蓋４ａに音響センサ２１を取
り付けてある。軸受箱４は鋳物等として製作され、ナッ
ト６の締付緩みにより小径部２ａ，治具５間の相対回転
に起因する音響信号（ＡＥ）を音響センサ２１により受
信する。
支持する。軸受箱４の端部には孔が形成され、蓋４ａに
より閉鎖されており、この蓋４ａに音響センサ２１を取
り付けてある。軸受箱４は鋳物等として製作され、ナッ
ト６の締付緩みにより小径部２ａ，治具５間の相対回転
に起因する音響信号（ＡＥ）を音響センサ２１により受
信する。
【００１５】図２（ａ）は、本発明の検出方法を実施す
るための検出装置２０のブロック図である。この検出装
置２０は、軸２と治具５との間で発生する音響信号を音
響センサ２１で受信し、アンプ２２により増幅し、波形
記録装置２３で記録すると共に、周波数解析装置２４で
高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により周波数スペクトルを
求める。
るための検出装置２０のブロック図である。この検出装
置２０は、軸２と治具５との間で発生する音響信号を音
響センサ２１で受信し、アンプ２２により増幅し、波形
記録装置２３で記録すると共に、周波数解析装置２４で
高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により周波数スペクトルを
求める。
【００１６】発明者らの実験によれば、軸受に緩みを生
じていない場合の音響信号波形は図５に示す如きもので
あって、同図（ａ）に示すエンベロープ波形をＦＦＴ処
理することにより、同図（ｂ）に示す周波数スペクトル
を得る。これらの例から、緩みが生じていない場合は、
エンベロープ波形に揺らぎが少なく、周波数スペクトル
も全体的にフラットであることが伺える。
じていない場合の音響信号波形は図５に示す如きもので
あって、同図（ａ）に示すエンベロープ波形をＦＦＴ処
理することにより、同図（ｂ）に示す周波数スペクトル
を得る。これらの例から、緩みが生じていない場合は、
エンベロープ波形に揺らぎが少なく、周波数スペクトル
も全体的にフラットであることが伺える。
【００１７】一方、図４に示すように、軸受に緩みを生
じた場合の音響信号波形の同（ａ）に示すエンベロープ
波形は全体的に揺らぎを生じている。また、同（ｂ）に
示すＦＦＴ処理後の周波数スペクトルは、低周波領域の
うち、ある特性周波数において矢印に示すように高くな
っている。
じた場合の音響信号波形の同（ａ）に示すエンベロープ
波形は全体的に揺らぎを生じている。また、同（ｂ）に
示すＦＦＴ処理後の周波数スペクトルは、低周波領域の
うち、ある特性周波数において矢印に示すように高くな
っている。
【００１８】図３に示す周波数スペクトルが局所的に高
くなる特性周波数ｆ０と軸の回転数との関係を調べた結
果、特性周波数ｆ０は軸２の回転数に相当する周波数と
ほぼ等しいことが判明した。軸２と治具５との間の滑り
は間欠的に発生していることから、これらの間にも軸２
の回転数に等しい相対回転が発生し、これにより軸２の
回転数に相当する周波数のＡＥが発生したものと推察さ
れる。
くなる特性周波数ｆ０と軸の回転数との関係を調べた結
果、特性周波数ｆ０は軸２の回転数に相当する周波数と
ほぼ等しいことが判明した。軸２と治具５との間の滑り
は間欠的に発生していることから、これらの間にも軸２
の回転数に等しい相対回転が発生し、これにより軸２の
回転数に相当する周波数のＡＥが発生したものと推察さ
れる。
【００１９】次に、本発明の第二実施形態として、特性
周波数の連続的なモニタを行う検出装置３０について図
２（ｂ）を参照しながら説明する。なお、上記実施形態
と同様の部材には同様の符号を付してある。
周波数の連続的なモニタを行う検出装置３０について図
２（ｂ）を参照しながら説明する。なお、上記実施形態
と同様の部材には同様の符号を付してある。
【００２０】音響センサ２１からの音響信号はアンプ２
２での増幅後にＡ／Ｄコンバーター２５ａでＡ／Ｄ変換
され、パーソナルコンピュータ２６で処理される。軸２
の回転数は、軸２上の標点を磁気的又は光学的に捕らえ
る回転数検出素子２７ａ又はコンベアシステム全体の駆
動を制御する回転制御装置２７ｂにより検出される。こ
れら回転検出手段である回転数検出素子２７ａ及び回転
制御装置２７ｂの信号はＡ／Ｄコンバーター２５ｂによ
りＡ／Ｄ変換され、パーソナルコンピュータ２６におけ
るモニタ用の特性周波数の決定に用いられる。
２での増幅後にＡ／Ｄコンバーター２５ａでＡ／Ｄ変換
され、パーソナルコンピュータ２６で処理される。軸２
の回転数は、軸２上の標点を磁気的又は光学的に捕らえ
る回転数検出素子２７ａ又はコンベアシステム全体の駆
動を制御する回転制御装置２７ｂにより検出される。こ
れら回転検出手段である回転数検出素子２７ａ及び回転
制御装置２７ｂの信号はＡ／Ｄコンバーター２５ｂによ
りＡ／Ｄ変換され、パーソナルコンピュータ２６におけ
るモニタ用の特性周波数の決定に用いられる。
【００２１】パーソナルコンピュータ２６では入力され
た音響信号のエンベロープ波形がＦＦＴ手段２６ａによ
りＦＦＴ変換され、周波数スペクトルが求められる。強
度検出手段に相等する強度モニタ手段２６ｂでは、先の
回転検出手段からの信号に基づき特性周波数が決定さ
れ、その特性周波数における周波数成分の強度がモニタ
される。この特性周波数における周波数成分が一定以上
の強度を上回った場合には、警報が発せられ、軸の緩み
を検出する。
た音響信号のエンベロープ波形がＦＦＴ手段２６ａによ
りＦＦＴ変換され、周波数スペクトルが求められる。強
度検出手段に相等する強度モニタ手段２６ｂでは、先の
回転検出手段からの信号に基づき特性周波数が決定さ
れ、その特性周波数における周波数成分の強度がモニタ
される。この特性周波数における周波数成分が一定以上
の強度を上回った場合には、警報が発せられ、軸の緩み
を検出する。
【００２２】最後に、本発明の他の実施形態の可能性に
ついて列挙する。上記実施形態では本発明をコンベアの
軸受について説明した。しかし、本発明はあらゆる他の
種の軸受についても実施できる。また、上記実施形態で
は軸受の内輪が回転側で、軸自体を回転させていた。し
かし、軸受の外輪を回転側とし、軸自体を固定側として
もよい。
ついて列挙する。上記実施形態では本発明をコンベアの
軸受について説明した。しかし、本発明はあらゆる他の
種の軸受についても実施できる。また、上記実施形態で
は軸受の内輪が回転側で、軸自体を回転させていた。し
かし、軸受の外輪を回転側とし、軸自体を固定側として
もよい。
【００２３】上記実施形態では、本発明をころ軸受につ
いて説明した。しかし、本発明はボール軸受の他、ころ
やボール等の転動体を利用しない摺動体を利用した軸受
についても実施することができる。
いて説明した。しかし、本発明はボール軸受の他、ころ
やボール等の転動体を利用しない摺動体を利用した軸受
についても実施することができる。
【００２４】なお、特許請求の範囲の項に記入した符号
は、あくまでも図面との対照を便利にするためのものに
すぎず、この記入により本発明は添付図面の構成に限定
されるものではない。
は、あくまでも図面との対照を便利にするためのものに
すぎず、この記入により本発明は添付図面の構成に限定
されるものではない。
【図１】本発明の検出対象となる軸受近傍の縦断面図で
ある。
ある。
【図２】（ａ）は本発明の検出方法を実施するための検
出装置のブロック図、（ｂ）は他の実施形態を示す検出
装置のブロック図である。
出装置のブロック図、（ｂ）は他の実施形態を示す検出
装置のブロック図である。
【図３】軸及び軸受間の滑りと特性周波数における信号
強度との関係を示す図である。
強度との関係を示す図である。
【図４】軸受に緩みを生じた場合の音響信号波形であっ
て、（ａ）はエンベロープ波形、（ｂ）はＦＦＴ処理後
の周波数スペクトルを示す波形である。
て、（ａ）はエンベロープ波形、（ｂ）はＦＦＴ処理後
の周波数スペクトルを示す波形である。
【図５】軸受に緩みを生じていない場合の音響信号波形
であって、（ａ）はエンベロープ波形、（ｂ）はＦＦＴ
処理後の周波数スペクトルを示す波形である。
であって、（ａ）はエンベロープ波形、（ｂ）はＦＦＴ
処理後の周波数スペクトルを示す波形である。
１ 軸端部構造 ２ 軸 ２ａ 小径部 ２ｂ 大径部 ３ 軸受 ４ 軸受箱 ４ａ 蓋 ５ 治具 ５ａ テーパー面 ５ｂ ねじ部 ６ ナット ７ 座金 ８ 内輪 ８ａ 内輪内面 ９ 転動体 １０ 保持器 １１ 外輪 ２０ 検出装置 ２１ 音響センサ ２２ アンプ ２３ 波形記録装置 ２４ 周波数解析装置 ２５ａ、２５ｂ Ａ／Ｄコンバーター ２６ パーソナルコンピュータ ２６ａ ＦＦＴ手段 ２６ｂ 強度モニタ手段 ２７ａ 回転数検出素子 ２７ｂ 回転制御装置 ３０ 検出装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 進藤 誠 千葉県市原市五井9138 非破壊検査株式会 社内 Ｆターム(参考） 2G024 AC01 AC03 AC05 AC06 BA27 CA13 FA04 3J101 AA02 AA12 AA32 AA43 AA52 AA62 FA24 FA26 FA31 FA60 GA42
Claims (3)
- 【請求項１】 軸（２）と軸受（３）の内輪（８）との
間の締め付け緩みにより発生するこれら軸（２）と内輪
（８）との間の滑りを検出する軸及び軸受間の滑り検出
方法であって、前記軸受（３）の近傍から音響センサ
（２１）により音響信号を受信し、音響信号中の信号成
分のうち、軸（２）の回転数に相当する周波数における
成分の強度により前記滑りを検出することを特徴とする
軸及び軸受間の滑り検出方法。 - 【請求項２】 前記軸（２）と前記内輪（８）との間に
テーパー状の治具（５）を介挿してある請求項１に記載
の軸及び軸受間の滑り検出方法。 - 【請求項３】 軸（２）と軸受（３）の内輪（８）との
間の締め付け緩みにより発生するこれら軸（２）と内輪
（８）との間の滑りを検出する軸及び軸受間の滑り検出
装置であって、前記軸受（３）の近傍から音響信号を受
信する音響センサ（２１）と、軸（２）の回転数を検出
する軸回転数検出手段（２７ａ，２７ｂ）と、音響信号
中の周波数解析を行う周波数解析手段（２４，２６ａ）
とを備え、前記音響信号の周波数成分うち前記軸回転数
検出手段により検出した軸（２）の回転数に相当する周
波数（５０）における成分の強度を測定する強度検出手
段（２６ｂ）を設けたことを特徴とする軸及び軸受間の
滑り検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000142349A JP4299949B2 (ja) | 2000-05-15 | 2000-05-15 | コンベアのローラー軸及び軸受間の滑り検出方法及び検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000142349A JP4299949B2 (ja) | 2000-05-15 | 2000-05-15 | コンベアのローラー軸及び軸受間の滑り検出方法及び検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001324416A true JP2001324416A (ja) | 2001-11-22 |
| JP4299949B2 JP4299949B2 (ja) | 2009-07-22 |
Family
ID=18649337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000142349A Expired - Fee Related JP4299949B2 (ja) | 2000-05-15 | 2000-05-15 | コンベアのローラー軸及び軸受間の滑り検出方法及び検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4299949B2 (ja) |
Cited By (3)
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-
2000
- 2000-05-15 JP JP2000142349A patent/JP4299949B2/ja not_active Expired - Fee Related
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