【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり軸受の保持器強度が問題になる機械設備で、機械設備運転中の転がり軸受の保持器の振動加速度が直接計測できない場合の該保持器の振動加速度測定方法に関し、また、このようにして求められる振動加速度を用いて、機械設備の運転速度を減速あるいは停止させる、転がり軸受用保持器を用いた機械設備の運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、サイジングプレス等のように急加減速の頻度が多い機械設備に組み込まれて長期間運転される転がり軸受は、転がり疲れ寿命に至る前に強度不足のため保持器が破損することがある。そのため、機械設備運転中の転がり軸受の保持器振動加速度を計測し、保持器強度を検討する必要がある。
従来、機械設備に組み込まれた転がり軸受の運転中の保持器の振動加速度を測定する方法としては、例えば図５及び図６に示すように、内輪１と外輪２との間に配設された複数のころ３を周方向に転動可能に保持する保持器４に振動加速度検出器５を取り付け、該検出器５によって検出された加速度信号を、保持器４にスリップリングホルダ６を介して連結され、且つ固定部材７により固定されたスリップリング８から取り出してプリアンプを得て振動計で加速度に変換するか、或いは図７に示すように、前記保持器４に振動加速度検出器５、送信器９、バッテリ１０及び送信アンテナ１１を取り付けて無線で加速度信号を取り出すようにしたものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の保持器の振動加速度を測定する方法においては、測定作業を行う前に、機械設備から転がり軸受を取り外して保持器にスリップリング等や無線システムを取り付けるための加工（場合によっては保持器単体での加工）が必要となるため測定作業に非常に手間がかかり、また、スリップリング等や無線システムにはかなりの費用がかかる上に取り付けスペースを確保しなければならないという不都合がある。
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、機械設備の運転時の保持器の振動加速度を低コストで、且つ簡単に測定することができる転がり軸受用保持器の振動加速度測定方法およびその振動加速度測定方法による転がり軸受用保持器を用いた機械設備の運転方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、機械設備に組み込まれ、軸に外嵌された内輪と軸受箱に内嵌された外輪との間に複数の転動体が保持器を介して周方向に転動可能に介装された転がり軸受の前記保持器の振動加速度を測定する方法であって、
前記保持器及び前記軸受箱にそれぞれ振動加速度検出器を取り付け、前記機械設備の停止時に前記軸を打撃して該停止時の前記保持器の振動加速度と前記軸受箱の振動加速度とをそれぞれ測定して両測定値の関係を予め求めておき、その後、前記機械設備の運転時に前記軸受箱の振動加速度を測定して該運転時の測定値と前記停止時の両測定値の関係とから前記運転時の前記保持器の振動加速度を求めることを特徴とする。
【０００５】
請求項２に係る発明は、請求項１において、永久磁石を埋め込んだマグネット治具に取り付けた前記振動加速度検出器を、前記保持器の接線方向で、且つ鉛直方向の振動が検出されるように該保持器表面に取り付けたことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の転がり軸受用保持器の振動加速度測定方法により、前記軸受箱の振動加速度を測定し、さらに、前記保持器の振動加速度を求め、該振動加速度と、転がり軸受の保持器の強度に基づく許容振動加速度との偏差が、所定の閾値を越えた時点で、前記機械装置の運転速度を減速あるいは停止させることを特徴とする転がり軸受用保持器を用いた機械設備の運転方法。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の一例である転がり軸受用保持器の振動加速度測定方法を実施するための変速機歯車装置の出力軸部分の概略構造図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３はマグネット治具を取り付けた振動加速度検出器を示す図、図４は機械設備停止時に軸を打撃したときの保持器の振動加速度の測定値と軸受箱の振動加速度の測定値との関係を示すグラフ図である。
【０００７】
図１及び図２において符号２０は変速機歯車装置（機械設備）の出力軸であり、該出力軸２０の一端にはカップリング２１が取り付けられ、他端には図示しない歯車が取り付けられている。また、出力軸２０の中央部にはフライホイール２２が取り付けられており、該フライホイール２２の軸方向の両側にそれぞれ転がり軸受２３と図示しない転がり軸受が配置されて出力軸２０を回転可能に支持するようになっている。
【０００８】
転がり軸受２３は、出力軸２０に外嵌された内輪２４と軸受箱３０に内嵌された外輪２５との間に図示しない複数の転動体が保持器２６を介して周方向に転動可能に介装されている。軸受箱３０は図示しない上側ケーシングと下側ケーシング３１とを備えており、図１及び図２では上側ケーシングを取り外した状態になっている。
【０００９】
ここで、この実施の形態では、軸受箱３０の上側ケーシングを取り外して保持器２６の両側板表面にそれぞれ永久磁石を埋め込んだマグネット治具４３を介して振動加速度検出器４０，４１を取り付けている。マグネット治具４３は、図３に示すように、振動加速度検出器４０，４１と一体に設けられており、保持器２６の側板表面への取り付けに際しては、保持器２６の接線方向で、且つ鉛直方向の振動が検出される位置に振動加速度検出器４０，４１が配置されるようにしている。また、下側ケーシング３１にも鉛直方向の振動が検出されるように振動加速度検出器４４が取り付けられている。
【００１０】
そして、変速機歯車装置の運転時の保持器２６の振動加速度を求めるには、まず、変速機歯車装置の停止時に軸受箱３０の上側ケーシングを取り外し、この状態で、出力軸２０を鉛直方向に打撃して各振動加速度検出器４０，４１，４４により保持器２６の振動加速度と下側ケーシング３１の振動加速度とをそれぞれ測定して装置停止時における両測定値の関係を予め求めておく。
【００１１】
図４に、装置停止時における保持器２６の振動加速度の測定値と下側ケーシング３１の振動加速度の測定値との関係を示す。図から、保持器２６の振動加速度の測定値と下側ケーシング３１の振動加速度の測定値との間には約４：１の関係があるのが判る。
次に、軸受箱３０の上側ケーシングを取り付けて、変速機歯車装置を駆動させ、装置運転時の下側ケーシング３１の振動加速度を振動加速度検出器４４により測定し、この測定値と、上述した装置停止時における保持器２６の振動加速度の測定値と下側ケーシング３１の振動加速度の測定値との関係とから装置運転時の保持器２６の振動加速度を求める。即ち、この実施の形態では、図４から、装置運転時の保持器２６の振動加速度は、装置運転時の下側ケース３１の振動加速度の測定値の４倍として求められる。
【００１２】
このようにこの実施の形態では、変速機歯車装置の運転中に回転する転がり軸受の保持器２６の振動加速度を測定するのではなく、変速機歯車装置の運転中に固定側の軸受箱３０の下側ケーシング３１の振動加速度を測定することによって装置運転時の保持器の振動加速度を求めることができ、しかも、構造的には保持器２６と下側ケーシング３１に振動加速度検出器４０，４１，４４を取り付けるだけでよいため、従来のように、測定作業を行う前に、機械設備から転がり軸受を取り外さなくて済むと共に、保持器に高価なスリップリング等や無線システムを取り付けるための加工（場合によっては保持器単体での加工）や取り付けスペースを確保する必要がなくなり、この結果、装置運転時の保持器の振動加速度を低コストで、且つ簡単に測定することができる。
【００１３】
また、永久磁石を埋め込んだマグネット治具４３に振動加速度検出器４０，４１を取り付ているので、該振動加速度検出器４０，４１の保持器２６への取り付けを非常に簡単、且つ短時間で行うことができる。
さらに、前記軸受箱の振動加速度の測定値を監視し、測定した振動加速度から前記保持器の振動加速度を求めるための演算装置５０に接続するとともに、事前に求めておいた転がり軸受の種類，型式別の前記保持器強度メモリー５１から許容振動加速度を導出し、これらの値を比較することで機械装置の設備監視が可能となる。具体的にはこの測定値から算出された前記保持器の振動加速度が設定された閾値、たとえば安全率αと補正係数ｋを基準として許容強度に１／α×ｋを乗じるなどした値以上に成った場合には軸受けの保持器に重大な損傷が発生している恐れがあるため、運転速度指令を減少させて設備監視のための警報装置５２からアラームを報じるなどの処置が必要である。また、ｋの値を数種類設定することで、さらに深刻な設備破損が予測される場合には機械装置を緊急停止させることで未然に機械装置の破損を防止することができる。
【００１４】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態では、機械設備として変速機歯車装置を例に採ったが、その他の機械設備に本発明を適用してもよいのは勿論である。
【００１５】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、請求項１の発明によれば、機械設備の運転時の保持器の振動加速度を低コストで、且つ簡単に測定することができるという効果が得られる。
請求項２の発明では、請求項１の発明に加えて、振動加速度検出器の保持器への取り付けを非常に簡単、且つ短時間で行うことができるという効果が得られる。
請求項３の発明では、請求項１および２の発明に加えて、有効に設備監視を行うことができ、設備破損を未然に防止してトラブルを回避させて多大なコストを発生させることなく安定的に設備稼働を維持監視できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例である転がり軸受用保持器の振動加速度測定方法を実施するための変速機歯車装置の出力軸部分の概略構造図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】マグネット治具を取り付けた振動加速度検出器を示す図である。
【図４】機械設備停止時に軸を打撃したときの保持器の振動加速度の測定値と軸受箱の振動加速度の測定値との関係を示すグラフ図である。
【図５】従来の転がり軸受用保持器の振動加速度測定方法を説明するための転がり軸受の側面図である。
【図６】従来の転がり軸受用保持器の振動加速度測定方法を説明するために用いる保持器の断面図である。
【図７】従来の転がり軸受用保持器の振動加速度測定方法を説明するために用いる保持器の断面図である。
【図８】設備監視を行うための演算装置と設備機器との関連を示した図である。
【符号の説明】
２０…出力軸
２３…転がり軸受
２４…内輪
２５…外輪
２６…保持器
３０…軸受箱
４０，４１，４４…振動加速度検出器
４３…マグネット治具
５０…演算装置
５１…メモリ装置
５２…警報装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for measuring vibration acceleration of a cage in a case where the mechanical strength of the bearing of the rolling bearing is a problem and the vibration acceleration of the cage of the rolling bearing during operation of the mechanical equipment cannot be directly measured. The present invention relates to a method of operating machinery and equipment using a rolling bearing retainer that reduces or stops the operating speed of the machinery and equipment using the vibration acceleration thus obtained.
[0002]
[Prior art]
For example, a rolling bearing such as a sizing press that is incorporated in a mechanical facility with a high frequency of rapid acceleration / deceleration and operated for a long period of time may be damaged due to insufficient strength before reaching the rolling fatigue life. Therefore, it is necessary to measure the cage vibration acceleration of the rolling bearing during the operation of the mechanical equipment and to examine the cage strength.
Conventionally, as a method of measuring vibration acceleration of a cage during operation of a rolling bearing incorporated in a mechanical facility, for example, as shown in FIGS. 5 and 6, it is disposed between an inner ring 1 and an outer ring 2. A vibration acceleration detector 5 is attached to a holder 4 that holds a plurality of rollers 3 so as to be able to roll in the circumferential direction, and an acceleration signal detected by the detector 5 is connected to the holder 4 via a slip ring holder 6. The pre-amplifier is obtained by taking out from the slip ring 8 fixed by the fixing member 7 and converted into acceleration by a vibration meter. Alternatively, as shown in FIG. 9, what has attached the battery 10 and the transmission antenna 11 and was able to take out an acceleration signal wirelessly is proposed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method for measuring the vibration acceleration of the cage, before the measurement work is performed, a rolling bearing is removed from the mechanical equipment and a process for attaching a slip ring or a wireless system to the cage (in some cases, The measurement work is very troublesome because it requires processing by a single cage, and the slip ring and the wireless system are expensive, and there is an inconvenience that a mounting space must be secured. .
The present invention has been made to eliminate such inconveniences, and the vibration acceleration of a cage for a rolling bearing capable of easily measuring the vibration acceleration of the cage during operation of the machine equipment at low cost. It is an object of the present invention to provide a measuring method and a method for operating a mechanical facility using a rolling bearing cage by the vibration acceleration measuring method.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a plurality of rolling elements includes a cage between an inner ring externally fitted on a shaft and an outer ring fitted on a bearing box. A method of measuring the vibration acceleration of the cage of the rolling bearing interposed so as to be able to roll in the circumferential direction,
A vibration acceleration detector is attached to each of the cage and the bearing housing, and the shaft is hit when the mechanical equipment is stopped to measure the vibration acceleration of the cage and the vibration acceleration of the bearing housing at the time of the stop. The relationship between the two measured values is obtained in advance, and then the vibration acceleration of the bearing box is measured during operation of the mechanical equipment, and the operation is determined from the relationship between the measured value during the operation and both measured values during the stop. The vibration acceleration of the cage at the time is obtained.
[0005]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the vibration acceleration detector attached to a magnet jig in which a permanent magnet is embedded is detected in a tangential direction of the cage and in a vertical direction. Attached to the surface of the cage.
According to a third aspect of the present invention, the vibration acceleration of the bearing housing is measured by the method for measuring vibration acceleration of the rolling bearing cage according to claim 1 or 2, and the vibration acceleration of the cage is further obtained. A rolling bearing characterized in that when the deviation between the vibration acceleration and the allowable vibration acceleration based on the strength of the cage of the rolling bearing exceeds a predetermined threshold, the operating speed of the mechanical device is reduced or stopped. Of machinery and equipment using a cage for maintenance.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic structural diagram of an output shaft portion of a transmission gear device for carrying out a vibration acceleration measuring method for a rolling bearing cage, which is an example of an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing a vibration acceleration detector equipped with a magnet jig, and FIG. 4 is a measurement of vibration acceleration of the cage and the vibration acceleration of the bearing box when the shaft is hit when the machine equipment is stopped. It is a graph which shows the relationship with a value.
[0007]
1 and 2, reference numeral 20 denotes an output shaft of a transmission gear device (mechanical equipment). A coupling 21 is attached to one end of the output shaft 20 and a gear (not shown) is attached to the other end. . Further, a flywheel 22 is attached to the center portion of the output shaft 20, and a rolling bearing 23 and a rolling bearing (not shown) are arranged on both sides of the flywheel 22 in the axial direction to rotatably support the output shaft 20. It is supposed to do.
[0008]
The rolling bearing 23 is configured such that a plurality of rolling elements (not shown) can roll in the circumferential direction through a cage 26 between an inner ring 24 fitted on the output shaft 20 and an outer ring 25 fitted on the bearing housing 30. It is intervened. The bearing box 30 includes an upper casing and a lower casing 31 (not shown). In FIGS. 1 and 2, the upper casing is removed.
[0009]
Here, in this embodiment, the vibration acceleration detectors 40 and 41 are attached via magnet jigs 43 in which the upper casing of the bearing box 30 is removed and permanent magnets are embedded in the surfaces of both side plates of the cage 26. . As shown in FIG. 3, the magnet jig 43 is provided integrally with the vibration acceleration detectors 40, 41. When the holder 26 is attached to the side plate surface, the magnet jig 43 is tangential to the holder 26 and vertically. The vibration acceleration detectors 40 and 41 are arranged at positions where vibrations in the direction are detected. A vibration acceleration detector 44 is also attached to the lower casing 31 so that vertical vibration is detected.
[0010]
In order to obtain the vibration acceleration of the cage 26 during operation of the transmission gear device, first, the upper casing of the bearing housing 30 is removed when the transmission gear device is stopped, and in this state, the output shaft 20 is moved vertically. The vibration acceleration of the cage 26 and the vibration acceleration of the lower casing 31 are respectively measured by the vibration acceleration detectors 40, 41, and 44, and the relationship between both measured values when the apparatus is stopped is obtained in advance.
[0011]
FIG. 4 shows the relationship between the measured value of vibration acceleration of the cage 26 and the measured value of vibration acceleration of the lower casing 31 when the apparatus is stopped. From the figure, it can be seen that there is an approximately 4: 1 relationship between the measured value of vibration acceleration of the cage 26 and the measured value of vibration acceleration of the lower casing 31.
Next, the upper casing of the bearing housing 30 is attached, the transmission gear device is driven, and the vibration acceleration of the lower casing 31 during operation of the device is measured by the vibration acceleration detector 44. The vibration acceleration of the cage 26 during operation of the apparatus is obtained from the relationship between the measured value of the vibration acceleration of the cage 26 at the time of stop and the measured value of the vibration acceleration of the lower casing 31. That is, in this embodiment, from FIG. 4, the vibration acceleration of the cage 26 during operation of the apparatus is obtained as four times the measured value of vibration acceleration of the lower case 31 during operation of the apparatus.
[0012]
Thus, in this embodiment, the vibration acceleration of the rolling bearing cage 26 that rotates during operation of the transmission gear unit is not measured, but the bearing housing 30 on the fixed side is not operated during operation of the transmission gear unit. By measuring the vibration acceleration of the lower casing 31, the vibration acceleration of the cage during operation of the apparatus can be obtained, and structurally, the vibration acceleration detectors 40, 41,. Since it is only necessary to attach 44, it is not necessary to remove the rolling bearing from the mechanical equipment before performing the measurement work as in the past, and processing to attach an expensive slip ring or wireless system to the cage (in the case of Depending on the cage) and the installation space need not be secured. As a result, the vibration acceleration of the cage during operation of the device is low-cost and easy. It can be measured.
[0013]
Further, since the vibration acceleration detectors 40 and 41 are attached to the magnet jig 43 in which the permanent magnet is embedded, the vibration acceleration detectors 40 and 41 can be attached to the holder 26 very easily and in a short time. It can be carried out.
Furthermore, the measured value of the vibration acceleration of the bearing box is monitored and connected to the arithmetic device 50 for obtaining the vibration acceleration of the cage from the measured vibration acceleration, and the kind and model of the rolling bearing obtained in advance. By deriving an allowable vibration acceleration from another cage strength memory 51 and comparing these values, it is possible to monitor the equipment of the machine. Specifically, the vibration acceleration of the cage calculated from this measured value is set to a threshold value, for example, a value obtained by multiplying the allowable strength by 1 / α × k with reference to the safety factor α and the correction coefficient k. In such a case, there is a possibility that serious damage has occurred in the bearing cage. Therefore, it is necessary to take measures such as reducing the operation speed command and reporting an alarm from the alarm device 52 for equipment monitoring. In addition, by setting several values of k, if a more serious equipment damage is predicted, the machine apparatus can be prevented from being damaged by emergency stop.
[0014]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.
For example, in the above embodiment, the transmission gear device is taken as an example of the mechanical equipment, but the present invention may of course be applied to other mechanical equipment.
[0015]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, according to the first aspect of the present invention, it is possible to easily measure the vibration acceleration of the cage during the operation of the mechanical equipment at a low cost.
In the invention of claim 2, in addition to the invention of claim 1, an effect is obtained that the vibration acceleration detector can be attached to the cage very easily and in a short time.
According to the invention of claim 3, in addition to the inventions of claims 1 and 2, the equipment can be monitored effectively, and the equipment can be prevented from being damaged in advance and trouble can be avoided, so that it is stable without generating a great cost. It is effective to maintain and monitor equipment operation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic structural diagram of an output shaft portion of a transmission gear device for carrying out a vibration acceleration measuring method for a rolling bearing cage as an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a vibration acceleration detector to which a magnet jig is attached.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the measured value of the vibration acceleration of the cage and the measured value of the vibration acceleration of the bearing box when the shaft is hit when the mechanical equipment is stopped.
FIG. 5 is a side view of a rolling bearing for explaining a vibration acceleration measuring method of a conventional rolling bearing cage.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a cage used to explain a method for measuring vibration acceleration of a conventional rolling bearing cage.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a cage used for explaining a method for measuring vibration acceleration of a conventional rolling bearing cage.
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between an arithmetic unit for equipment monitoring and equipment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Output shaft 23 ... Rolling bearing 24 ... Inner ring 25 ... Outer ring 26 ... Cage 30 ... Bearing box 40, 41, 44 ... Vibration acceleration detector 43 ... Magnet jig 50 ... Arithmetic device 51 ... Memory device 52 ... Alarm device
