JP2005351363A - Lubricant feeder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、潤滑剤を定期的に補給する潤滑剤補給装置に関し、例えば、グリースや油等の潤滑剤の定期的な交換が必要でありながら交換作業が困難な場所で使用され、運転状態が不規則なグリース潤滑あるいは油潤滑下で転がり軸受を使用する回転装置、例えば風車主軸用転がり軸受および発電機用転がり軸受等に適している潤滑剤補給装置に関する。 The present invention relates to a lubricant replenishing device that periodically replenishes a lubricant, and is used, for example, in places where it is difficult to replace lubricants such as grease and oil and the operation state is difficult. The present invention relates to a lubricant replenishing device suitable for a rotating device that uses a rolling bearing under irregular grease lubrication or oil lubrication, for example, a rolling bearing for a wind turbine main shaft and a rolling bearing for a generator.
転がり軸受は油やグリース等の潤滑剤で潤滑され、弾性流体潤滑下で長時間にわたって信頼性を確保することができるように設計されている。ところが近年は、より厳しい荷重、温度、潤滑条件下でありながら、更に長時間にわたり信頼性が確保されることが要求されている。従って、従来通りの設計で作られた転がり軸受においては、長期間の使用による油やグリース等の潤滑剤の劣化により、回転抵抗の上昇、摩耗の増加、温度上昇等が生じて、異常発生を招く恐れがある。この対策としては、稼動中の転がり軸受から定期的にグリースを採取して、化学分析等を行うことにより、潤滑剤の劣化状態を検査するか、経験上から推定される交換時期に劣化した油やグリース等の潤滑剤を交換することが考えられる。 Rolling bearings are lubricated with lubricants such as oil and grease, and are designed to ensure reliability over a long period of time under elastic fluid lubrication. However, in recent years, it has been required to ensure reliability over a longer period of time under more severe load, temperature, and lubrication conditions. Therefore, in rolling bearings made with conventional designs, deterioration of lubricants such as oil and grease after long-term use may cause an increase in rotational resistance, increased wear, temperature rise, etc. There is a risk of inviting. This can be done by periodically collecting grease from the rolling bearings in operation and conducting chemical analysis, etc., to inspect the deterioration of the lubricant, or oil that has deteriorated at the time of replacement estimated from experience. It is conceivable to replace the lubricant such as grease or grease.
しかしながら、上記の検査や油やグリース等の潤滑剤を交換するには、転がり軸受を用いた装置全体を停止せねばならないため稼働率の低下を招く。また、逆に、メンテナンスサイクルの間に何らかの理由により潤滑剤の質の劣化度合いが限界を超えた場合でも、原則として次の時期までメンテナンスが行われないことから、装置の破損を招く重大なトラブルが生じる恐れもある。 However, in order to replace the above inspection and the lubricant such as oil and grease, the entire apparatus using the rolling bearing must be stopped, so that the operating rate is lowered. Conversely, even if the deterioration of the lubricant quality exceeds the limit for some reason during the maintenance cycle, maintenance will not be performed until the next period in principle, which may cause serious trouble that may damage the equipment. May occur.
これに対し上記課題を解決するために、定期的にグリース循環ポンプを作動させ、潤滑対象である軸受装置に常に新しいグリースを供給する機構が、特許文献1に開示されている。一方、特許文献2には、軸受装置内の複数の部分にそれぞれ適量のグリースを装置の運転サイクルに応じて供給する給脂装置が提案されている。
特許文献1,2に記載された技術は、いずれも軸受装置の運転状態を把握可能な場合に有効であり、その経験に基きグリースの交換時期を正しく予測できれば給脂装置の運転間隔を適切に決定できる。しかしながら、交換時期の予測は常に正しいとは限らず、誤った予測による誤った交換時期の設定もあり得る。この対策として、予測された交換時期よりもグリースの供給間隔を短くすることも考えられ、それにより劣化したグリースが軸受内に滞在する確率を小さくし、軸受装置の異常発生を回避できるといえるが、グリース消費量が多くなり経済的ではない。
The techniques described in
なお、特許文献3には、電気抵抗を測定して潤滑剤を供給するグリース補給装置が提案されており、これも有効な方法ではあるが、この手法は油膜厚さを電気抵抗値で測定するものであり、具体的には電圧を与えてその抵抗値度測定するものであって、そのためアクティブ型のセンサを用いている。この手法は、油膜厚さを直接測定する方法では無く、他の情報量に換算して測定しているといえる。
しかしながら、例えば風車のような運転状態が自然環境に大きく依存している装置では運転状態が不規則であり、そのためグリースの劣化時期が不規則な運転状態により変動する場合には、必ずしもアクティブ型のセンサは有効であるとはいえない。 However, for example, in an apparatus such as a windmill whose operating state greatly depends on the natural environment, the operating state is irregular. Therefore, when the deterioration time of the grease varies depending on the irregular operating state, the active type is not necessarily used. The sensor is not effective.
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、不規則な運転条件で動作する装置に用いる転がり軸受に対しても最適な補給を行える潤滑剤補給装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and provides a lubricant replenishing device that can optimally replenish rolling bearings used in devices that operate under irregular operating conditions. Objective.
本発明の潤滑剤補給装置は、第1の軌道部と、第2の軌道部と、第1の軌道部と第2の軌道部の間に転動自在に配置された複数の転動体を備えた転がり軸受に潤滑剤を補給する潤滑剤補給装置において、
潤滑剤を貯溜するタンクと、
潤滑剤を圧送するポンプと、
前記転がり軸受と前記タンクと前記ポンプを接続する配管と、
前記転がり軸受の稼動状況をモニタリングするパッシブ型のセンサと、
前記センサからの出力信号に基いて、前記ポンプを駆動することにより、前記タンク内の潤滑剤を前記配管を介して前記転がり軸受に補給する制御部とを有することを特徴とする。
A lubricant replenishing device according to the present invention includes a first track portion, a second track portion, and a plurality of rolling elements arranged so as to be freely rollable between the first track portion and the second track portion. In a lubricant replenishing device that replenishes a rolling bearing,
A tank for storing lubricant,
A pump for pumping lubricant,
Piping connecting the rolling bearing, the tank and the pump;
A passive type sensor for monitoring the operational status of the rolling bearing;
And a controller that replenishes the rolling bearing with the lubricant in the tank by driving the pump based on an output signal from the sensor.
本発明の潤滑剤補給装置は、前記転がり軸受の稼動状況をパッシブ型のセンサを用いてモニタリングし、前記制御部が、前記センサからの出力信号に基いて、前記ポンプを駆動することにより、前記タンク内の潤滑剤を前記配管を介して前記転がり軸受に補給するので、油やグリース等の潤滑剤の劣化時期の予測が困難な装置においても最適な潤滑剤の補給を行える。 The lubricant replenishing device of the present invention monitors the operating status of the rolling bearing using a passive sensor, and the control unit drives the pump based on an output signal from the sensor, thereby Since the lubricant in the tank is replenished to the rolling bearing through the pipe, the optimum lubricant can be replenished even in an apparatus in which it is difficult to predict the deterioration time of the lubricant such as oil or grease.
転がり軸受の振動値、軸受部品の回転速度、油やグリース等の潤滑剤の劣化に伴う色調変化、体積抵抗率変化、ガスの発生、水分を多く含むことによる湿度の上昇等を受動的に測定する際に、アクティブ型センサより、パッシブ型センサを用いた方がより適切に測定できる場合がある。ここでアクティブ型センサとは、前述の油膜厚さを電気抵抗を用いて測定するものや、振動をレーザドップラ速度計を用いて測定するものなどのように、測定しようとする特性とは異なるエネルギーを入力して、そのエネルギーの変化量を出力として取り出して、特性値に換算するセンサをいう。これに対し、圧電式加速度計で加速度振動、回転計で回転速度、赤外線センサで色調変化、抵抗計で体積抵抗率変化、ガスセンサでガスの発生、超音波センサで金属の摩滅音を測定するというように、変化する特性値そのものを測定するものは、パッシブ型センサといえる。 Passively measures vibration values of rolling bearings, rotation speed of bearing components, color tone change due to deterioration of lubricants such as oil and grease, volume resistivity change, gas generation, humidity increase due to high moisture content, etc. In some cases, the passive type sensor can perform measurement more appropriately than the active type sensor. Here, an active sensor is an energy different from the characteristic to be measured, such as one that measures the oil film thickness using electrical resistance or one that measures vibration using a laser Doppler velocimeter. Is a sensor that takes out the amount of change in energy as an output and converts it into a characteristic value. In contrast, acceleration vibration is measured with a piezoelectric accelerometer, rotation speed is measured with a tachometer, color tone is changed with an infrared sensor, volume resistivity is changed with an ohmmeter, gas is generated with a gas sensor, and metal wear noise is measured with an ultrasonic sensor. Thus, what measures the changing characteristic value itself can be said to be a passive sensor.
例えば、風車のような運転状態が自然環境に大きく依存している装置では運転状態が不規則であり、そのためグリースの劣化時期がそれらの状況により変動する場合等は、パッシブ型センサを用いた方がより適切なモニタリングが可能である。また、グリース潤滑だけでなく潤滑剤に油を用いる場合、例えば特開2002−130593では切換弁を定期的に作動させて間歌的に給油しているが、この場合にも前記パッシブ型センサを用いてモニタリングして、その信号を基に潤滑油を給油することにより、より効率的な潤滑が可能となる。以下に、パッシブ型センサを用いた検出の例を挙げる。 For example, in a device such as a windmill where the operating state is highly dependent on the natural environment, the operating state is irregular, so if the grease degradation time varies depending on the situation, use a passive sensor. However, more appropriate monitoring is possible. When oil is used as a lubricant in addition to grease lubrication, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-130593, a switching valve is periodically operated to supply oil intermittently. More efficient lubrication becomes possible by using and monitoring and supplying lubricating oil based on the signal. An example of detection using a passive sensor is given below.
(1)転がり軸受の軌道面や転動面に面荒れがおきると、転がり軸受の転動体の動きが不規則になるので、転動体の通過振動を振動計、変位計あるいは回転計等のパッシブ型センサを用いて測定してを異常検知を行うことができる。その振動の変化が閾値を超えた時に、ポンプを作動させて潤滑剤を供給する。 (1) If the raceway surface or rolling surface of the rolling bearing becomes rough, the rolling element of the rolling bearing becomes irregular in movement, and therefore the passing vibration of the rolling element is passively measured by a vibration meter, displacement meter or tachometer. An abnormality can be detected by measuring using a mold sensor. When the change in vibration exceeds a threshold value, the pump is operated to supply the lubricant.
(2)転がり軸受の軌道面や転動面に面荒れがおきると、軌道部の軌道面と転動体の転動面との間に部分的な油膜切れが発生し、金属接触により広い周波数帯域の摩擦音が発生する。これらの周波数では、低周波数域の周波数は、転がり軸受の摩擦音以外の機械装置の周波数も含まれるので、周波数5〜100kHzの高周波領域の信号を超音波センサ等のパッシブ型センサを用いて測定することにより、転がり軸受の径時変化に伴う劣化を検知できる。その振動の変化が閾値を超えた時に、ポンプを作動させて潤滑剤を供給する。 (2) When surface roughness occurs on the raceway surface or rolling surface of a rolling bearing, a partial oil film breakage occurs between the raceway surface of the raceway and the rolling surface of the rolling element, and a wide frequency band due to metal contact. The friction noise is generated. Among these frequencies, the frequency in the low frequency range includes the frequency of the mechanical device other than the frictional noise of the rolling bearing, and therefore, a signal in the high frequency range of 5 to 100 kHz is measured using a passive sensor such as an ultrasonic sensor. Thus, it is possible to detect deterioration associated with a change in diameter of the rolling bearing. When the change in vibration exceeds a threshold value, the pump is operated to supply the lubricant.
(3)グリース等の潤滑剤は劣化(酸化)すると体積抵抗率が低下する一方、誘導率および誘導正接は逆に大きくなる(特開2003−172494参照)。これらのいずれかを抵抗を測定する電極等のパッシブ型センサを用いて測定することによって正確に酸化劣化を検知できる。なお、温度補正しながら測定することによってより正確に酸化劣化を検知できる。この値が閾値を超えた時に、ポンプを作動させて潤滑剤を供給する。 (3) When a lubricant such as grease deteriorates (oxidizes), the volume resistivity decreases, while the induction rate and induction tangent increase conversely (see JP-A-2003-172494). Oxidation degradation can be accurately detected by measuring any of these using a passive sensor such as an electrode for measuring resistance. In addition, oxidation deterioration can be detected more accurately by measuring while correcting the temperature. When this value exceeds the threshold value, the pump is operated to supply the lubricant.
(4)グリース等の潤滑剤は劣化すると炭化水素を発生し、転走面でのトライボケミカル反応により硫化水素やアンモニアガスを発生するので、これらの発生するガスをガスセンサ等のパッシブ型センサにより潤滑剤の劣化を検知する(特開2003−166696参照)。この値が闘値を超えた時に、ポンプを作動させて潤滑剤を供給する。 (4) When lubricants such as grease are deteriorated, hydrocarbons are generated, and hydrogen sulfide and ammonia gas are generated by a tribochemical reaction on the rolling surface. Therefore, these generated gases are lubricated by a passive sensor such as a gas sensor. The deterioration of the agent is detected (see JP 2003-166696 A). When this value exceeds the threshold value, the pump is operated to supply the lubricant.
(5)グリースでは、劣化すると濃色に変色するので色調を検知するセンサ(例えば光学式センサ)によって初期状態(新グリース)からの色調変化を検知できる。またはセンサと近接するLEDなどの光源の間にグリースが入る空間を設け光源から発する光の透過率を測定することによってグリースの変色を検知する。センサは軸受軌道面の近傍に配置し、潤滑に使用されるグリースの劣化を検知する。さらにエステル系以外のグリースを使用する場合は酸化劣化すると赤外線スぺクトル分析で1710cm−1付近の吸収が大きくなることが知られており、赤外線センサ等のパッシブ型センサによって酸化劣化が検知可能である。この値が閾値を超えた時に、ポンプを作動させて潤滑剤を供給する。 (5) Since grease changes to a dark color when it deteriorates, a change in color tone from the initial state (new grease) can be detected by a sensor (for example, an optical sensor) that detects the color tone. Alternatively, a space in which grease enters is provided between a light source such as an LED adjacent to the sensor, and the discoloration of the grease is detected by measuring the transmittance of light emitted from the light source. The sensor is arranged near the bearing raceway surface and detects deterioration of grease used for lubrication. Furthermore, when non-ester grease is used, it is known that the absorption near 1710 cm −1 increases by infrared spectrum analysis when it deteriorates by oxidation, and the oxidation deterioration can be detected by a passive sensor such as an infrared sensor. is there. When this value exceeds the threshold value, the pump is operated to supply the lubricant.
(6)検知精度向上のため、複数の検知方法は組み合わせることも可能である。
これらの方法によって油やグリース等の潤滑剤の劣化を検知し、その信号により潤滑剤供給ポンプを駆動し潤滑剤貯蔵タンク内にある潤滑剤を配管を通じて転がり軸受に供給する。なお、このとき供給される新しい潤滑剤が軸受全体に供給されるが、転がり軸受が回転中のみ潤滑剤ポンプが駆動するよう回転センサからの出力信号によって供給ポンプが駆動するようにすると潤滑剤の消費を抑えられ効率的である。
(6) In order to improve detection accuracy, a plurality of detection methods can be combined.
By these methods, the deterioration of the lubricant such as oil or grease is detected, and the lubricant supply pump is driven by the signal to supply the lubricant in the lubricant storage tank to the rolling bearing through the pipe. The new lubricant supplied at this time is supplied to the entire bearing. However, if the supply pump is driven by an output signal from the rotation sensor so that the lubricant pump is driven only while the rolling bearing is rotating, Consumption is suppressed and efficient.
前記転がり軸受の固定側の軌道部に、潤滑剤を補給する配管が接続されており、前記固定側の軌道部又はその近傍に潤滑剤補給穴を設けていると好ましい。 It is preferable that a pipe for supplying a lubricant is connected to the fixed-side raceway portion of the rolling bearing, and a lubricant supply hole is provided in or near the fixed-side raceway portion.
前記センサは潤滑剤の劣化状態を検知するセンサであって、潤滑剤の変色を検知する光学式センサ、または潤滑剤の体積抵抗率、誘電率および誘電正接のいずれかを測定するセンサのいずれかもしくは両方であると好ましい。 The sensor is a sensor that detects a deterioration state of the lubricant, and is either an optical sensor that detects discoloration of the lubricant or a sensor that measures any one of the volume resistivity, dielectric constant, and dielectric loss tangent of the lubricant. Or both are preferable.
さらに回転速度を検出する回転センサを有し、前記制御部は、更に前記回転センサからの出力信号に基づいて、前記潤滑剤の補給を行うと好ましい。 It is preferable that a rotation sensor for detecting a rotation speed is further provided, and that the controller further replenishes the lubricant based on an output signal from the rotation sensor.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態にかかる潤滑剤補給装置を示す概略構成図である。図2は、潤滑剤補給装置の動作を示すフローチャートである。図3は、軸受部1の断面図である。転がり軸受である軸受部1は、図3に示すように、外輪(軌道部)9と、内輪(軌道部)12と、両輪10,12間に転動自在に配置された転動部材である複数のころ11と、ころ11を保持する保持器10とからなる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a lubricant supply device according to the present embodiment. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the lubricant supply device. FIG. 3 is a cross-sectional view of the bearing portion 1. As shown in FIG. 3, the bearing portion 1 that is a rolling bearing is a rolling member that is disposed between an outer ring (track portion) 9, an inner ring (track portion) 12, and both
グリース補給穴7は外輪9の外径面から外輪9の軌道面内にある研削逃げ部に貫通し、外径側は供給管3を介してポンプP(図1)に接続されている。ポンプPから押し出されるグリースは、供給管3、グリース補給穴7を通じて軸受部1内部に挿入され、軸受部1の外輪9、内輪12の軌道面ところ11の接触面および外輪9と保持器10の接触面に付着して適宜潤滑を行うようになっている。グリースセンサ8は、外輪9の外径面から半径方向に挿入され外輪9の内径面に貫通している。外輪9の内径面の軌道面近傍に貫通したセンサ検出部8aにおいて軸受内部のグリースの劣化状態を検知する。
The
軸受部1に潤滑剤(ここではグリース)を補給する潤滑剤補給装置は、グリースが貯留されるグリースタンク2と、グリースタンク2から供給管(配管)3を介してグリースを軸受部1へ送り出すポンプPと、ポンプPを駆動するモータMと、軸受部1のグリースの劣化を測定するグリースセンサS(抵抗センサ、ガスセンサ、赤外線センサの少なくとも一つのパッシブ型センサ)と、グリースセンサSから出力されるセンサ信号を配線4を介して入力してグリースの劣化を判断し、且つ回転センサRSから出力される軸受部1の回転速度を示す信号入力し、それが使用される装置の使用状態を判断する判定回路を含む制御部6とを有する。
A lubricant replenishing device that replenishes the bearing portion 1 with a lubricant (here, grease) sends out grease to the bearing portion 1 through a
予めグリースタンク2には、適切な量のグリースが貯留されている。グリースタンク2内に貯留されたグリースは、ポンプPの駆動によって供給管3に導かれるようになっている。供給管3は、一方がグリースタンク2に接続され、他方がポンプPを介して軸受部1に接続されている。本実施の形態においては、ポンプPは、モータMの回転によって駆動するように構成されている。また、軸受部1には、グリースをその内部空間から排出するための排出管(図示せず)があっても良い。
An appropriate amount of grease is stored in the
軸受部1は、その内部空間に供給管3からグリースが補給されるように構成されている。ここでは、外輪9に設けられたグリース補給穴7を介して、供給管3から供給されたグリースが軸受部1の内部空間に補給されるように構成されている。
The bearing portion 1 is configured such that grease is supplied to the internal space from the
本実施の形態にかかる潤滑剤補給装置の動作について、更に図2を参照して説明する。ステップS101で運転開始した後、ステップS102で、グリースセンサSから出力された信号に基づいて、制御部6はグリースの初期状態を把握する。又、ステップS103で、回転センサRSから出力された信号に基づいて、制御部6は運転状態を把握する。更に、ステップS104で、グリースセンサSから出力された信号に基づいて、制御部6はグリースの劣化が閾値を超えたか否かを判定し、超えていれば、ステップS105で、軸受部1が動作中か否か判定する。動作中でなければ、ステップS101に戻り運転を再開し、動作中であれば、ステップS106でモータMを駆動制御し、ポンプPを動作させてグリースを供給管3から供給する(ステップS107)。ここでは、制御部6には、回転センサRSからの回転速度信号も同時に入力されるため、軸受部1が回転中にモータMが駆動するようにしておくと、供給されたグリースが軸受部1全体へと分散され、効率的に潤滑可能である。
The operation of the lubricant supply device according to the present embodiment will be further described with reference to FIG. After starting the operation in Step S101, the
供給されるグリースの量は予め適量を設定し、1回のポンプPの駆動でグリースセンサSが検出するグリースが供給されたグリースに入替わるようにする。またはグリースセンサSが検出するグリースが、供給されたグリースに入替わるまでポンプPを駆動するように設定することも可能である。その場合、グリースセンサSの位置がグリース供給位置の近傍に設置すると、グリースセンサSの検出するグリースがすぐに入替わってしまい、供給するグリースが軸受全体に分散しなくなるので、グリース供給位置とグリースセンサSの位置は軸受部1の回転方向に相対的な角度を持って離れていることが望ましい。 An appropriate amount of grease is set in advance so that the grease detected by the grease sensor S is replaced with the supplied grease by driving the pump P once. Alternatively, the pump P can be set to be driven until the grease detected by the grease sensor S is replaced with the supplied grease. In that case, if the position of the grease sensor S is installed in the vicinity of the grease supply position, the grease detected by the grease sensor S will be immediately replaced, and the supplied grease will not be distributed over the entire bearing. It is desirable that the position of the sensor S is separated with a relative angle in the rotation direction of the bearing portion 1.
図4は、潤滑剤の体積抵抗率と酸化度の関係を示すグラフである。潤滑剤は酸化劣化すると体積抵抗率が小さくなる特性を有するので、予め装置に組み込まれる転がり軸受に供給される潤滑剤の劣化度と軸受性能の関係を求めておき、抵抗センサを用いるグリースセンサSの出力信号を設定することができる。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the volume resistivity of the lubricant and the oxidation degree. Since the lubricant has a characteristic that the volume resistivity is reduced when it is oxidized and deteriorated, a relationship between the deterioration degree of the lubricant supplied to the rolling bearing incorporated in the apparatus and the bearing performance is obtained in advance, and the grease sensor S using the resistance sensor is used. Output signal can be set.
図5は、第2の実施の形態にかかる潤滑剤補給装置を示す図1と同様な図である。本実施の形態の潤滑剤補給装置は、潤滑剤の間欠補給が可能である。尚、図5の構成においては、図1の構成に対しグリースセンサを加速度センサ(振動センサともいい、パッシブ型センサである)VSに置換した以外は同様であるので、共通する構成の説明は省略する。但し、回転速度センサRSに加えて、温度、湿度センサを設けても良い。 FIG. 5 is a view similar to FIG. 1 showing the lubricant replenishing device according to the second embodiment. The lubricant supply device of the present embodiment can intermittently supply the lubricant. The configuration of FIG. 5 is the same as that of FIG. 1 except that the grease sensor is replaced with an acceleration sensor (also referred to as a vibration sensor, which is a passive sensor) VS, and thus description of the common configuration is omitted. To do. However, a temperature / humidity sensor may be provided in addition to the rotation speed sensor RS.
本実施の形態においては、制御部6は、転がり軸受である軸受部1の振動を、加速度センサVSを用いて測定し、その振動における5〜100kHzの高周波成分のみをフィルターを介して抽出し、その信号に基いてポンプPを駆動させることにより潤滑剤を、所定の運転間隔で供給する。
In the present embodiment, the
図6は、第3の実施の形態にかかる潤滑剤補給装置を工作機械の主軸装置に適用した例を示す図である。図6において、工作機械の主軸装置61は、ハウジング85に対して主軸69を、4つの転がり軸受71によって支持している。グリースタンク2内に貯留されたグリースは、ポンプPの駆動によって供給管3を介して切替弁70に導かれ、そこから配管63を介して主軸装置61内に取り込まれ、ノズル65を介して各転がり軸受71に供給されるようになている。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which the lubricant replenishing device according to the third embodiment is applied to a spindle device of a machine tool. In FIG. 6, the
本実施の形態も、潤滑油またはグリースの間欠補給を行う例であり、転がり軸受71の振動を振動センサVSを用いて測定し、上述と同様に保持器の振動数の成分に基づいて、制御部6がポンプPを駆動させることにより潤滑剤を供給させるものである。たとえば保持器の振動数fcは、以下の数式で表される。
fc=(fr/2)(1−(Da/dm)cosα) [Hz]
fr:内輪回転速度[Hz]
Da:転動体直径 [mm]
dm:ピッチ円直径[mm]
α :転がり軸受の接触角[度]
振動センサの変わりに5〜100kHZの超音波を測定する超音波センサを用いても良い。
This embodiment is also an example in which lubricating oil or grease is intermittently replenished, and the vibration of the rolling
fc = (fr / 2) (1- (Da / dm) cos α) [Hz]
fr: Inner ring rotational speed [Hz]
Da: Rolling element diameter [mm]
dm: pitch circle diameter [mm]
α: Contact angle of rolling bearing [degree]
Instead of the vibration sensor, an ultrasonic sensor that measures ultrasonic waves of 5 to 100 kHz may be used.
保持器の振動数の代わりに、転動体通過振動数を測定することも可能である。この振動も、振幅の絶対値、振幅の変動値、周波数の変動値、回転むらの値等を判定値とすることができる。 It is also possible to measure the rolling element passing frequency instead of the cage frequency. Also for this vibration, the absolute value of the amplitude, the fluctuation value of the amplitude, the fluctuation value of the frequency, the value of the rotation unevenness, and the like can be used as the determination value.
以上述べた本実施の形態によれば、弾性流体潤滑下で潤滑されながら回転する転がり軸受において、軌道面や転動面の性状の変化および潤滑剤の劣化をパッシブ型センサを用いてモニタリングしながら最適に潤滑剤を補給できる。従って、自然条件に大きく依存するような油やグリース等の潤滑剤の交換時期の予測が困難な運転条件で使用される機械装置において効率的に潤滑剤を供給し、メンテナンス性や運転信頼性を向上させることができる。さらに、アクセスが容易でない場所に設置された機械装置においては保守作業者の負担を軽減させることができる。 According to the present embodiment described above, in a rolling bearing that rotates while being lubricated under elastohydrodynamic lubrication, while monitoring changes in the properties of the raceway surface and the rolling surface and deterioration of the lubricant using a passive sensor, Lubricant can be replenished optimally. Therefore, it is possible to efficiently supply lubricant in machinery and equipment that is used in operating conditions where it is difficult to predict the replacement time of lubricants such as oil and grease, which greatly depend on natural conditions, and to improve maintenance and operational reliability. Can be improved. Furthermore, in a mechanical device installed in a place where access is not easy, the burden on the maintenance worker can be reduced.
なお、上述した実施形態では玉軸受を例に挙げているが、これに限定されることことなくボールねじ、リニアガイド、リニアボールべアリング等の第1の軌道部と第2の軌道部とこれらの軌道部間で転動自在に介在する複数の転動体を有し、油やグリース等の潤滑剤で潤滑されて弾性流体潤滑下で稼動する転がり軸受の潤滑剤補強装置に適用できる。 In the above-described embodiment, the ball bearing is taken as an example. However, the present invention is not limited to this, and the first and second track portions such as a ball screw, a linear guide, and a linear ball bearing are used. The present invention can be applied to a lubricant reinforcing device for a rolling bearing having a plurality of rolling elements interposed between the raceway portions so as to be freely rollable and lubricated with a lubricant such as oil or grease and operating under elastic fluid lubrication.
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、その発明の範囲内で変更・改良が可能であることはもちろんである。 The present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can of course be changed or improved within the scope of the invention.
1 軸受部
2 グリースタンク
3 供給管
4 配線
6 制御部
7 グリース補給穴
8 グリースセンサ
8a センサ検出部
9 外輪
10 保持器
11 ころ
12 内輪
61 主軸装置
63 配管
65 ノズル
69 主軸
70 切替弁
71 軸受
85 ハウジング
M モータ
P ポンプ
RS 回転センサ
RS 回転速度センサ
S グリースセンサ
VS 加速度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
潤滑剤を貯溜するタンクと、
潤滑剤を圧送するポンプと、
前記転がり軸受と前記タンクと前記ポンプを接続する配管と、
前記転がり軸受の稼動状況をモニタリングするパッシブ型のセンサと、
前記センサからの出力信号に基いて、前記ポンプを駆動することにより、前記タンク内の潤滑剤を前記配管を介して前記転がり軸受に補給する制御部とを有することを特徴とする潤滑剤補給装置。 Lubricant is supplied to a rolling bearing having a first raceway portion, a second raceway portion, and a plurality of rolling elements arranged so as to be freely rollable between the first raceway portion and the second raceway portion. In the lubricant supply device,
A tank for storing lubricant,
A pump for pumping lubricant,
Piping connecting the rolling bearing, the tank and the pump;
A passive sensor for monitoring the operating status of the rolling bearing;
A lubricant replenishing device comprising: a controller for replenishing the rolling bearing with the lubricant in the tank by driving the pump based on an output signal from the sensor. .
4. The apparatus according to claim 1, further comprising a rotation sensor that detects a rotation speed, wherein the controller further replenishes the lubricant based on an output signal from the rotation sensor. The lubricant replenishing device described.
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