JP2006017291A - Monitoring device and monitoring method - Google Patents

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JP2006017291A JP2004263776A JP2004263776A JP2006017291A JP 2006017291 A JP2006017291 A JP 2006017291A JP 2004263776 A JP2004263776 A JP 2004263776A JP 2004263776 A JP2004263776 A JP 2004263776A JP 2006017291 A JP2006017291 A JP 2006017291A
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Takanori Miyasaka
孝範 宮坂
Masahito Taniguchi
雅人 谷口
Yasuyuki Muto
泰之 武藤
Masanobu Yamazoe
正信 山添
Juntaro Sawara
淳太郎 佐原
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NSK Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a monitoring method capable of quickly and accurately monitoring a device that uses a rolling element, and to provide a monitoring device of lower size and cost. <P>SOLUTION: A rolling element 3 rotates stably if operation state of a bearing 5 is well, but vibration of the rolling element becomes larger by the effect of, for example, rolling of the rolling element on a rough part of a raceway surface. The abnormality such as defective operation can be detected if the amplitude value of passage vibration of the rolling element which is measured becomes larger, as it means that the rolling element rolls, for example, on the rough part of a raceway surface. Since continuing poor lubrication develops into abnormality such as wear or breakage, treatment such as refilling of lubricant in that stage prevents damage from abnormality while prevents wear or extends life. So, the state of a device which uses a rolling element can be monitored without breakup with simple configuration, and defective operation of the rolling element is detected before the occurrence of damage whose cause is defective operation. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば減速機や電動機ならびに鉄道車両用の車軸支持装置であって、弾性流体潤滑下で用いられる転動体を有する装置の監視装置及び監視方法に関し、特に、上記装置を分解することなく異常を検出可能な監視装置及び監視方法に関するものである。   The present invention relates to a monitoring device and a monitoring method for an axle support device for a reduction gear, an electric motor, and a railway vehicle having rolling elements used under elastic fluid lubrication, in particular, without disassembling the device. The present invention relates to a monitoring device and a monitoring method capable of detecting an abnormality.

モータ等の回転装置の軸受部に対する異常診断技術としては、従来様々な方法が提案されている(特許文献1〜5)。最も一般的なものとしては、例えば特許文献3に開示されているように、軸受部に加速度計を設置し、該軸受部の振動加速度を計測し、更にこの信号にFFT(高速フーリエ変換)処理を行って特定周波数成分の信号を抽出し、その値から軸振動を検知して軸受診断を行う技術が知られている。
特開2003−232674号公報 特開2000−146762号公報 特開2002−22617号公報 特開2003−202276号公報 特開2001−33469号公報
Conventionally, various methods have been proposed as an abnormality diagnosis technique for a bearing portion of a rotating device such as a motor (Patent Documents 1 to 5). As the most general one, for example, as disclosed in Patent Document 3, an accelerometer is installed in the bearing portion, the vibration acceleration of the bearing portion is measured, and further, FFT (Fast Fourier Transform) processing is performed on this signal. Is used to extract a signal of a specific frequency component, detect shaft vibration from the value, and perform bearing diagnosis.
JP 2003-232674 A JP 2000-146762 A JP 2002-22617 A JP 2003-202276 A JP 2001-33469 A

ここで、特許文献3に開示された異常診断技術では、周期的な現象である傷の有無や位置を軸受の寸法諸元と回転速度の条件から演算によって特定しているが、周期的ではない現象である運転状態の不良(例えば、潤滑不良、予圧のかかり具合や軸受の取付状態の不具合等)を診断するには新たな装置が必要となるという問題があった。   Here, in the abnormality diagnosis technique disclosed in Patent Document 3, the presence / absence and position of a scratch, which is a periodic phenomenon, is specified by calculation based on the dimensions of the bearing and the condition of the rotational speed, but is not periodic. There has been a problem that a new device is required to diagnose a failure in the operation state, which is a phenomenon (for example, poor lubrication, preload application, bearing mounting failure, etc.).

更に、特許文献4に開示された技術について説明する。図6は、特許文献4の図3に相当する図である。特許文献4によれば、転がり軸受の振動を測定することによって、図6に示す特定周波数成分を求め、それに基づいて内輪、外輪、転動体、保持器のいずれに異常が発生したかを特定できる。より具体的には、図6におけるSbは転動体の自転に基づく周波数成分であり、Scは保持器の回転に基づく周波数成分である。従って、Sbが大きくなっていれば、転動体に異常が生じたものと判断でき、Scが大きくなっていれば、保持器に異常が生じたものと判断できる。しかしながら、異常診断のためには複数の振動成分を解析しなくてはならず、処理が複雑となる。   Furthermore, the technique disclosed in Patent Document 4 will be described. FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. According to Patent Document 4, by measuring the vibration of the rolling bearing, the specific frequency component shown in FIG. 6 is obtained, and based on this, it can be specified whether an abnormality has occurred in the inner ring, the outer ring, the rolling element, or the cage. . More specifically, Sb in FIG. 6 is a frequency component based on the rotation of the rolling element, and Sc is a frequency component based on the rotation of the cage. Therefore, if Sb is large, it can be determined that an abnormality has occurred in the rolling element, and if Sc is large, it can be determined that an abnormality has occurred in the cage. However, for abnormality diagnosis, a plurality of vibration components must be analyzed, and the processing becomes complicated.

一方、特許文献5に開示された技術によれば、弾性流体潤滑下にある転がり軸受における転動体は、転がり軸受の動作時に転がり運動と滑り運動との複合運動を行っており、この際の滑りの割合を公転滑り率と定義し、滑り率が大きくなったときに、転がり軸受に異常が発生したと判断するものである。しかしながら、この滑り率を求めるためには、保持器は非磁性体でなくてはならず、また環境における磁場の大きさによっては、常に精度良い測定ができるとは限らないという問題がある。   On the other hand, according to the technique disclosed in Patent Document 5, a rolling element in a rolling bearing under elastohydrodynamic lubrication performs a combined motion of a rolling motion and a sliding motion during the operation of the rolling bearing. Is defined as the revolution slip ratio, and when the slip ratio increases, it is determined that an abnormality has occurred in the rolling bearing. However, in order to obtain this slip ratio, the cage must be a non-magnetic material, and there is a problem that accurate measurement is not always possible depending on the magnitude of the magnetic field in the environment.

本発明は、かかる従来技術に問題点に鑑み、従来とは異なる新規な発想に基づき、迅速かつ正確に転動体を用いた装置を監視できる監視方法、加えて小型化や低コスト化が可能な監視装置を提供することを目的とする。   In view of the problems in the conventional technology, the present invention is capable of monitoring a device using a rolling element quickly and accurately based on a new idea different from the conventional one, and further, downsizing and cost reduction are possible. An object is to provide a monitoring device.

第1の本発明の監視装置は、
潤滑される転動体を用いて支持される回転体を有する回転装置を監視する監視装置において、
少なくとも前記転動体の通過振動を検出するセンサと、
前記センサが検出した前記転動体の通過振動に基づいて、その振幅値を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段が抽出した前記転動体の通過振動の振幅値と、基準値とに基づいて、前記回転装置に異常が発生したと判断する判断手段とを有することを特徴とする。
The monitoring device of the first aspect of the present invention comprises:
In a monitoring device for monitoring a rotating device having a rotating body supported using a rolling element to be lubricated,
A sensor for detecting at least the passing vibration of the rolling element;
Extraction means for extracting the amplitude value based on the passing vibration of the rolling element detected by the sensor;
And determining means for determining that an abnormality has occurred in the rotating device based on the amplitude value of the passing vibration of the rolling element extracted by the extracting means and a reference value.

第2の本発明の監視装置は、
潤滑される転動体を用いて支持される回転体を有する回転装置を監視する監視装置において、
少なくとも前記転動体の通過振動を検出するセンサと、
前記センサが検出した前記転動体の通過振動に基づいて、その周期変動を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段が抽出した前記転動体の周期変動と、基準周期とに基づいて、前記回転装置に異常が発生したと判断する判断手段とを有することを特徴とする。
The monitoring device of the second present invention comprises:
In a monitoring device for monitoring a rotating device having a rotating body supported using a rolling element to be lubricated,
A sensor for detecting at least the passing vibration of the rolling element;
Based on the passing vibration of the rolling element detected by the sensor, extracting means for extracting the periodic variation;
And determining means for determining that an abnormality has occurred in the rotating device based on the period fluctuation of the rolling element extracted by the extracting means and a reference period.

第3の本発明の監視装置は、
潤滑される転動体を用いて支持される回転体を有する回転装置を監視する監視装置において、
少なくとも前記転動体の通過振動を検出するセンサと、
前記センサが検出した前記転動体の通過振動に基づいて、その周期変動を抽出する抽出手段と、
前記回転体の回転速度を検出する検出手段と、
前記抽出手段が抽出した前記転動体の公転速度と、前記検出手段が検出した前記回転体の回転速度との比を、所定値と比較することで、前記回転装置に異常が発生したと判断する判断手段とを有することを特徴とする。
The monitoring device of the third present invention comprises:
In a monitoring device for monitoring a rotating device having a rotating body supported using a rolling element to be lubricated,
A sensor for detecting at least the passing vibration of the rolling element;
Based on the passing vibration of the rolling element detected by the sensor, extracting means for extracting the periodic variation;
Detecting means for detecting the rotational speed of the rotating body;
The ratio of the revolution speed of the rolling element extracted by the extraction means and the rotation speed of the rotating body detected by the detection means is compared with a predetermined value to determine that an abnormality has occurred in the rotating device. And determining means.

第4の本発明の監視方法は、
潤滑される転動体を用いて支持される回転体を有する回転装置を監視する監視方法において、
少なくとも前記転動体の通過振動を検出するステップと、
検出された前記転動体の通過振動に基づいて、その振幅値を抽出するステップと、
抽出された前記転動体の通過振動の振幅値と、基準値とに基づいて、前記回転装置に異常が発生したと判断するステップとを有することを特徴とする。
The monitoring method of the fourth aspect of the present invention is:
In a monitoring method for monitoring a rotating device having a rotating body supported using a rolling element to be lubricated,
Detecting at least a passing vibration of the rolling element;
Extracting the amplitude value based on the detected passing vibration of the rolling element;
And determining that an abnormality has occurred in the rotating device based on the extracted amplitude value of the passing vibration of the rolling element and a reference value.

第5の本発明の監視方法は、
潤滑される転動体を用いて支持される回転体を有する回転装置を監視する監視方法において、
少なくとも前記転動体の通過振動を検出するステップと、
検出された前記転動体の通過振動に基づいて、その周期変動を抽出するステップと、
抽出された前記転動体の周期変動と、基準周期とに基づいて、前記回転装置に異常が発生したと判断するステップとを有することを特徴とする。
The monitoring method of the fifth aspect of the present invention is:
In a monitoring method for monitoring a rotating device having a rotating body supported using a rolling element to be lubricated,
Detecting at least a passing vibration of the rolling element;
Extracting the periodic variation based on the detected passing vibration of the rolling element;
And determining that an abnormality has occurred in the rotating device based on the extracted periodic fluctuation of the rolling element and a reference period.

第6の本発明の監視方法は、
潤滑される転動体を用いて支持される回転体を有する回転装置を監視する監視方法において、
少なくとも前記転動体の通過振動を検出するステップと、
前記転動体の通過振動に基づいて、その周期変動を抽出するステップと、
前記回転体の回転速度を検出するステップと、
前記転動体の公転速度と、前記回転体の回転速度との比を、所定値と比較することで、前記回転装置に異常が発生したと判断するステップとを有することを特徴とする。
The monitoring method of the sixth aspect of the present invention is:
In a monitoring method for monitoring a rotating device having a rotating body supported using a rolling element to be lubricated,
Detecting at least a passing vibration of the rolling element;
Extracting the periodic variation based on the passing vibration of the rolling element;
Detecting the rotational speed of the rotating body;
And comparing the ratio of the revolution speed of the rolling element and the rotation speed of the rotating body with a predetermined value to determine that an abnormality has occurred in the rotating device.

第1の本発明の監視装置によれば、潤滑される転動体を用いて支持される回転体を有する回転装置を監視する監視装置において、少なくとも前記転動体の通過振動を検出するセンサと、前記センサが検出した前記転動体の通過振動に基づいて、その振幅値を抽出する抽出手段と、前記抽出手段が抽出した前記転動体の通過振動の振幅値と、基準値とに基づいて、前記回転装置に異常が発生したと判断する判断手段とを有するので、前記転動体の通過振動の振幅値を監視するのみで異常判断を容易に且つ確実に行うことができる。   According to the monitoring device of the first aspect of the present invention, in the monitoring device for monitoring a rotating device having a rotating body supported by using a rolling element to be lubricated, at least a sensor for detecting a passing vibration of the rolling element, Based on the passing vibration of the rolling element detected by the sensor, the extracting means for extracting the amplitude value, the amplitude value of the passing vibration of the rolling element extracted by the extracting means, and the reference value, the rotation Since the apparatus has a determination means for determining that an abnormality has occurred in the apparatus, the abnormality determination can be easily and reliably performed only by monitoring the amplitude value of the passing vibration of the rolling element.

なお、ここで転動体の通過振動とは、負荷域にある各転動体の位置によって荷重の分担が変化し、転動体が転動する部材(例えば回転軸)の変位量と変位の方向が微小に変化するために発生する振動であり、転動体の通過振動数(fc)は以下の式で表される。
fc=(fr/2)(1−(Da/dm)・cosα) [Hz]・・(1)
ここで、fr:内輪回転速度(Hz)、Da:転動体直径(mm)、dm:ピッチ円直径(mm)、α:接触角である。
Here, the passing vibration of the rolling element means that the load sharing changes depending on the position of each rolling element in the load region, and the displacement amount and the direction of the displacement of the member (for example, the rotating shaft) on which the rolling element rolls are minute. And the passing frequency (fc) of the rolling element is expressed by the following equation.
fc = (fr / 2) (1− (Da / dm) · cos α) [Hz] (1)
Here, fr: inner ring rotational speed (Hz), Da: rolling element diameter (mm), dm: pitch circle diameter (mm), α: contact angle.

もし、転動体を用いた装置の運転状態が良好なら、転動体も安定して回転するが、例えば転動体が軌道面の荒れた部分上を転動した等の影響で転動体の振動が大きくなる。したがって、測定している転動体の通過振動の振幅値が大きくなれば、例えば転動体が軌道面の荒れた部分上を転動したことを意味するため、その運転状態不良の異常を検知できることになる。潤滑不良の状態が続くと摩耗や破損などの大きな異常に発展するので、この段階で、潤滑剤の補充などの処置を行えば、異常などの被害を未然に防ぐことが可能となるとともに摩耗防止や長寿命化にも繁がる。本発明によれば、簡素な構成で転動体を用いた装置の状態を分解することなく監視でき、転動体の運転状態が不良であることを、運転状態不良に基づく損傷が発生する以前に検知できることとなる。尚、「転動体を用いた装置」とは、転がり軸受、ボールねじ機構、リニアガイド等を含む。   If the operating condition of the device using the rolling element is good, the rolling element also rotates stably. For example, the rolling element vibrates greatly due to the rolling element rolling on a rough part of the raceway surface. Become. Therefore, if the amplitude value of the passing vibration of the rolling element being measured is large, for example, it means that the rolling element has rolled on a rough part of the raceway surface, and therefore it is possible to detect an abnormality in the operating condition. Become. If the state of poor lubrication continues, it will develop into a major abnormality such as wear or breakage. At this stage, replenishment of lubricant etc. can prevent damage such as abnormality and prevent wear. And prolongs the service life. According to the present invention, it is possible to monitor the state of a device using a rolling element with a simple configuration without disassembling, and to detect that the operating state of the rolling element is bad before damage based on the bad operating state occurs. It will be possible. The “apparatus using rolling elements” includes a rolling bearing, a ball screw mechanism, a linear guide, and the like.

前記基準値とは、前記回転装置が正常に動作しているときに、前記センサが検出した前記転動体の通過振動に基づいて抽出される、その振幅値であり、前記判断手段は、前記転動体の通過振動の振幅値と、前記基準値との差が所定値を超えていた場合に、前記回転装置に異常が発生したと判断すると好ましい。   The reference value is an amplitude value extracted based on the passing vibration of the rolling element detected by the sensor when the rotating device is operating normally. It is preferable to determine that an abnormality has occurred in the rotating device when the difference between the amplitude value of the passing vibration of the moving body and the reference value exceeds a predetermined value.

前記基準値とは、前記回転装置が正常に動作しているときに、前記センサが検出した前記転動体の通過振動に基づいて抽出される、その振幅値であり、前記判断手段は、前記転動体の通過振動の振幅値と、前記基準値との比が所定値を超えていた場合に、前記回転装置に異常が発生したと判断すると好ましい。   The reference value is an amplitude value extracted based on the passing vibration of the rolling element detected by the sensor when the rotating device is operating normally. It is preferable to determine that an abnormality has occurred in the rotating device when the ratio between the amplitude value of the passing vibration of the moving body and the reference value exceeds a predetermined value.

第2の本発明の監視装置は、潤滑される転動体を用いて支持される回転体を有する回転装置を監視する監視装置において、少なくとも前記転動体の通過振動を検出するセンサと、前記センサが検出した前記転動体の通過振動に基づいて、その周期変動を抽出する抽出手段と、前記抽出手段が抽出した前記転動体の周期変動と、基準周期とに基づいて、前記回転装置に異常が発生したと判断する判断手段とを有するので、前記転動体の通過振動の周期変動を監視するのみで異常判断を容易に且つ確実に行うことができる。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a monitoring device for monitoring a rotating device having a rotating body supported using a rolling element to be lubricated, wherein at least a sensor for detecting a passing vibration of the rolling element; Based on the detected passing vibration of the rolling element, an extracting means for extracting the periodic fluctuation, the periodic fluctuation of the rolling element extracted by the extracting means, and a reference period, an abnormality occurs in the rotating device. Therefore, it is possible to easily and reliably make an abnormality determination only by monitoring the periodic fluctuation of the passing vibration of the rolling element.

もし、転動体を用いた装置の運転状態が良好なら、転動体も安定して回転するが、運転状態不良が生じると部分的にすべり摩擦が大きくなる等の影響で転動体の回転が不安定になる。したがって、測定している転動体の通過振動の周期が大きくなれば、例えば転動体が軌道面上を滑るようになったことを意味するため、その運転状態不良の異常を検知できることになる。   If the operating condition of the device using the rolling element is good, the rolling element also rotates stably. However, if the operating condition is poor, the rolling element rotation is unstable due to partial sliding friction. become. Therefore, if the period of the passing vibration of the rolling element being measured is large, for example, it means that the rolling element has come to slide on the raceway surface, and thus it is possible to detect an abnormality in the operating condition.

前記基準周期とは、前記回転装置が正常に動作しているときに、前記センサが検出した前記転動体の通過振動に基づいて抽出される、その周期であり、前記判断手段は、前記転動体の通過振動の周期変動と、前記基準周期との差が所定値を超えていた場合に、前記回転装置に異常が発生したと判断すると好ましい。   The reference period is a period that is extracted based on the passing vibration of the rolling element detected by the sensor when the rotating device is operating normally, and the determination means includes the rolling element. It is preferable to determine that an abnormality has occurred in the rotating device when the difference between the periodic fluctuation of the passing vibration and the reference period exceeds a predetermined value.

第3の本発明の監視装置は、潤滑される転動体を用いて支持される回転体を有する回転装置を監視する監視装置において、少なくとも前記転動体の通過振動を検出するセンサと、前記センサが検出した前記転動体の通過振動に基づいて、その周期変動を抽出する抽出手段と、前記回転体の回転速度を検出する検出手段と、前記抽出手段が抽出した前記転動体の公転速度と、前記検出手段が検出した前記回転体の回転速度との比を、所定値と比較することで、前記回転装置に異常が発生したと判断する判断手段とを有するので、前記回転装置の異常判断を容易に且つ確実に行うことができる。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a monitoring device for monitoring a rotating device having a rotating body supported using a rolling element to be lubricated, wherein at least a sensor for detecting a passing vibration of the rolling element; Based on the detected passing vibration of the rolling element, extraction means for extracting the periodic fluctuation, detection means for detecting the rotational speed of the rotating body, revolution speed of the rolling element extracted by the extracting means, Since it has judgment means for judging that an abnormality has occurred in the rotating device by comparing the ratio of the rotational speed of the rotating body detected by the detecting means with a predetermined value, it is easy to judge abnormality of the rotating device This can be done reliably and reliably.

例えば、前記回転装置が軸受であり、且つ外輪が固定され内輪が回転する回転体である場合、転動体の周期変動は、正常な運転時には保持器の回転速度に対応する。保持器の回転速度は、fc=(fr/2)(1−(Da/dm)・cosα)で求まる。ここで、内輪の速度が一定であるにもかかわらず、転動体の周期変動が変化した場合、軌道面に荒れなどが生じて滑り率が変化したためであり、それに基づき前記回転装置の異常判断を容易に且つ確実に行うことができる。   For example, when the rotating device is a bearing and the rotating body is a rotating body in which the outer ring is fixed and the inner ring rotates, the periodic fluctuation of the rolling element corresponds to the rotational speed of the cage during normal operation. The rotational speed of the cage is determined by fc = (fr / 2) (1− (Da / dm) · cos α). Here, when the cycle variation of the rolling element changes despite the constant speed of the inner ring, the raceway surface is roughened and the slip rate is changed. It can be done easily and reliably.

前記センサは、加速度センサを含むと好ましい。   The sensor preferably includes an acceleration sensor.

前記センサは、歪みゲージを含むと好ましい。   The sensor preferably includes a strain gauge.

第4の本発明の監視方法は、潤滑される転動体を用いて支持される回転体を有する回転装置を監視する監視方法において、少なくとも前記転動体の通過振動を検出するステップと、検出された前記転動体の通過振動に基づいて、その振幅値を抽出するステップと、抽出された前記転動体の通過振動の振幅値と、基準値とに基づいて、前記回転装置に異常が発生したと判断するステップとを有するので、前記回転装置の異常判断を容易に且つ確実に行うことができる。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a monitoring method for monitoring a rotating device having a rotating body supported by using a rolling element to be lubricated, wherein at least a step of detecting a passing vibration of the rolling element is detected. Based on the step of extracting the amplitude value based on the passing vibration of the rolling element, the amplitude value of the passing vibration of the rolling element extracted, and the reference value, it is determined that an abnormality has occurred in the rotating device. Therefore, the abnormality determination of the rotating device can be performed easily and reliably.

前記基準値とは、前記回転装置が正常に動作しているときに、検出された前記転動体の通過振動に基づいて抽出される、その振幅値であり、前記転動体の通過振動の振幅値と、前記基準値との差が所定値を超えていた場合に、前記回転装置に異常が発生したと判断すると好ましい。   The reference value is an amplitude value extracted based on the detected passing vibration of the rolling element when the rotating device is operating normally, and the amplitude value of the passing vibration of the rolling element. When the difference from the reference value exceeds a predetermined value, it is preferable to determine that an abnormality has occurred in the rotating device.

前記基準値とは、前記回転装置が正常に動作しているときに、検出された前記転動体の通過振動に基づいて抽出される、その振幅値であり、前記転動体の通過振動の振幅値と、前記基準値との比が所定値を超えていた場合に、前記回転装置に異常が発生したと判断すると好ましい。   The reference value is an amplitude value extracted based on the detected passing vibration of the rolling element when the rotating device is operating normally, and the amplitude value of the passing vibration of the rolling element. When the ratio with the reference value exceeds a predetermined value, it is preferable to determine that an abnormality has occurred in the rotating device.

第5の本発明の監視方法は、潤滑される転動体を用いて支持される回転体を有する回転装置を監視する監視方法において、少なくとも前記転動体の通過振動を検出するステップと、検出された前記転動体の通過振動に基づいて、その周期変動を抽出するステップと、抽出された前記転動体の周期変動と、基準周期とに基づいて、前記回転装置に異常が発生したと判断するステップとを有するので、前記回転装置の異常判断を容易に且つ確実に行うことができる。   According to a fifth monitoring method of the present invention, there is provided a monitoring method for monitoring a rotating device having a rotating body supported by using a rolling element to be lubricated. Extracting the periodic fluctuation based on the passing vibration of the rolling element; determining determining that an abnormality has occurred in the rotating device based on the extracted periodic fluctuation of the rolling element and a reference period; Therefore, the abnormality determination of the rotating device can be easily and reliably performed.

前記基準周期とは、前記回転装置が正常に動作しているときに、検出された前記転動体の通過振動に基づいて抽出される、その周期であり、前記判断手段は、前記転動体の通過振動の周期変動と、前記基準周期との差が所定値を超えていた場合に、前記回転装置に異常が発生したと判断すると好ましい。   The reference period is a period that is extracted based on the detected passing vibration of the rolling element when the rotating device is operating normally, and the determination means passes the rolling element. It is preferable to determine that an abnormality has occurred in the rotating device when the difference between the vibration fluctuation and the reference period exceeds a predetermined value.

第6の本発明の監視方法は、潤滑される転動体を用いて支持される回転体を有する回転装置を監視する監視方法において、少なくとも前記転動体の通過振動を検出するステップと、前記転動体の通過振動に基づいて、その周期変動を抽出するステップと、前記回転体の回転速度を検出するステップと、前記転動体の公転速度と、前記回転体の回転速度との比を、所定値と比較することで、前記回転装置に異常が発生したと判断するステップとを有するので、前記回転装置の異常判断を容易に且つ確実に行うことができる。   According to a sixth monitoring method of the present invention, there is provided a monitoring method for monitoring a rotating device having a rotating body supported by using a rolling element to be lubricated, the step of detecting at least passing vibrations of the rolling element, and the rolling element. The ratio of the step of extracting the periodic fluctuation based on the passing vibration, the step of detecting the rotational speed of the rotating body, the revolution speed of the rolling body and the rotational speed of the rotating body is a predetermined value. By comparing, it has a step of determining that an abnormality has occurred in the rotating device, so that the abnormality determination of the rotating device can be easily and reliably performed.

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、第1の実施の形態にかかる監視装置の概略構成図である。図1において、監視装置10は、内輪1と外輪2と両輪間を転動するボール3と保持器4とからなる軸受5を回転装置として、その異常を検出するものである。尚、ここでは外輪2が固定され、内輪1が不図示の回転軸に嵌合されて回転する回転体となっており、ボール3が転動体を構成する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a monitoring device according to the first embodiment. In FIG. 1, a monitoring device 10 detects an abnormality using a bearing 5 formed of an inner ring 1, an outer ring 2, a ball 3 rolling between both wheels and a cage 4 as a rotating device. Here, the outer ring 2 is fixed, the inner ring 1 is fitted to a rotating shaft (not shown) and is a rotating body, and the ball 3 constitutes a rolling element.

図1において転動体通過振動を検出するための加速度センサ11が固定輪である外輪2に固定されている、センサ11の固定方法は、ボルト固定、接着、ボルト固定と接着やモールド材による埋め込み、ボルト固定時には回り止め機能を装着した方法が適用できる。このようにセンサ11をモールドすると水分の浸入を防止することができ、さらに外部からの加振に対する防振性が向上するため、センサ自体の信頼性を飛躍的に向上することができる   In FIG. 1, an acceleration sensor 11 for detecting rolling element passing vibration is fixed to an outer ring 2 which is a fixed wheel. The sensor 11 is fixed by bolt fixing, bonding, bolt fixing and bonding, or embedding by a molding material, A method with an anti-rotation function can be applied when fixing bolts. When the sensor 11 is molded in this way, it is possible to prevent moisture from entering, and further to improve the anti-vibration property against external vibration, so that the reliability of the sensor itself can be greatly improved.

なお、ここでは、転動体通過振動を検出するセンサとして、加速度センサを示したが、ほかに、AE(Acoustic Emission)センサ、超音波センサ、ショックパルスセンサなど、あるいは速度、ひずみ、応力、変位型など、振動を電気信号化できるものであればいかなるセンサを用いても良く、ノイズが多いような機械に取り付ける時には、絶縁型を使用したほうがノイズの影響を受けることが少ないので好ましい。また、転動体通過時におけるひずみの変化を利用して、その転動体通過周期を求めても良い。また、圧電素子など振動検出素子をプラスチックなどにモールドして転動体通過振動検出センサの形にしても良い。   In addition, although the acceleration sensor was shown here as a sensor which detects rolling-element passage vibration, it is AE (Acoustic Emission) sensor, an ultrasonic sensor, a shock pulse sensor, etc., or speed, strain, stress, displacement type. Any sensor may be used as long as vibration can be converted into an electrical signal, and when it is attached to a machine with a lot of noise, it is preferable to use an insulating type because it is less affected by noise. Moreover, you may obtain | require the rolling element passage period using the change of the distortion at the time of rolling element passage. Further, a vibration detecting element such as a piezoelectric element may be molded into plastic or the like to form a rolling element passing vibration detecting sensor.

センサ11から出力された信号は、抽出手段である信号処理器12に入力され、ここで転動体の通過振動の振幅値或いは周期が抽出された後、それは判断手段である制御装置13に入力される。転動体の通過振動の振幅値或いは周期に基づいて軸受異常と判断した場合、制御装置13は、出力装置(モニタ、警報機等)14にアラーム信号を送信し、軸受5の異常を示す表示等を行って、ユーザーの注意を喚起するようになっている。尚、信号処理器12と制御装置13とを統合して、制御器15と呼ぶこととする。   The signal output from the sensor 11 is input to a signal processor 12 as extraction means. After the amplitude value or period of the passing vibration of the rolling element is extracted here, it is input to the control device 13 as determination means. The When it is determined that the bearing is abnormal based on the amplitude value or cycle of the passing vibration of the rolling element, the control device 13 transmits an alarm signal to the output device (monitor, alarm device, etc.) 14 to display an indication of the abnormality of the bearing 5 or the like. To alert the user. The signal processor 12 and the control device 13 are integrated and referred to as a controller 15.

次に、監視装置10の具体的動作について説明する。まず、制御装置13は、初期状態での転動体の通過振動の振幅値或いは周期を基準値として記憶する。図2(a)は、正常な状態でのセンサ11から出力される信号を示すグラフであり、図2(b)は、異常な状態でのセンサ11から出力される信号を示すグラフである。正常な状態では、転動体通過振動成分Aは、110Hz前後にピークとして現れる。 Next, a specific operation of the monitoring device 10 will be described. First, the control device 13 stores the amplitude value or cycle of the passing vibration of the rolling element in the initial state as a reference value. FIG. 2A is a graph showing a signal output from the sensor 11 in a normal state, and FIG. 2B is a graph showing a signal output from the sensor 11 in an abnormal state. Under normal conditions, the rolling element passing vibration component A 0 appears as a peak around 110 Hz.

ここで、軸受5に、例えば異常なモーメント荷重がかかった場合、予圧やすきまなどに影響し、軸受の運転状態が不良になる。また、潤滑状態が不良である場合には、部分的にすべり摩擦が大きくなるため、転動体の回転が不安定になり転動体通過振動の振幅変動が大きくなる(振幅値は大きく変動する)。   Here, when an abnormal moment load is applied to the bearing 5, for example, the preload and the clearance are affected, and the operation state of the bearing becomes poor. Further, when the lubrication state is poor, the sliding friction is partially increased, so that the rotation of the rolling element becomes unstable and the amplitude fluctuation of the rolling element passing vibration becomes large (the amplitude value greatly fluctuates).

より具体的には、正常な状態での転動体通過振動成分Aに対して、転動体の滑りが大きくなると、転動体の通過振動の周期は遅くなるから、異常な状態での転動体通過振動成分Aのピークは左にずれることとなる。又、軌道面が荒れていたりした場合、正常な状態での転動体通過振動成分Aに対して、異常な状態での転動体通過振動成分Aのピークは増大することとなる。 More specifically, when the rolling element slip increases with respect to the rolling element passing vibration component A 0 in the normal state, the period of the passing vibration of the rolling element is delayed, so that the rolling element passage in the abnormal state is delayed. peak vibration components a 1 becomes deviates to the left. Further, when or have rough raceways for the rolling element passing vibration component A 0 in the normal state, the peak of the rolling element passing vibration component A 1 in the abnormal condition is the increase.

これを利用し、制御装置13は、安定期(正常運転時)の転動体通過振動の振幅(基準値)Aと現在の転動体通過振動の振幅Aとの差の比(|A−A|/A)を求めて、その値が設定値(0.1)を上回った場合(|A−A|/A>0.1)に、軸受5が潤滑不良の状態にあると判定し、出力装置14によりアラーム信号を送信することができる。 Using this, the control device 13 determines the ratio (| A 0 ) of the difference between the amplitude (reference value) A 0 of the rolling element passing vibration in the stable period (during normal operation) and the current amplitude A 1 of the rolling element passing vibration. -A 1 | / a 0) of seeking, if the value exceeds the set value (0.1) (| a 0 -A 1 | a / a 0> 0.1), the bearing 5 is poor lubrication It can be determined that it is in a state, and an alarm signal can be transmitted by the output device 14.

なお、本実施の形態では、設定値を0.1としたが、この値は運転状態やアプリケーションに応じて任意に設定・変更(好ましくは0.1〜0.3)が可能である。   In the present embodiment, the set value is set to 0.1, but this value can be arbitrarily set and changed (preferably 0.1 to 0.3) according to the operating state and application.

また、別な例としては、制御装置13は、安定期(正常運転時)の転動体違過振動の振幅Aと現在の転動体通過振動の振幅Aとの比(A/A)が許容範囲(0.9〜1.1)から外れた場合(A/A<0.9、1.1<A/A)に、軸受5の運転状態が不良であると判定し、出力装置14にアラーム信号を送信することができる。なお、本実施の形態では、許容範囲を(0.9〜1.1)としたが、この範囲は運転状態やアプリケーションに応じて任意に設定・変更(好ましくは(0.7〜1.3の任意の範囲)が可能である。 As another example, the control device 13 determines the ratio (A 1 / A 0 ) between the amplitude A 0 of the rolling element passing vibration during the stable period (during normal operation) and the current amplitude A 1 of the rolling element passing vibration. ) is the case of out-of-tolerance (0.9~1.1) (a 1 / a 0 <0.9,1.1 <a 1 / a 0), and the operating condition of the bearing 5 is bad It can be determined and an alarm signal can be transmitted to the output device 14. In this embodiment, the allowable range is (0.9 to 1.1), but this range is arbitrarily set / changed (preferably (0.7 to 1.3) depending on the operating state and application. Any range) is possible.

また、転動体通過振動の発生周期に着目した場合も、設定値又は許容範囲を回転装置の運転状態やアプリケーションに応じて決定することで、上記と同様の方法で対応できる。   In addition, when paying attention to the generation cycle of rolling element passing vibration, it is possible to cope with the same method as described above by determining the set value or the allowable range according to the operating state of the rotating device and the application.

更に、制御装置13は、転動体の通過振動に基づいて、その周期変動を抽出し、内外輪の回転速度差より保持器4の回転速度を求め、それらの比を所定値と比較することで、軸受5に異常が発生したと判断することもできる。   Further, the control device 13 extracts the periodic fluctuation based on the passing vibration of the rolling element, determines the rotational speed of the cage 4 from the rotational speed difference between the inner and outer rings, and compares the ratio with a predetermined value. It can also be determined that an abnormality has occurred in the bearing 5.

なお、ここでは、転動体通過振動の振幅や発生周期として、振幅や周期の瞬時値(ピーク値)を用いて比較を行ったが、所定の時間内における自乗平均値などの平均値やオーバーオールなどの計算値を用いてもよい。   In this case, the comparison was made using the instantaneous value (peak value) of the amplitude and period as the amplitude and generation period of the rolling element passing vibration, but the average value such as the mean square value within the predetermined time, overall, etc. The calculated value of may be used.

また、異常値を示した部位やその順序を記憶する記憶手段を制御装置等に設けることによって、異常部位の特定を容易に行うことができ修理や交換等などの処置を迅速に行うことが可能となる。   In addition, by providing storage devices that store parts that show abnormal values and their order in the control device, etc., it is possible to easily identify abnormal parts and quickly perform repairs, replacements, etc. It becomes.

なお、回転装置などによっては、運転中に局部的に潤滑不良の状態が出現して、僅かな時間の後に復旧する場合もある、このため、制御装置13が潤滑不良と判定した瞬間に運転を停止させたり警報を発したりすると、回転装置の緊急停止等が必要以上に行われる可能性がある。そこで、潤滑不良の状態が所定時間(数秒)継続して検出された場合にのみ、回転装置の停止させたり警報を発させたりすることもできる。   Depending on the rotating device or the like, a poorly lubricated state may appear locally during operation, and recovery may occur after a short period of time. For this reason, operation is performed at the moment when the control device 13 determines that lubrication is defective. If it is stopped or an alarm is issued, an emergency stop or the like of the rotating device may be performed more than necessary. Therefore, the rotating device can be stopped or an alarm can be issued only when a state of poor lubrication is detected continuously for a predetermined time (several seconds).

制御装置13はマイコン等を利用すれば、ユニット化が可能となり、小型化やモジュール化が図れるのでなお良い。なお、信号処理器12,制御装置13及び出力装置14を設置する場所は、軸受装置に内蔵するようにしてもよいし、機械設備内に監視システムとして設置することができる。かかる場合、監視装置は1つでも良いが、軸受に対応して複数設けても良い。   The control device 13 can be unitized if a microcomputer or the like is used, and it is even better because it can be downsized and modularized. The place where the signal processor 12, the control device 13, and the output device 14 are installed may be built in the bearing device, or may be installed as a monitoring system in the mechanical equipment. In such a case, one monitoring device may be provided, but a plurality of monitoring devices may be provided corresponding to the bearings.

以下、監視装置を含む監視システムについて、図面を参照して詳細に説明する。図3は、かかる機械設備の監視システムの概略構成図である。この機械設備の監視システム100は、鉄道車両の車軸を支承する転がり軸受5に対して、転がり軸受5の各構成部品の摩耗や破損による異常の発生を検出するものである。   Hereinafter, a monitoring system including a monitoring device will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of such a machine facility monitoring system. This mechanical equipment monitoring system 100 detects an abnormality caused by wear or breakage of each component of the rolling bearing 5 with respect to the rolling bearing 5 that supports the axle of the railway vehicle.

本実施形態の場合、軸受5は、軸受の通過振動を検出して電気信号として出力するセンサ11を、軸受の構成部品である外輪に組み付けたセンサ付軸受である。一つの車両には、複数個のセンサ付軸受5が使用される。   In the present embodiment, the bearing 5 is a sensor-equipped bearing in which a sensor 11 that detects passage vibration of the bearing and outputs it as an electrical signal is assembled to an outer ring that is a component of the bearing. A plurality of sensor-equipped bearings 5 are used in one vehicle.

本実施形態の機械設備の監視システム100は、軸受5毎に装備された検出器としての複数個のセンサ11と、各センサ11の出力を所定の演算処理によって分析し、分析結果を予め用意しておいた基準値等と比較して軸受5における異常の有無を判定する抽出手段及び判断手段としての信号処理部20と、この信号処理部20の分析結果や判定結果を所定の表示形態で表示したり、前記判定結果に応じた制御信号を鉄道車両の制御系にフィードバックしたりする制御処理部30とを備えている。   The machine facility monitoring system 100 of this embodiment analyzes a plurality of sensors 11 as detectors installed for each bearing 5 and the output of each sensor 11 by a predetermined arithmetic process, and prepares the analysis results in advance. A signal processing unit 20 serving as an extraction unit and a determination unit that determines whether or not there is an abnormality in the bearing 5 in comparison with a reference value, and the analysis results and determination results of the signal processing unit 20 are displayed in a predetermined display form. Or a control processing unit 30 that feeds back a control signal corresponding to the determination result to the control system of the railway vehicle.

上述した実施の形態と同様に、センサ11は、軸受5の回転状態に応じて変化する物理量として、転動体の通過振動を検出し、電気信号に変換して信号処理部20へと送信する。   Similar to the above-described embodiment, the sensor 11 detects the passing vibration of the rolling element as a physical quantity that changes in accordance with the rotation state of the bearing 5, converts it into an electrical signal, and transmits it to the signal processing unit 20.

信号処理部20は、例えば専用に開発された1チップマイクロコンピュータ、又は1ボードマイクロコンピュータであり、図3に示すように、各センサ11からマイコン16を介して送信された検出データを一時的に蓄積すると共に、蓄積したデータをそのデータの種類に応じて装備された分析部23、24に分配するデータ収集・分配機能部21と、軸受5の諸元(転動体の数等)及び軸受5の正常時の振動等の各種の物理量を基準値として蓄積している内部メモリ26と、各分析部23、24における分析結果を内部メモリ26に蓄積されている基準値等と比較することによって、異常の有無の判定及び異常部位の特定を行う判断部である比較判定機能部25とを備え、各分析部23、24における分析結果及び比較判定機能部25における判定結果を制御処理部30に出力する。   The signal processing unit 20 is, for example, a one-chip microcomputer or a one-board microcomputer developed exclusively, and temporarily detects detection data transmitted from each sensor 11 via the microcomputer 16 as shown in FIG. The data collection / distribution function unit 21 that accumulates and distributes the accumulated data to the analysis units 23 and 24 equipped according to the type of the data, the specifications of the bearing 5 (number of rolling elements, etc.) and the bearing 5 By comparing the internal memory 26 in which various physical quantities such as vibration during normal operation are stored as reference values, and the analysis results in the analysis units 23 and 24 with reference values stored in the internal memory 26, A comparison / determination function unit 25 which is a determination unit for determining the presence / absence of an abnormality and specifying an abnormal part, and the analysis results and comparison / determination function unit 25 in each analysis unit 23 and 24 And it outputs the determination result to the control processor 30 that.

本実施形態の場合、分析部23は振動情報の分析用であり、振動に含まれる周波数スぺクトルを求める。分析部24は回転速度情報の分析用で軸受の回転速度を求める。各分析部23、24は、入力情報を、基準値との比較が可能なように、不要部分(ノイズ)のカットや必要部分の明確化等を含めた規定の分析処理を行う。   In the case of this embodiment, the analysis unit 23 is for analyzing vibration information, and obtains a frequency spectrum included in the vibration. The analysis unit 24 obtains the rotation speed of the bearing for analyzing the rotation speed information. Each analysis unit 23 and 24 performs a prescribed analysis process including cutting unnecessary parts (noise) and clarifying necessary parts so that the input information can be compared with a reference value.

具体的に説明すると、センサ11が検出した振動情報の場合は、データ収集・分配機能部21と分析部23との間に装備されたフィルタ処理機能部22によってノイズ成分の除去又は特定の周波数成分を抽出するフィルタ処理を受け、フィルタ処理後の振動信号が分析部23に入力される。   More specifically, in the case of vibration information detected by the sensor 11, noise component removal or a specific frequency component is performed by the filter processing function unit 22 provided between the data collection / distribution function unit 21 and the analysis unit 23. The vibration signal after filtering is input to the analysis unit 23.

分析部23は、入力する振動信号に対して、絶対値処理又はエンべロープ処理及び周波数分析等の規定の分析処理を行って、入力した振動データを基準値との比較が可能な周波数領域のデータに変換する。   The analysis unit 23 performs specified analysis processing such as absolute value processing, envelope processing, and frequency analysis on the input vibration signal, so that the input vibration data can be compared with a reference value in a frequency region. Convert to data.

比較判定機能部25は、分析部23の分析結果によって得た振動周波数データと、内部メモリ26に格納されている基準値とを比較し、上述したようにして軸受5が異常か否かを判定する。   The comparison / determination function unit 25 compares the vibration frequency data obtained from the analysis result of the analysis unit 23 with the reference value stored in the internal memory 26, and determines whether or not the bearing 5 is abnormal as described above. To do.

比較判定機能部25では、周波数成分の比較による判定等を行う際に、他の分析部24から入手する回転速度等、及び内部メモリ26に蓄積されている仕様諸元等の各種データを参照し、判定の正確性を期す。   The comparison / determination function unit 25 refers to various data such as the rotational speed obtained from the other analysis units 24 and the specification specifications stored in the internal memory 26 when performing the determination by comparing the frequency components. , For accuracy of judgment.

なお、分析部23、24や比較判定機能部25における具体的な処理は、詳述しないが、上記の方法に限るものではなく、公知の種々の方法、或いは本願出願人が先に提案している各種の判定手法(特開2003−130763、特開2003−202276、特開2003−130724等)など、複数の方法を使用することができる。   The specific processing in the analysis units 23 and 24 and the comparison / determination function unit 25 is not described in detail, but is not limited to the above-described method. Various known methods or the applicant of the present application previously proposed. A plurality of methods such as various determination methods (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2003-130763, 2003-202276, 2003-130724, etc.) can be used.

制御処理部30は、信号処理部20の分析結果や判定結果を所定の表示形態で表示する表示手段としての結果出力部31と、軸受5が組み込まれている車両の駆動機構の動作を制御する制御系に前記比較判定機能部25の判定結果に応じた制御信号をフィードバックする制御器32とを備えている。   The control processing unit 30 controls the operation of the result output unit 31 as display means for displaying the analysis result and determination result of the signal processing unit 20 in a predetermined display form, and the drive mechanism of the vehicle in which the bearing 5 is incorporated. The control system includes a controller 32 that feeds back a control signal corresponding to the determination result of the comparison determination function unit 25.

結果出力部31は、具体的には、モニターへの画像表示やプリンタヘの印刷出力によって、信号処理部20の分析結果や判定結果を通知する他、信号処理部20の判定結果が異常有りの場合には、警告灯の点滅や警報機の作動による通知を行う。なお、判定結果は、メモリやHDDなどの記憶媒体に保存されてもよく、結果出力部31を介してリアルタイムに表示されてもよい。   Specifically, the result output unit 31 notifies the analysis result or determination result of the signal processing unit 20 by displaying an image on a monitor or printing output to a printer, and the determination result of the signal processing unit 20 is abnormal. In this case, notification is performed by blinking a warning light or operating an alarm. The determination result may be stored in a storage medium such as a memory or HDD, or may be displayed in real time via the result output unit 31.

制御器32は、例えば、信号処理部20の判定結果が異常有りの場合に、異常の程度に応じて、車両の走行停止や減速等を示す制御信号を車両の走行制御器に送る。   For example, when the determination result of the signal processing unit 20 is abnormal, the controller 32 sends a control signal indicating stop or deceleration of the vehicle to the vehicle controller according to the degree of abnormality.

以上に説明した本実施形態の機械設備の監視システムでは、転がり軸受5に組み込まれているセンサ11の出力を信号処理部20によって分析すると共に、その分析結果を予め用意しておいた基準値と比較することで、転がり軸受5の異常の有無を判定するため、転がり軸受5自体或いは転がり軸受5を含む鉄道車両自体を分解せずに通常の使用状態のままで判定することができるという利点がある。   In the monitoring system for mechanical equipment according to the present embodiment described above, the output of the sensor 11 incorporated in the rolling bearing 5 is analyzed by the signal processing unit 20, and the analysis result is prepared in advance as a reference value. By comparing, it is possible to determine whether there is an abnormality in the rolling bearing 5, so that the rolling bearing 5 itself or the railcar itself including the rolling bearing 5 can be determined in a normal use state without being disassembled. is there.

従って、手間のかかる分解・組み立て作業の頻度を減少させて保守・管理コストを低減させることができる。また、規定の演算処理による分析や比較で機械的に判定を行うため、従来の目視検査と比較すると、検査担当者の熟練度や個人差によって判定がばらつく虞がなく、異常の有無の診断の信頼性を向上させることができる。   Therefore, it is possible to reduce maintenance and management costs by reducing the frequency of laborious disassembly / assembly work. In addition, since the judgment is mechanically performed by analysis and comparison by the prescribed arithmetic processing, there is no possibility that the judgment varies depending on the skill level of the person in charge of inspection and individual differences compared with the conventional visual inspection, and diagnosis of the presence or absence of abnormality is possible. Reliability can be improved.

また、信号処理部20自体は、1チップ又は1ボードの小さな専用ユニットとすることができるため、情報処理装置として汎用のパーソナルコンピュータを使用する従来の監視システムと比較すると、システム全体を大幅にコンパクト化でき、装備に必要な占有スぺースが少なくて済むため、軸受を含む機械設備(即ち、鉄道車両等)への装備が容易になる。   In addition, since the signal processing unit 20 itself can be a small dedicated unit of one chip or one board, the entire system is significantly more compact than a conventional monitoring system that uses a general-purpose personal computer as an information processing device. Since only a small space is required for the equipment, the equipment to the mechanical equipment including the bearings (that is, the railway vehicle etc.) can be easily equipped.

図4は、本実施の形態にかかる監視装置を用いた潤滑剤補給装置を示す概略構成図である。図4に示すように、軸受5は、外輪2と、内輪1と、両輪1,2間に転動自在に配置された転動部材である複数のころ3と、ころ3を保持する保持器4とからなる。   FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a lubricant supply device using the monitoring device according to the present embodiment. As shown in FIG. 4, the bearing 5 includes an outer ring 2, an inner ring 1, a plurality of rollers 3 that are rolling members disposed between both wheels 1 and 2, and a cage that holds the rollers 3. It consists of four.

軸受5の外径側は供給管6を介してポンプP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6を通じて軸受部5内部に挿入され、軸受部5の外輪2、内輪1の軌道面ところ3の接触面および外輪2と保持器4の接触面に付着して適宜潤滑を行うようになっている。転動体の通過振動を測定するセンサ11は、外輪2に配置されている。   The outer diameter side of the bearing 5 is connected to the pump P through the supply pipe 6. The grease pushed out from the pump P is inserted into the bearing portion 5 through the supply pipe 6 and adheres to the contact surface of the outer ring 2 of the bearing portion 5, the raceway surface 3 of the inner ring 1 and the contact surface of the outer ring 2 and the cage 4. Therefore, proper lubrication is performed. A sensor 11 for measuring the passing vibration of the rolling element is disposed on the outer ring 2.

軸受5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7と、グリースタンク7から供給管6を介してグリースを軸受5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5の転動体振動を測定するセンサ11と、センサ11から出力される信号を入力して、軸受5の異常の有無を判定する抽出手段及び判断手段を兼ねる制御部8とを有する。   The lubricant replenishing device that replenishes the bearing 5 with a lubricant (here, grease) includes a grease tank 7 in which the grease is stored, a pump P that feeds the grease from the grease tank 7 to the bearing 5 through the supply pipe 6, and a pump A motor M that drives P, a sensor 11 that measures the rolling element vibration of the bearing 5, and a control that also serves as an extraction unit and a determination unit that receive signals output from the sensor 11 and determine whether there is an abnormality in the bearing 5 Part 8.

予めグリースタンク7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7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6に導かれるようになっている。供給管6は、一方がグリースタンク7に接続され、他方がポンプPを介して軸受5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5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 advance in the grease tank 7. The grease stored in the grease tank 7 is guided to the supply pipe 6 by driving the pump P. One of the supply pipes 6 is connected to the grease tank 7 and the other is connected to the bearing 5 via the pump P. In the present embodiment, the pump P is configured to be driven by the rotation of the motor M. The bearing 5 may have a discharge pipe (not shown) for discharging the grease from the internal space.

軸受5は、その内部空間に供給管6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2に設けられたグリース補給穴を介して、供給管6から供給されたグリースが軸受5の内部空間に補給されるように構成されている。   The bearing 5 is configured such that grease is supplied to the internal space from the supply pipe 6. Here, the grease supplied from the supply pipe 6 is supplied to the internal space of the bearing 5 through a grease supply hole provided in the outer ring 2.

本実施の形態にかかる潤滑剤補給装置の動作について説明する。軸受5の運転開始した後、センサ11から出力された信号に基づいて、制御部8は振動の初期状態を把握する。更に運転が継続されたとき、センサ11から出力された信号に基づいて、制御部8は、例えば軌道面に面荒れが起きつつあるなど軸受5に異常が発生したか否かを判定し、異常と判断すれば、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6を介して供給する。それにより、軸受5の寿命を長く保つことが可能となる。   The operation of the lubricant supply device according to the present embodiment will be described. After starting the operation of the bearing 5, the control unit 8 grasps the initial state of vibration based on the signal output from the sensor 11. When the operation is further continued, based on the signal output from the sensor 11, the control unit 8 determines whether or not an abnormality has occurred in the bearing 5, for example, surface roughness is occurring on the raceway surface. If it is determined, the motor M is driven and controlled, the pump P is operated, and grease is supplied via the supply pipe 6. As a result, the life of the bearing 5 can be kept long.

図5は、センサ11を組み付けてなる、懸架装置に対し車輪を支持するハブユニット(回転装置)の断面図である。中空円筒状に形成したハブ114の外端部外周面に形成したフランジ110には、図示しない複数本のスタッドにより、車輪を構成するホイールと、制動装置を構成するディスクロータとが固定される。この様なハブ114の中間部外周面には外側の内輪軌道101aを形成し、内端部に形成した段部116には、外周面に内側の内輪軌道101aを有する内輪101を外嵌固定して、回転輪113を構成している。この様な回転輪113を構成する上記ハブ114の中心部に形成したスプライン孔117には、自動車への組み付け状態で、図示しない等速ジョイントに付属したスプライン軸を挿入する。   FIG. 5 is a cross-sectional view of a hub unit (rotating device) that supports the wheel with respect to the suspension device, to which the sensor 11 is assembled. A wheel constituting the wheel and a disc rotor constituting the braking device are fixed to a flange 110 formed on the outer peripheral surface of the outer end portion of the hub 114 formed in a hollow cylindrical shape by a plurality of studs (not shown). An outer ring raceway 101a is formed on the outer peripheral surface of the intermediate portion of the hub 114, and the inner ring 101 having the inner ring raceway 101a on the outer peripheral surface is externally fitted and fixed to a stepped portion 116 formed on the inner end portion. Thus, the rotating wheel 113 is configured. A spline shaft attached to a constant velocity joint (not shown) is inserted into a spline hole 117 formed at the center of the hub 114 constituting such a rotating wheel 113 in an assembled state to the automobile.

一方、回転輪113の周囲には、内周面に複列の外輪軌道102a、102aを、外周面に取付部102bを、それぞれ形成した静止輪である外輪102を、回転輪113と同心に配置している。このうちの取付部102bは、ナックル等の図示しない懸架装置に対し外輪102を支持固定する為に使用される。又、各外輪軌道102a、102aと上記各内輪軌道101a、101aとの間に、それぞれが転動体である玉103、103を複数個ずつ設けて、懸架装置に固定する外輪102の内径側に、ホイールを含む車輪を固定する回転輪113を、回転自在に支持できる様にしている。尚、重量の嵩む自動車用の転がり軸受ユニットの場合には、上記各転動体として、図示の様な玉103、103に代えて、円すいころを使用する場合もある。又、外側の内輪軌道101aを、ハブ114の外周面に直接形成するのに代えて、別体の内輪の外周面に形成する場合もある。   On the other hand, around the rotating wheel 113, a double row outer ring raceway 102a, 102a is arranged on the inner peripheral surface, a mounting portion 102b is formed on the outer peripheral surface, and the outer ring 102 which is a stationary wheel formed concentrically with the rotating wheel 113. is doing. Of these, the attachment portion 102b is used for supporting and fixing the outer ring 102 to a suspension device (not shown) such as a knuckle. Also, between each outer ring raceway 102a, 102a and each inner ring raceway 101a, 101a, a plurality of balls 103, 103, each of which is a rolling element, are provided, and on the inner diameter side of the outer ring 102 fixed to the suspension device, The rotating wheel 113 that fixes the wheel including the wheel can be rotatably supported. In the case of a rolling bearing unit for automobiles that is heavy, tapered rollers may be used as the rolling elements in place of the balls 103 and 103 as shown. Further, instead of directly forming the outer ring raceway 101a on the outer peripheral surface of the hub 114, it may be formed on the outer peripheral surface of a separate inner ring.

又、外輪102の両端部内周面と、ハブ114の中間部外周面及び内輪101の内端部外周面との間には、それぞれシールリング111、111を装着して、複数の玉103、103を設けた空間112の両端開口部を塞いでいる。そして、この空間112内に封入したグリースが外部に漏洩したり、外部に浮遊する異物がこの空間112内に侵入する事を防止している。   Further, seal rings 111 and 111 are mounted between the inner peripheral surface of both ends of the outer ring 102, the outer peripheral surface of the intermediate portion of the hub 114, and the outer peripheral surface of the inner end of the inner ring 101, respectively. The opening portions at both ends of the space 112 provided with are closed. The grease sealed in the space 112 is prevented from leaking to the outside, and foreign matters floating outside are prevented from entering the space 112.

一方、外輪102の軸方向中間部のボス102dに、取付孔102cを外輪102の外周面から内周面にまで貫通する状態で形成している。そして、この取付孔102cにセンサ11を含むセンサユニット118を取り付けている。センサユニット118は、上述した実施の形態のように振動を検出するセンサ11と、回転速度センサ119とからなる。センサ11の出力信号は、抽出手段である信号処理器12に入力され、ここでハブユニット105の転動体の通過振動の振幅値或いは周期が抽出された後、それは判断手段である制御装置13に入力される。転動体の通過振動の振幅値或いは周期に基づいて軸受異常と判断した場合、制御装置13は、出力装置(モニタ、警報機等)にアラーム信号を送信し、ハブユニット105の異常を示す表示等を行って、ドライバーやユーザーの注意を喚起することができるようになっている。   On the other hand, the mounting hole 102c is formed in the boss 102d at the axially intermediate portion of the outer ring 102 so as to penetrate from the outer peripheral surface of the outer ring 102 to the inner peripheral surface. A sensor unit 118 including the sensor 11 is attached to the attachment hole 102c. The sensor unit 118 includes the sensor 11 that detects vibration and the rotation speed sensor 119 as in the above-described embodiment. The output signal of the sensor 11 is input to a signal processor 12 as extraction means, and after the amplitude value or period of the passing vibration of the rolling element of the hub unit 105 is extracted here, it is sent to the control device 13 as determination means. Entered. When it is determined that the bearing is abnormal based on the amplitude value or cycle of the passing vibration of the rolling element, the control device 13 transmits an alarm signal to the output device (monitor, alarm device, etc.), and a display indicating the abnormality of the hub unit 105. To attract the attention of drivers and users.

センサ11の信号より求まる転動体通過振動の測定値と、回転速度センサ119の信号とを用いて、理論速度比fct/frに基づき閾値THを設定し、実測速度比fc/frを閾値THと比較して、それを超えた場合に異常があると判定できる(図7参照)。尚、fctは、理論上の保持器回転速度(転動体通過振動に等しい)であり、frは、内輪回転速度であり、fcは、実測した保持器回転速度である。これらは、上述した(1)式(図6参照)により求まるものである。   The threshold TH is set based on the theoretical speed ratio fct / fr using the measured value of the rolling element passing vibration obtained from the signal of the sensor 11 and the signal of the rotational speed sensor 119, and the actually measured speed ratio fc / fr is set to the threshold TH. In comparison, if it exceeds that, it can be determined that there is an abnormality (see FIG. 7). Note that fct is a theoretical cage rotation speed (equal to rolling element passing vibration), fr is an inner ring rotation speed, and fc is an actually measured cage rotation speed. These are obtained by the above-described equation (1) (see FIG. 6).

図8は、変形例にかかるハブユニットの断面図である。図8に示す実施の形態は、図5に示す実施の形態に対し、センサユニット118’において、センサ11及び回転速度センサ119の他に、加速度検出用のセンサ11aを設けている。加速度検出用のセンサ11aは、自動車のABS用センサや鉄道車両のCTS用センサとしての機能を有し、転動体通過振動の測定用のセンサ11及び回転速度センサ119と連動して、車両の速度制御及び異常検知の精度を向上させることができる。この場合、転動体通過振動の測定用のセンサ11及び加速道検出用のセンサ11aは2方向を測定可能な一体のセンサを用いることができる。また、信号処理を工夫することにより、1個の進行方向の加速度検出用のセンサを、速度制御用のセンサと共に異常検出用センサとして用いることができる。   FIG. 8 is a cross-sectional view of a hub unit according to a modification. The embodiment shown in FIG. 8 is different from the embodiment shown in FIG. 5 in that a sensor unit 118 ′ includes an acceleration detection sensor 11 a in addition to the sensor 11 and the rotation speed sensor 119. The acceleration detection sensor 11a has a function as an ABS sensor for automobiles or a CTS sensor for railway vehicles, and in conjunction with the sensor 11 for measuring rolling element passing vibration and the rotation speed sensor 119, the speed of the vehicle. The accuracy of control and abnormality detection can be improved. In this case, the sensor 11 for measuring the rolling element passing vibration and the sensor 11a for detecting the acceleration road can be integrated sensors capable of measuring two directions. Further, by devising the signal processing, one acceleration detection sensor in the traveling direction can be used as the abnormality detection sensor together with the speed control sensor.

ところで、上述の実施の形態においては、加速度センサを軸受近傍に取り付け軸受の異常振動を検知して軸受診断を行っている。しかしながら、加速度センサによる異常診断では、軸受軌道面の剥離等によってできた傷による周期的な振動を主として検知するために、潤滑不良によって生じる油膜切れや公転滑りによる摩耗の発生等を早期に検知するためには、更に工夫が必要となる。そこで、以下の実施の形態では、振動センサによる異常診断法に加え、歪みゲージを用いて転動体の公転速度を計測することにより高精度の異常診断を可能としている。   By the way, in the above-mentioned embodiment, an acceleration sensor is attached in the vicinity of the bearing to detect abnormal vibration of the bearing and perform bearing diagnosis. However, in the abnormality diagnosis by the acceleration sensor, in order to mainly detect periodic vibration due to scratches caused by peeling of the bearing raceway surface, the occurrence of oil film breakage caused by poor lubrication or the occurrence of wear due to revolution slip is detected at an early stage. For this purpose, further ingenuity is required. Therefore, in the following embodiment, in addition to the abnormality diagnosis method using a vibration sensor, a highly accurate abnormality diagnosis is made possible by measuring the revolution speed of the rolling element using a strain gauge.

図9は、第2の実施の形態にかかる監視装置の概略構成図である。図9において、監視装置210は、回転軸Sに固定された内輪201と、ハウジングHに固定された外輪202と、両輪間を転動するボール(転動体)203と、保持器204とからなる転がり軸受205を回転装置として、その異常を検出するものである。   FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a monitoring device according to the second embodiment. In FIG. 9, the monitoring device 210 includes an inner ring 201 fixed to the rotation shaft S, an outer ring 202 fixed to the housing H, a ball (rolling element) 203 that rolls between both wheels, and a holder 204. The rolling bearing 205 is used as a rotating device to detect the abnormality.

図9において、外輪202の外周面には切欠202aが形成され、ここに歪みゲージ211を接着剤などで貼り付けるようになっている。センサとしての歪みゲージ211は、外輪202に生じた歪みに応じて変形したときに、内部導線の抵抗変化に対応する電気信号を出力するものであり、従って、かかる電気信号を取り出すためのブリッジボックス212に接続されている。   In FIG. 9, a notch 202a is formed on the outer peripheral surface of the outer ring 202, and a strain gauge 211 is attached thereto with an adhesive or the like. The strain gauge 211 as a sensor outputs an electrical signal corresponding to the resistance change of the internal conductor when it is deformed according to the strain generated in the outer ring 202, and therefore, a bridge box for taking out the electrical signal. 212.

ブリッジボックス212から出力された電気信号は、ストレインアンプ213及びDCアンプ214で増幅されてDC電圧に変換され、更にフィルタ215を通過することでノイズが処理され、その後コンパレータ216で基準電圧と比較されることで、ボール203通過時の外輪202の通過歪みが抽出され、単位時間当たりの通過歪みをカウントすることで、保持器回転速度(即ち転動体通過振動)fcを求めることができる。求められた保持器回転速度は、判定器217より、デジタル処理部218へと送信される。   The electrical signal output from the bridge box 212 is amplified by the strain amplifier 213 and the DC amplifier 214 and converted into a DC voltage. Further, the noise is processed by passing through the filter 215, and then compared with the reference voltage by the comparator 216. Thus, the passing strain of the outer ring 202 when passing the ball 203 is extracted, and the cage rotating speed (that is, rolling element passing vibration) fc can be obtained by counting the passing strain per unit time. The determined holder rotation speed is transmitted from the determiner 217 to the digital processing unit 218.

一方、外輪202の半径方向外側であって、ハウジングHの外周面に、振動センサ241が取り付けられている。振動センサ241から出力された信号は、アンプ242で増幅され、フィルタ243を通過してノイズ処理され、A/D変換器244でA/D変換が行われるようになっている。求められた振動Vは、A/D変換器244からデジタル処理部218へと送信される。   On the other hand, a vibration sensor 241 is attached to the outer peripheral surface of the housing H outside the outer ring 202 in the radial direction. A signal output from the vibration sensor 241 is amplified by an amplifier 242, passes through a filter 243, is subjected to noise processing, and is subjected to A / D conversion by an A / D converter 244. The obtained vibration V is transmitted from the A / D converter 244 to the digital processing unit 218.

一方、転がり軸受の制御部240からは、回転軸Sの回転速度信号(即ち内輪回転速度)SPがデジタル処理部218へと送信されるようになっている。   On the other hand, a rotation speed signal (that is, an inner ring rotation speed) SP of the rotation shaft S is transmitted from the rolling bearing control unit 240 to the digital processing unit 218.

本実施の形態によれば、図7を参照して、歪みゲージ211の信号より求まる転動体通過振動の測定値(fc)と、転がり軸受の制御部240から出力される回転軸Sの回転速度信号(SP=fr)とを用いて、予め決められた閾値と比較して、それを超えた場合に異常があると判定できる。尚、本実施の形態で、振動センサ241を用いているのは、転がり軸受205の振動を同時に検出してバックアップを行うためであり、万が一歪みゲージ211が断線したときなど、不適切信号が出力された場合には、振動センサ241からの信号を用いて転動体通過振動の測定値(fc)を求めることができる。   According to the present embodiment, referring to FIG. 7, the measured value (fc) of rolling element passing vibration obtained from the signal of strain gauge 211 and the rotational speed of rotating shaft S output from control unit 240 of the rolling bearing. The signal (SP = fr) is used to compare with a predetermined threshold value, and when it exceeds the threshold value, it can be determined that there is an abnormality. In this embodiment, the vibration sensor 241 is used to simultaneously detect the vibration of the rolling bearing 205 and perform backup, and an inappropriate signal is output when the strain gauge 211 is disconnected. In such a case, the measured value (fc) of the rolling element passing vibration can be obtained using the signal from the vibration sensor 241.

図10は、転がり軸受の外輪の外周面に形成した切欠の例を示す斜視図である。図10(a)に示す切欠202aは、外輪202の軸線方向全幅にわたって形成されており、切欠202aの底面は、外輪202の軸線を中心とした円筒面となっている。図10(b)に示す切欠202a’は、外輪202の軸線方向の中央のみに形成されており、切欠202a’の底面は、外輪202の軸線を中心とした円筒面となっている。図10(c)に示す切欠202a”は、外輪202の軸線方向全幅にわたって形成されており、切欠202a”の底面は、平面となっている。図10(d)に示す切欠202a’”は、外輪202の軸線方向の中央のみに形成されており、切欠202a’”の底面は、平面となっている。   FIG. 10 is a perspective view showing an example of a notch formed on the outer peripheral surface of the outer ring of the rolling bearing. A notch 202 a shown in FIG. 10A is formed over the entire width in the axial direction of the outer ring 202, and the bottom surface of the notch 202 a is a cylindrical surface centered on the axis of the outer ring 202. A notch 202 a ′ shown in FIG. 10B is formed only at the center in the axial direction of the outer ring 202, and the bottom surface of the notch 202 a ′ is a cylindrical surface centered on the axis of the outer ring 202. A notch 202a ″ shown in FIG. 10C is formed over the entire axial width of the outer ring 202, and the bottom surface of the notch 202a ″ is a flat surface. The notch 202a ′ ″ shown in FIG. 10D is formed only at the center in the axial direction of the outer ring 202, and the bottom surface of the notch 202a ′ ″ is a flat surface.

図11は、歪みゲージからの配線例を示す転がり軸受の軸線直交方向断面図である。図11(a)に示す例では、切欠202aに貼り付けられた歪みゲージ211のリード線Wは、ハウジングHに形成された半径方向貫通孔Haを介して、その外周面に取り出され、不図示のブリッジ回路に接続されている。図11(b)に示す例では、切欠202aに貼り付けられた歪みゲージ211のリード線Wは、外輪202の軸線方向端面側に取り出され、不図示のブリッジ回路に接続されている。従って、切欠202aは、図10(a)又は図10(c)に示すタイプであると好ましいが、リード線Wの取り回し用の溝を外輪外周に形成しても良い。図11(c)に示す例では、切欠202aに貼り付けられた歪みゲージ211のリード線Wは、ハウジングHに形成された接線方向貫通孔Haを介して、その外周面に取り出され、不図示のブリッジ回路に接続されている。   FIG. 11 is a cross-sectional view in the direction orthogonal to the axis of the rolling bearing showing an example of wiring from the strain gauge. In the example shown in FIG. 11A, the lead wire W of the strain gauge 211 affixed to the notch 202a is taken out to the outer peripheral surface via a radial through hole Ha formed in the housing H, and is not shown. Connected to the bridge circuit. In the example shown in FIG. 11B, the lead wire W of the strain gauge 211 attached to the notch 202a is taken out to the end surface side in the axial direction of the outer ring 202 and connected to a bridge circuit (not shown). Accordingly, the notch 202a is preferably the type shown in FIG. 10A or FIG. 10C, but a groove for routing the lead wire W may be formed on the outer ring outer periphery. In the example shown in FIG. 11C, the lead wire W of the strain gauge 211 attached to the notch 202a is taken out to the outer peripheral surface through a tangential through hole Ha formed in the housing H, and is not shown. Connected to the bridge circuit.

図12は、歪みゲージを用いたブリッジ回路の構成例を示す図である。図12(a)に示す例の場合は、一つの歪みゲージを用いて、2線式の1アクティブゲージ法でブリッジ回路を組んでいる。図12(b)に示す例の場合は、一つの歪みゲージを用いているが、リード線の温度影響を消去するために、3線式の1アクティブゲージ法でブリッジ回路を組んでいるので、安定した出力が得られる。図12(c)に示す例の場合は、2つの歪みゲージを用いて、2線式の2アクティブゲージ法でブリッジ回路を組んでおり、それにより2倍の出力が得られる。図12(d)に示す例の場合は、2つの歪みゲージを用いて、3線式の対辺2アクティブゲージ法でブリッジ回路を組んでいるので、2倍の出力が得られると共に温度補償も行える。尚、歪みゲージを貼り付ける位置は、転動体の転走面上にゲージ部G(図10参照)が位置するように貼り付けるのが好ましい。   FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of a bridge circuit using a strain gauge. In the case of the example shown in FIG. 12A, a bridge circuit is assembled by a two-wire one-active gauge method using one strain gauge. In the case of the example shown in FIG. 12B, a single strain gauge is used. However, in order to eliminate the temperature effect of the lead wire, a bridge circuit is assembled by the 3-wire type 1 active gauge method. Stable output can be obtained. In the case of the example shown in FIG. 12 (c), a bridge circuit is constructed by a two-wire two-active gauge method using two strain gauges, thereby obtaining a double output. In the case of the example shown in FIG. 12D, since a bridge circuit is constructed by using a two-wire two-sided active gauge method using two strain gauges, twice the output can be obtained and temperature compensation can be performed. . In addition, it is preferable to affix the strain gauge so that the gauge part G (see FIG. 10) is positioned on the rolling surface of the rolling element.

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.

第1の実施の形態にかかる監視装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the monitoring apparatus concerning 1st Embodiment. 図2(a)は、正常な状態でのセンサ11から出力される信号を示すグラフであり、図2(b)は、異常な状態でのセンサ11から出力される信号を示すグラフである。FIG. 2A is a graph showing a signal output from the sensor 11 in a normal state, and FIG. 2B is a graph showing a signal output from the sensor 11 in an abnormal state. 監視装置を含む監視システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the monitoring system containing a monitoring apparatus. 監視装置を用いた潤滑剤補給装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the lubricant supply apparatus using the monitoring apparatus. センサ11を組み付けてなる、懸架装置に対し車輪を支持するハブユニットの断面図である。It is sectional drawing of the hub unit which assembles | attaches the sensor 11 and supports a wheel with respect to a suspension apparatus. 従来例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a prior art example. 縦軸に速度比、横軸に時間をとって示すグラフである。It is a graph which shows speed ratio on the vertical axis and time on the horizontal axis. 変形例にかかるハブユニットの断面図である。It is sectional drawing of the hub unit concerning a modification. 第2の実施の形態にかかる監視装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the monitoring apparatus concerning 2nd Embodiment. 転がり軸受の外輪の外周面に形成した切欠の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the example of the notch formed in the outer peripheral surface of the outer ring | wheel of a rolling bearing. 歪みゲージからの配線例を示す転がり軸受の軸線直交方向断面図である。It is a sectional view in the direction perpendicular to the axis of a rolling bearing showing an example of wiring from a strain gauge. 歪みゲージを用いたブリッジ回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the bridge circuit using a strain gauge.

符号の説明Explanation of symbols

1 内輪
2 外輪
3 ボール
4 保持器
5 軸受
6 供給管
7 グリースタンク
8 制御部
10 監視装置
11 センサ
11a 加速度検出用のセンサ
12 信号処理器
13 制御装置
14 出力装置
20 信号処理部
21 分配機能部
22 フィルタ処理機能部
23 分析部
23 各分析部
24 分析部
25 比較判定機能部
26 内部メモリ
30 制御処理部
31 結果出力部
32 制御器
100 監視システム
101 内輪
101a 内輪軌道
102 外輪
102a 外輪軌道
102b 取付部
102c 取付孔
103 玉
110 フランジ
111 シールリング
112 空間
113 回転輪
114 ハブ
116 段部
117 スプライン孔
118 センサユニット
119 回転速度センサ
201 内輪
202 外輪
202a 切欠
203 ボール
204 保持器
205 軸受
210 監視装置
211 ゲージ
212 ブリッジボックス
213 DCストレインアンプ
214 アンプ
215 フィルタ
216 コンパレータ
218 デジタル処理部
221 振動センサ
222 アンプ
223 フィルタ
224 変換器
240 制御部
G ゲージ部
H ハウジング
Ha 半径方向貫通孔
Ha 接線方向貫通孔
S 回転軸
V 振動
W リード線
M モータ
P ポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inner ring 2 Outer ring 3 Ball 4 Cage 5 Bearing 6 Supply pipe 7 Grease tank 8 Control unit 10 Monitoring device 11 Sensor 11a Sensor for acceleration detection 12 Signal processor 13 Control device 14 Output device 20 Signal processing unit 21 Distribution function unit 22 Filter processing function unit 23 Analysis unit 23 Each analysis unit 24 Analysis unit 25 Comparison determination function unit 26 Internal memory 30 Control processing unit 31 Result output unit 32 Controller 100 Monitoring system 101 Inner ring 101a Inner ring track 102 Outer ring 102a Outer ring track 102b Attachment unit 102c Mounting hole 103 Ball 110 Flange 111 Seal ring 112 Space 113 Rotating wheel 114 Hub 116 Step portion 117 Spline hole 118 Sensor unit 119 Rotational speed sensor 201 Inner ring 202 Outer ring 202a Notch 203 Ball 204 Cage 205 Bearing 210 Monitoring Device 211 Gauge 212 Bridge box 213 DC strain amplifier 214 Amplifier 215 Filter 216 Comparator 218 Digital processing unit 221 Vibration sensor 222 Amplifier 223 Filter 224 Converter 240 Control unit G Gauge unit H Housing Ha Radial through hole Ha Tangential through hole S Rotation Shaft V Vibration W Lead wire M Motor P Pump

Claims (14)

潤滑される転動体を用いて支持される回転体を有する回転装置を監視する監視装置において、
少なくとも前記転動体の通過振動を検出するセンサと、
前記センサが検出した前記転動体の通過振動に基づいて、その振幅値を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段が抽出した前記転動体の通過振動の振幅値と、基準値とに基づいて、前記回転装置に異常が発生したと判断する判断手段とを有することを特徴とする監視装置。
In a monitoring device for monitoring a rotating device having a rotating body supported using a rolling element to be lubricated,
A sensor for detecting at least the passing vibration of the rolling element;
Extraction means for extracting the amplitude value based on the passing vibration of the rolling element detected by the sensor;
A monitoring device comprising: a determination unit that determines that an abnormality has occurred in the rotating device based on an amplitude value of a passing vibration of the rolling element extracted by the extraction unit and a reference value.
前記基準値とは、前記回転装置が正常に動作しているときに、前記センサが検出した前記転動体の通過振動に基づいて抽出される、その振幅値であり、前記判断手段は、前記転動体の通過振動の振幅値と、前記基準値との差が所定値を超えていた場合に、前記回転装置に異常が発生したと判断することを特徴とする請求項1に記載の監視装置。   The reference value is an amplitude value extracted based on the passing vibration of the rolling element detected by the sensor when the rotating device is operating normally. The monitoring apparatus according to claim 1, wherein when the difference between the amplitude value of the passing vibration of a moving body and the reference value exceeds a predetermined value, it is determined that an abnormality has occurred in the rotating device. 前記基準値とは、前記回転装置が正常に動作しているときに、前記センサが検出した前記転動体の通過振動に基づいて抽出される、その振幅値であり、前記判断手段は、前記転動体の通過振動の振幅値と、前記基準値との比が所定値を超えていた場合に、前記回転装置に異常が発生したと判断することを特徴とする請求項1又は2に記載の監視装置。   The reference value is an amplitude value extracted based on the passing vibration of the rolling element detected by the sensor when the rotating device is operating normally. The monitoring according to claim 1 or 2, wherein when the ratio between the amplitude value of the passing vibration of a moving body and the reference value exceeds a predetermined value, it is determined that an abnormality has occurred in the rotating device. apparatus. 潤滑される転動体を用いて支持される回転体を有する回転装置を監視する監視装置において、
少なくとも前記転動体の通過振動を検出するセンサと、
前記センサが検出した前記転動体の通過振動に基づいて、その周期変動を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段が抽出した前記転動体の周期変動と、基準周期とに基づいて、前記回転装置に異常が発生したと判断する判断手段とを有することを特徴とする監視装置。
In a monitoring device for monitoring a rotating device having a rotating body supported using a rolling element to be lubricated,
A sensor for detecting at least the passing vibration of the rolling element;
Based on the passing vibration of the rolling element detected by the sensor, extracting means for extracting the periodic variation;
A monitoring apparatus comprising: a determination unit that determines that an abnormality has occurred in the rotating device based on a period variation of the rolling element extracted by the extraction unit and a reference period.
前記基準周期とは、前記回転装置が正常に動作しているときに、前記センサが検出した前記転動体の通過振動に基づいて抽出される、その周期であり、前記判断手段は、前記転動体の通過振動の周期変動と、前記基準周期との差が所定値を超えていた場合に、前記回転装置に異常が発生したと判断することを特徴とする請求項4に記載の監視装置。   The reference period is a period that is extracted based on the passing vibration of the rolling element detected by the sensor when the rotating device is operating normally, and the determination means includes the rolling element. The monitoring apparatus according to claim 4, wherein when the difference between the periodic fluctuation of the passing vibration of the motor and the reference period exceeds a predetermined value, it is determined that an abnormality has occurred in the rotating device. 潤滑される転動体を用いて支持される回転体を有する回転装置を監視する監視装置において、
少なくとも前記転動体の通過振動を検出するセンサと、
前記センサが検出した前記転動体の通過振動に基づいて、その周期変動を抽出する抽出手段と、
前記回転体の回転速度を検出する検出手段と、
前記抽出手段が抽出した前記転動体の公転速度と、前記検出手段が検出した前記回転体の回転速度との比を、所定値と比較することで、前記回転装置に異常が発生したと判断する判断手段とを有することを特徴とする監視装置。
In a monitoring device for monitoring a rotating device having a rotating body supported using a rolling element to be lubricated,
A sensor for detecting at least the passing vibration of the rolling element;
Based on the passing vibration of the rolling element detected by the sensor, extracting means for extracting the periodic variation;
Detecting means for detecting the rotational speed of the rotating body;
The ratio of the revolution speed of the rolling element extracted by the extraction means and the rotation speed of the rotating body detected by the detection means is compared with a predetermined value to determine that an abnormality has occurred in the rotating device. And a monitoring device.
前記センサは、加速度センサを含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の監視装置。   The monitoring device according to claim 1, wherein the sensor includes an acceleration sensor. 前記センサは、歪みゲージを含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の監視装置。   The monitoring device according to claim 1, wherein the sensor includes a strain gauge. 潤滑される転動体を用いて支持される回転体を有する回転装置を監視する監視方法において、
少なくとも前記転動体の通過振動を検出するステップと、
検出された前記転動体の通過振動に基づいて、その振幅値を抽出するステップと、
抽出された前記転動体の通過振動の振幅値と、基準値とに基づいて、前記回転装置に異常が発生したと判断するステップとを有することを特徴とする監視方法。
In a monitoring method for monitoring a rotating device having a rotating body supported using a rolling element to be lubricated,
Detecting at least a passing vibration of the rolling element;
Extracting the amplitude value based on the detected passing vibration of the rolling element;
And a step of determining that an abnormality has occurred in the rotating device based on the extracted amplitude value of the passing vibration of the rolling element and a reference value.
前記基準値とは、前記回転装置が正常に動作しているときに、検出された前記転動体の通過振動に基づいて抽出される、その振幅値であり、前記転動体の通過振動の振幅値と、前記基準値との差が所定値を超えていた場合に、前記回転装置に異常が発生したと判断することを特徴とする請求項9に記載の監視方法。   The reference value is an amplitude value extracted based on the detected passing vibration of the rolling element when the rotating device is operating normally, and the amplitude value of the passing vibration of the rolling element. The monitoring method according to claim 9, further comprising: determining that an abnormality has occurred in the rotating device when a difference between the reference value and the reference value exceeds a predetermined value. 前記基準値とは、前記回転装置が正常に動作しているときに、検出された前記転動体の通過振動に基づいて抽出される、その振幅値であり、前記転動体の通過振動の振幅値と、前記基準値との比が所定値を超えていた場合に、前記回転装置に異常が発生したと判断することを特徴とする請求項9又は10に記載の監視方法。   The reference value is an amplitude value extracted based on the detected passing vibration of the rolling element when the rotating device is operating normally, and the amplitude value of the passing vibration of the rolling element. 11. The monitoring method according to claim 9, wherein when the ratio to the reference value exceeds a predetermined value, it is determined that an abnormality has occurred in the rotating device. 潤滑される転動体を用いて支持される回転体を有する回転装置を監視する監視方法において、
少なくとも前記転動体の通過振動を検出するステップと、
検出された前記転動体の通過振動に基づいて、その周期変動を抽出するステップと、
抽出された前記転動体の周期変動と、基準周期とに基づいて、前記回転装置に異常が発生したと判断するステップとを有することを特徴とする監視方法。
In a monitoring method for monitoring a rotating device having a rotating body supported using a rolling element to be lubricated,
Detecting at least a passing vibration of the rolling element;
Extracting the periodic variation based on the detected passing vibration of the rolling element;
And a step of determining that an abnormality has occurred in the rotating device based on the extracted periodic fluctuation of the rolling element and a reference period.
前記基準周期とは、前記回転装置が正常に動作しているときに、検出された前記転動体の通過振動に基づいて抽出される、その周期であり、前記判断手段は、前記転動体の通過振動の周期変動と、前記基準周期との差が所定値を超えていた場合に、前記回転装置に異常が発生したと判断することを特徴とする請求項12に記載の監視方法。   The reference period is a period that is extracted based on the detected passing vibration of the rolling element when the rotating device is operating normally, and the determination means passes the rolling element. The monitoring method according to claim 12, wherein when the difference between the vibration fluctuation and the reference period exceeds a predetermined value, it is determined that an abnormality has occurred in the rotating device. 潤滑される転動体を用いて支持される回転体を有する回転装置を監視する監視方法において、
少なくとも前記転動体の通過振動を検出するステップと、
前記転動体の通過振動に基づいて、その周期変動を抽出するステップと、
前記回転体の回転速度を検出するステップと、
前記転動体の公転速度と、前記回転体の回転速度との比を、所定値と比較することで、前記回転装置に異常が発生したと判断するステップとを有することを特徴とする監視方法。

In a monitoring method for monitoring a rotating device having a rotating body supported using a rolling element to be lubricated,
Detecting at least a passing vibration of the rolling element;
Extracting the periodic variation based on the passing vibration of the rolling element;
Detecting the rotational speed of the rotating body;
And a step of determining that an abnormality has occurred in the rotating device by comparing a ratio between the revolution speed of the rolling element and the rotating speed of the rotating body with a predetermined value.

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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011190844A (en) * 2010-03-12 2011-09-29 Ntn Corp Device and method for preventing smearing damage of bearing
WO2017013999A1 (en) * 2015-07-22 2017-01-26 Ntn株式会社 Device for monitoring state of rolling bearing, and method for monitoring state of rolling bearing
JP2017096444A (en) * 2015-11-26 2017-06-01 日本精工株式会社 Rolling bearing device and failure diagnosis system
JP2017181267A (en) * 2016-03-30 2017-10-05 日本精工株式会社 Ball bearing diagnostic device
WO2018092498A1 (en) * 2016-11-21 2018-05-24 Thk株式会社 Condition diagnosing system for rolling guide device
JP2018145998A (en) * 2017-03-02 2018-09-20 日本精工株式会社 Device for monitoring state of rolling bearing
JP2018194432A (en) * 2017-05-17 2018-12-06 日本精工株式会社 Rotating body supporting device, and diagnosis system and diagnosis method thereof
JP2018200286A (en) * 2017-05-30 2018-12-20 日本精工株式会社 Rotor supporting device, and diagnostic system and diagnostic method therefor
JP2019070570A (en) * 2017-10-10 2019-05-09 日本精工株式会社 Rolling bearing abnormality diagnosing device
WO2019221251A1 (en) * 2018-05-16 2019-11-21 日本精工株式会社 Bearing state monitoring method and state monitoring device
JP2020143905A (en) * 2019-03-04 2020-09-10 株式会社日立ビルシステム Bearing diagnostic device, bearing diagnostic method, and escalator
JP2021032797A (en) * 2019-08-28 2021-03-01 日本精工株式会社 Method and system for monitoring state of rolling bearing

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011190844A (en) * 2010-03-12 2011-09-29 Ntn Corp Device and method for preventing smearing damage of bearing
WO2017013999A1 (en) * 2015-07-22 2017-01-26 Ntn株式会社 Device for monitoring state of rolling bearing, and method for monitoring state of rolling bearing
JP2017096444A (en) * 2015-11-26 2017-06-01 日本精工株式会社 Rolling bearing device and failure diagnosis system
JP2017181267A (en) * 2016-03-30 2017-10-05 日本精工株式会社 Ball bearing diagnostic device
CN109952499A (en) * 2016-11-21 2019-06-28 Thk株式会社 The condition diagnosing system of rolling guide apparatus
US10712236B2 (en) 2016-11-21 2020-07-14 Thk Co., Ltd. Condition diagnosing system for rolling guide device
JP2018084426A (en) * 2016-11-21 2018-05-31 Thk株式会社 State diagnosis system of rolling guide device
CN109952499B (en) * 2016-11-21 2019-12-31 Thk株式会社 Rolling guide device condition diagnosis system
TWI676752B (en) * 2016-11-21 2019-11-11 日商蒂業技凱股份有限公司 State guidance system for rolling guides
WO2018092498A1 (en) * 2016-11-21 2018-05-24 Thk株式会社 Condition diagnosing system for rolling guide device
JP2018145998A (en) * 2017-03-02 2018-09-20 日本精工株式会社 Device for monitoring state of rolling bearing
JP2018194432A (en) * 2017-05-17 2018-12-06 日本精工株式会社 Rotating body supporting device, and diagnosis system and diagnosis method thereof
JP2018200286A (en) * 2017-05-30 2018-12-20 日本精工株式会社 Rotor supporting device, and diagnostic system and diagnostic method therefor
JP2019070570A (en) * 2017-10-10 2019-05-09 日本精工株式会社 Rolling bearing abnormality diagnosing device
JP7027782B2 (en) 2017-10-10 2022-03-02 日本精工株式会社 Rolling bearing abnormality diagnostic device
WO2019221251A1 (en) * 2018-05-16 2019-11-21 日本精工株式会社 Bearing state monitoring method and state monitoring device
JPWO2019221251A1 (en) * 2018-05-16 2021-06-10 日本精工株式会社 Bearing condition monitoring method and condition monitoring device
JP2020143905A (en) * 2019-03-04 2020-09-10 株式会社日立ビルシステム Bearing diagnostic device, bearing diagnostic method, and escalator
JP2021032797A (en) * 2019-08-28 2021-03-01 日本精工株式会社 Method and system for monitoring state of rolling bearing
JP7388051B2 (en) 2019-08-28 2023-11-29 日本精工株式会社 Rolling bearing condition monitoring method and rolling bearing condition monitoring system

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