JP2002310854A - Method and device for detecting damaged tooth of speed increasing/reducing gear - Google Patents
Method and device for detecting damaged tooth of speed increasing/reducing gearInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、増・減速機歯車の
損傷歯を検出する方法および装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for detecting a damaged tooth of a speed increasing / reducing gear.
【０００２】[0002]
【従来の技術】減速機等の歯車装置の損傷を知るには、
歯車装置を休止して分解点検し、内部の歯車を目視する
方法（休止点検法と呼称）や、運転中の歯車装置から発
生する振動を計測する方法（振動法と呼称）や運転中の
歯車から発生するAE（アコースティックエミッション：
音響的弾性波）を計測分析する方法（AE法と呼称）など
がある。2. Description of the Related Art To know the damage of a gear device such as a speed reducer,
A method of stopping and disassembling and checking the gears and visually checking the internal gears (referred to as the rest inspection method), a method for measuring the vibration generated from the gears during operation (referred to as the vibration method), and a gear during operation AE (Acoustic emission:
There is a method of measuring and analyzing acoustic elastic waves (called the AE method).
【０００３】上記方法で公開されている技術としては、
特開平６−２８１５４１号（振動法）および特開平７−
４９５１号（AE法）がある。[0003] Techniques disclosed by the above method include:
JP-A-6-281541 (vibration method) and JP-A-7-281
No. 4951 (AE method).
【０００４】特開平６−２８１５４１号は、歯車等の機
械要素に予測される損傷振動の評価式を備えた劣化診断
手段と、機械要素に取り付けられた振動検出器とを有
し、劣化診断手段は、劣化度合を示す指標値によって機
械要素の劣化診断を行う装置である。これは、最小限の
振動検出器を用いて、歯車や軸受けの位置と損傷原因を
診断するものである。Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-281541 includes a deterioration diagnosis means provided with an evaluation formula for damage vibration predicted for a mechanical element such as a gear, and a vibration detector attached to the mechanical element. Is a device for diagnosing the deterioration of a machine element based on an index value indicating the degree of deterioration. This is to diagnose the position of gears and bearings and the cause of damage using a minimum vibration detector.
【０００５】また、特開平７−４９５１号は、複数個の
AE検出部と、歯車回転位相検出部と、AE信号を包絡線検
波する包絡線検波部と、一定範囲の周波数成分を通過さ
せるフィルタリング部と、AE事象パラメータ部と、AE発
生位置分別部と、AE発生時間間隔分別部と、歯車位相分
布演算部と、クラック進展判定部とから構成された歯車
のクラック診断装置である。これによれば、歯面に生じ
るクラックが相当小さい場合でも診断が可能であり、歯
車の段数、ピニオンか大ギヤなのかの判定ができる。[0005] Also, Japanese Patent Application Laid-Open No.
An AE detection unit, a gear rotation phase detection unit, an envelope detection unit for envelope detection of the AE signal, a filtering unit for passing a certain range of frequency components, an AE event parameter unit, an AE occurrence position classification unit, This is a gear crack diagnosis device including an AE occurrence time interval classification unit, a gear phase distribution calculation unit, and a crack progress determination unit. According to this, it is possible to make a diagnosis even when the crack generated on the tooth surface is considerably small, and it is possible to determine the number of gear stages and whether the gear is a pinion or a large gear.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
特開平６−２８１５４１号および特開平７−４９５１号
の装置では、どの歯車に損傷が発生しているかは分かる
が、その歯車のどの位置の歯に損傷があるのかが分から
ない。このため、その損傷状態（歯の摩耗、欠損、亀裂
入り）を点検するには、上ケーシングを取り外して点検
する必要があり、労力と時間がかかるという問題があ
る。However, in the apparatus disclosed in JP-A-6-281541 and JP-A-7-4951, it is possible to know which gear is damaged. I do not know if there is any damage. Therefore, it is necessary to remove and inspect the upper casing to check the damage state (tooth wear, deficit, cracking), and there is a problem that labor and time are required.
【０００７】本発明は、損傷を生じた歯車の歯の位置を
検出できる方法および装置を提供することにより、上ケ
ーシングを取り外すことを不要とし、ケーシングの点検
口を開けるだけで歯の損傷状態を点検できるようにする
ことを目的とする。The present invention provides a method and apparatus that can detect the position of a tooth of a damaged gear, thereby eliminating the need to remove the upper casing and reducing the state of tooth damage simply by opening the inspection port of the casing. The purpose is to be able to check.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を以
下の方法または装置によって達成する。According to the present invention, the above object is achieved by the following method or apparatus.
【０００９】請求項１の方法は、増・減速機の歯車軸の
振動加速度を振動センサーで検出する一方、歯車軸の回
転を歯車軸に設けた反射マークとこの近傍に設けたパル
ス発信器により検出し、前記振動センサーおよびパルス
発信器の出力信号を波形解析装置により解析し、損傷が
進行している歯車の歯の位置を検出する増・減速機歯車
の損傷歯の検出方法である。According to a first aspect of the present invention, while the vibration acceleration of the gear shaft of the speed increasing / decreasing gear is detected by a vibration sensor, the rotation of the gear shaft is detected by a reflection mark provided on the gear shaft and a pulse transmitter provided near the reflection mark. This is a method of detecting damaged teeth of an increasing / decreasing gear, in which the output signals of the vibration sensor and the pulse transmitter are detected and analyzed by a waveform analyzer to detect the positions of the teeth of the gear in which damage is progressing.
【００１０】請求項２の装置は、増・減速機の歯車軸の
振動加速度を検出する振動センサーと、前記歯車軸に設
けられた反射マークと、この反射マークの近傍に設けた
パルス発信器と、振動センサーおよびパルス発信器の出
力値を一時的に格納するデータレコーダと、このデータ
レコーダからの出力値から歯車に基づく出力のみを次の
波形解析装置に出力するバンドパスフィルターと、バン
ドパスフィルターからの出力値に基づき、初期出力値と
期間経過後の出力値の較差波形図を作成する波形図作成
機能と、この波形図作成機能で作成した波形図前記パル
ス発信器の出力値に基づいて損傷が進行した歯車歯の位
置を判定する損傷進行歯の判定機能とを有する波形解析
装置と、この波形解析装置で得られた結果を表示する表
示器とを備えている増・減速機歯車の損傷歯検出装置で
ある。According to a second aspect of the present invention, there is provided a vibration sensor for detecting a vibration acceleration of a gear shaft of a speed increasing / decreasing device, a reflection mark provided on the gear shaft, and a pulse transmitter provided near the reflection mark. , A data recorder that temporarily stores output values of a vibration sensor and a pulse transmitter, a band-pass filter that outputs only a gear-based output from the output value of the data recorder to the next waveform analyzer, and a band-pass filter A waveform diagram creating function for creating a differential waveform diagram of an initial output value and an output value after a lapse of a period based on the output value from the output value of the pulse generator based on the waveform diagram created by the waveform diagram creating function. A waveform analyzer having a function of determining the position of a gear tooth where damage has progressed; and a display for displaying a result obtained by the waveform analyzer. It is damage tooth detector of increasing-speed reducer gear.
【００１１】上記方法または装置によれば、労力と時間
をかけて上ケーシングを取り外すことなく、点検口のカ
バーを取り外すだけで歯車歯の目視点検等が可能とな
る。すなわち、点検員の省力化ができ、これにより得ら
れた余裕時間を他設備の保全に向けることができる。ま
た、点検結果により、該当歯車の取替工事を実施、
保全計画の見直し、歯の簡易手入れ等を実施し、歯車
損傷による故障を未然に防止することができる。According to the above method or apparatus, the gear teeth can be visually inspected or the like by simply removing the cover of the inspection port without removing the upper casing with much labor and time. In other words, labor for inspectors can be saved, and the extra time obtained thereby can be used for maintenance of other equipment. In addition, according to the inspection result, the replacement work of the gear was carried out,
By reviewing the maintenance plan, performing simple maintenance of teeth, etc., it is possible to prevent failures due to gear damage.
【００１２】ここで、目視点検等は、目視点検の他に、
簡単な歯面の手入れも含んでいる。Here, the visual inspection and the like include, in addition to the visual inspection,
Includes simple tooth surface care.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて以下に説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１４】図１は、本発明装置のブロック図、図２
は、回転パルスを得るための反射マークの取付け位置の
説明図である。本発明装置または方法は、特に、歯車の
サイズが大きなもの、例えば、鋼管製造用穿孔機のカム
ワルツ用減速機等に適用するもので、図１および図２
は、カムワルツ用減速機を例として示している。FIG. 1 is a block diagram of the apparatus of the present invention, and FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a mounting position of a reflection mark for obtaining a rotation pulse. The apparatus or the method of the present invention is particularly applied to a gear having a large gear size, for example, a reduction gear for a cam waltz of a drilling machine for steel pipes.
Shows an example of a cam Waltz reducer.
【００１５】図において、歯車の損傷を検出するため
に、入力軸２aと出力軸３aの軸受けハウジング５の外面
に振動センサー１０を取付けてある。また、減速機１の
ケ−シング外部の入力軸２aと出力軸３aに、損傷を生じ
た歯の位置を同定する基準点となる反射マーク４が設け
られている。これらの反射マーク４，４は、反射マーク
４の位置に相当するピニオン２と大ギヤ３の歯が噛み合
ったとき、その噛み合い点を通る直線上になる位置に取
付けられる。反射マーク４は、例えば、紙に蛍光塗料を
塗ったものが使用される。In FIG. 1, a vibration sensor 10 is mounted on the outer surface of a bearing housing 5 of an input shaft 2a and an output shaft 3a in order to detect damage to a gear. The input shaft 2a and the output shaft 3a outside the casing of the speed reducer 1 are provided with a reflection mark 4 as a reference point for identifying the position of the damaged tooth. These reflection marks 4, 4 are attached to positions where when the pinion 2 corresponding to the position of the reflection mark 4 and the teeth of the large gear 3 mesh with each other, they are on a straight line passing through the mesh point. As the reflection mark 4, for example, one obtained by applying a fluorescent paint on paper is used.
【００１６】また、反射マーク４が回転してきたことを
検出するために、入力軸２aと出力軸３aの近傍にパルス
発信器１１が取付けられている。A pulse transmitter 11 is mounted near the input shaft 2a and the output shaft 3a to detect that the reflection mark 4 has been rotated.
【００１７】次に、本発明装置による損傷を生じた歯の
検出方法を説明する。 （１）減速機運転中、振動センサー１０の出力信号とパ
ルス発信器１１の出力信号が、データレコーダー１２に
送信される。（２）データレコーダー１２に、時々刻々
送信されてくる出力値とその受信時刻が一時的に格納さ
れる。（３）後述する波形解析装置１４に備えられてい
る端末機からの指令により、指令期間の振動センサーの
出力値が、バンドパスフィルタ（または、デジタルフィ
ルタともいう）１３で処理される。ここで、歯車の噛み
合い周波数に該当する振動加速度のみが取り出される。
（４）バンドパスフィルタ１３の出力値を、波形解析装
置１４が以下の処理を行い、損傷の有無、損傷があれ
ば、パルス計１１の出力を基に損傷の生じた歯の位置を
判定する。Next, a method for detecting a damaged tooth by the apparatus of the present invention will be described. (1) During the operation of the speed reducer, the output signal of the vibration sensor 10 and the output signal of the pulse transmitter 11 are transmitted to the data recorder 12. (2) The output value transmitted every moment and the reception time thereof are temporarily stored in the data recorder 12. (3) The output value of the vibration sensor during the command period is processed by the band-pass filter (or digital filter) 13 according to a command from a terminal provided in the waveform analyzer 14 described later. Here, only the vibration acceleration corresponding to the meshing frequency of the gear is extracted.
(4) The waveform analyzer 14 performs the following processing on the output value of the bandpass filter 13 and determines the presence or absence of damage. If there is damage, the position of the damaged tooth is determined based on the output of the pulse meter 11. .
【００１８】この波形解析装置１４は、上記判定のため
に、バンドパスフィルターからの出力値に基づき、初期
出力値と期間経過後の出力値の較差波形図を作成する波
形図作成機能と、この波形図作成機能で作成した波形図
と前記パルス発信器の出力値に基づいて損傷が進行した
歯車歯の位置を判定する損傷進行歯の判定機能とを有し
ている。そしてこれらの機能を使用して次の演算処理を
実施する。 振動加速度について、入出力軸の初期波形データW
ii ,Wioと初期データを採取した日から一定期間（例：
６月）経過した日に採取した入出力軸の波形データW
p i ,Wpoとから、図３cに示す較差波形図としての(Wpi -
Wii)波形図と(Wpo - Wio)波形図を作成する。図３aは
入出力軸の振動加速度の初期波形図とパルス図を、図３
bは入出力軸の振動加速度の期間経過後波形図とパルス
図を示す。 図３cの入力軸の(Wpi - Wii)波形図において、振動加
速度が設定値より大きい山、例えば、dの山の歯が損傷
を生じていると判定する。 そして、パルス図を参照して、dの山の歯がパルス検
出点pから何番目の山であるかを演算する。dの山がN番
目の山であれば、入力軸の反射マーク１１の位置に相当
する歯からN番目の歯が、損傷が進行しているものと判
定する。波形図および演算結果が、表示器１４aに表
示される。The waveform analyzer 14 has a waveform chart creation function for creating a difference waveform chart between an initial output value and an output value after a period has elapsed based on the output value from the band-pass filter for the above-mentioned determination. It has a function of determining a damaged tooth that determines the position of a gear tooth that has been damaged based on the waveform diagram created by the waveform diagram creating function and the output value of the pulse transmitter. Then, the following arithmetic processing is performed using these functions. About vibration acceleration, initial waveform data W of input / output axis
ii , Wio and a certain period from the date when the initial data was collected (example:
June) I / O axis waveform data W collected on the day that passed
From p i and W po , (W pi −
W ii ) Create a waveform diagram and (W po -W io ) waveform diagram. FIG. 3a shows an initial waveform diagram and a pulse diagram of the vibration acceleration of the input / output axis, and FIG.
b shows a waveform diagram and a pulse diagram after the period of the vibration acceleration of the input / output axis has elapsed. In the (W pi -W ii ) waveform diagram of the input shaft in FIG. 3C, it is determined that the peak of the peak whose vibration acceleration is larger than the set value, for example, the tooth of the peak d is damaged. Then, with reference to the pulse diagram, the number of the peak of the peak of d from the pulse detection point p is calculated. If the peak of d is the N-th peak, it is determined that the N-th tooth from the tooth corresponding to the position of the reflection mark 11 on the input axis has been damaged. The waveform diagram and the calculation result are displayed on the display 14a.
【００１９】歯の損傷が進行していると判明すれば、設
備保全の担当者は、減速機のケーシングに設けてある点
検口のカバーを取り外し、表示結果を参照して歯車を回
し、損傷歯を点検口にもたらし、損傷状態の目視点検等
を行う。If it is determined that tooth damage has progressed, the person in charge of equipment maintenance removes the cover of the inspection port provided on the casing of the reduction gear, turns the gear referring to the displayed result, and turns the damaged tooth. To the inspection port, and perform a visual inspection of the damaged state.
【００２０】点検結果により、該当歯車の取替工事を
実施、保全計画の見直し、歯の簡易手入れ等を実施
し、歯車損傷による故障を未然に防止する。Based on the result of the inspection, replacement work of the corresponding gear is performed, a maintenance plan is reviewed, simple care of teeth is performed, and a failure due to gear damage is prevented.
【００２１】従って、本発明の方法および装置によれ
ば、労力と時間をかけて上ケーシングを取り外すことな
く、点検口のカバーを取り外すだけで、歯車歯の目視点
検等が可能となる。すなわち、点検員の省力化ができ、
これにより得られた余裕時間を他設備の保全に向けるこ
とができる。Therefore, according to the method and the apparatus of the present invention, the gear teeth can be visually inspected or the like simply by removing the cover of the inspection port without removing the upper casing with much labor and time. In other words, labor for inspectors can be saved,
The extra time thus obtained can be used for maintenance of other equipment.
【００２２】上記説明においては、大型の減速機の歯車
について述べたが、本発明はこれに限らず、大型〜小型
の増速機および減速機の歯車についても適用できるもの
である。In the above description, the gears of a large reduction gear have been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to gears of a large to small gearbox and reduction gear.
【００２３】[0023]
【発明の効果】本発明によれば、労力と時間をかけて上
ケーシングを取り外すことなく、点検口のカバーを取り
外すだけで、歯車歯の目視点検等が可能となる。また、
軽度の損傷であれば、点検口から簡単な手入れを施せる
から歯面損傷による故障防止に役立たせることができ
る。According to the present invention, the gear teeth can be visually inspected by simply removing the cover of the inspection port without removing the upper casing with much labor and time. Also,
In the case of minor damage, simple maintenance can be performed from the inspection port, which can help prevent breakdown due to tooth surface damage.
【図１】本発明のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of the present invention.
【図２】回転パルスを得るための反射マークの取付け位
置説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a mounting position of a reflection mark for obtaining a rotation pulse.
【図３】本発明に係る波形解析装置から出力される波形
図である。図３aは初期波形図とパルス図、図３bは期間
経過後波形図とパルス図、図３cは初期出力値と期間経
過後の出力値の較差波形図である。FIG. 3 is a waveform chart output from the waveform analyzer according to the present invention. 3A is an initial waveform diagram and a pulse diagram, FIG. 3B is a waveform diagram and a pulse diagram after a period has elapsed, and FIG. 3C is a difference waveform diagram between an initial output value and an output value after a period has elapsed.
１ 減速機 ２ ピニオン ２a 入力軸 ３ 大ギヤ ３a 出力軸 ４ 反射マーク ５ 軸受けハウジング １０ 振動センサー １１ パルス発信器 １２ データレコーダ １３ バンドパスフィルタ １４ 波形解析装置 １４a 表示器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reduction gear 2 Pinion 2a Input shaft 3 Large gear 3a Output shaft 4 Reflection mark 5 Bearing housing 10 Vibration sensor 11 Pulse transmitter 12 Data recorder 13 Bandpass filter 14 Waveform analyzer 14a Display
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F069 TT05 TT11 2G024 AB06 BA21 CA01 DA09 FA11Continued on the front page F term (reference) 2F069 TT05 TT11 2G024 AB06 BA21 CA01 DA09 FA11
Claims (2)
ンサーで検出する一方、歯車軸の回転を歯車軸に設けた
反射マークとこの近傍に設けたパルス発信器により検出
し、前記振動センサーの出力とパルス発信器の出力信号
を波形解析装置により解析し、損傷が進行している歯車
の歯の位置を検出することを特徴とする増・減速機歯車
の損傷歯の検出方法。A vibration sensor detects the vibration acceleration of a gear shaft of a speed increasing / decreasing gear, and detects the rotation of the gear shaft by a reflection mark provided on the gear shaft and a pulse transmitter provided near the reflection mark. A method for detecting damaged teeth of a speed increasing / reducing gear, wherein the output of a sensor and the output signal of a pulse transmitter are analyzed by a waveform analyzer to detect the position of a tooth of a gear in which damage is progressing.
る振動センサーと、前記歯車軸に設けられた反射マーク
と、 この反射マークの近傍に設けたパルス発信器と、 振動センサーおよびパルス発信器の出力値を格納するデ
ータレコーダと、 このデータレコーダからの出力値から歯車に基づく出力
のみを次の装置に出力するバンドパスフィルターと、 バンドパスフィルターからの出力値に基づき、初期出力
値と期間経過後の出力値の較差波形図を作成する波形図
作成機能と、この波形図作成機能で作成した波形図と前
記パルス発信器の出力値に基づいて損傷が進行した歯車
歯の位置を判定する損傷進行歯の判定機能とを有する波
形解析装置と、 この波形解析装置で得られた結果を表示する表示器とを
備えていることを特徴とする増・減速機歯車の損傷歯検
出装置。2. A vibration sensor for detecting a vibration acceleration of a gear shaft of an increase / decrease gear, a reflection mark provided on the gear shaft, a pulse transmitter provided near the reflection mark, a vibration sensor and a pulse. A data recorder that stores the output value of the transmitter, a band-pass filter that outputs only the gear-based output from the output value from this data recorder to the next device, and an initial output value based on the output value from the band-pass filter And a waveform diagram creating function for creating a difference waveform diagram of the output value after the period has elapsed, and the position of the gear tooth where damage has progressed based on the waveform diagram created by the waveform diagram creating function and the output value of the pulse transmitter. An increase / decreaser comprising: a waveform analyzer having a function of determining a damaged advanced tooth to be determined; and a display for displaying a result obtained by the waveform analyzer. Car damage tooth detection device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001110741A JP2002310854A (en) | 2001-04-10 | 2001-04-10 | Method and device for detecting damaged tooth of speed increasing/reducing gear |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2001110741A JP2002310854A (en) | 2001-04-10 | 2001-04-10 | Method and device for detecting damaged tooth of speed increasing/reducing gear |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002310854A true JP2002310854A (en) | 2002-10-23 |
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ID=18962448
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001110741A Pending JP2002310854A (en) | 2001-04-10 | 2001-04-10 | Method and device for detecting damaged tooth of speed increasing/reducing gear |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP2002310854A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2001
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