JP2010196742A

JP2010196742A - 転がり支持装置の作動状態検査方法

Info

Publication number: JP2010196742A
Application number: JP2009040364A
Authority: JP
Inventors: Masahito Tonotani; 雅人殿谷
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2009-02-24
Filing date: 2009-02-24
Publication date: 2010-09-09

Abstract

【課題】振動センサにより検出された振動強度が閾値を超えたときに転がり支持装置が異常であると判定する転がり支持装置の作動状態検査方法において、なじみによる影響が排除された閾値の設定を行うことにより、誤判定が生じにくくする
【解決手段】検出された振動強度の時間変化を示すグラフの接線の傾きを算出し、算出された傾きの符号が最初に変化した時点の振動強度を基準として前記閾値を設定する。
【選択図】図５

Description

本発明は、転がり軸受、ボールねじ、リニアガイド、ボールスプラインなどの転がり支持装置（互いに対向配置される軌道面を備えた第１部材および第２部材と、両部材の軌道面間に転動自在に配設された複数個の転動体と、を少なくとも備え、転動体が転動することにより第１部材および第２部材の一方が他方に対して相対移動する装置）の作動状態検査方法に関する。

工作機械などで使用されるボールねじに、潤滑不良が発生したり、大きな負荷が加わったりすると、ボールねじのねじ軸やナットなどが早期に摩耗して、ボールねじの寿命を短くしてしまうことがある。そこで、ボールねじの作動状態が正常であるか否かを検査する方法として、ボールねじのねじ軸やナットに加速度センサ等の振動センサを取り付け、この振動センサにより検出されたボールねじの振動強度が閾値を超えたときに異常と判定する方法が提案されている（特許文献１参照）。

また、転がり軸受の異常を検出する方法として、転がり軸受の外輪に振動センサを取り付け、振動センサにより検出された軸受の振動強度が閾値を超えたときに異常と判定する方法も提案されている（特許文献２参照）。
なお、下記の特許文献３には、回転機器に使用するベアリングの保全計画方法として、振動数を定期的に測定して、今回の測定値が前回測定した振動数の２倍以上となった時点を異常発生と捉えて、保全計画を立案することが記載されている。

上述した方法を用いて転がり直動装置（ボールねじ、リニアガイド、ボールスプラインなど）の作動状態が正常であるか否かを検査する場合、転がり直動装置では、転動体が転動体負荷転動路から転動体無限循環路に進入したり、あるいは転動体無限循環路から転動体負荷転動路に進入したりすると、急峻な負荷変動が繰り返し発生することによって、「なじみ」と呼ばれる軌道面の変形（軌道面の凸部が潰れる現象）が循環部の近傍に発生する。そして、上述した「なじみ」が転がり直動装置に生じると、振動強度が変化する。

また、転がり軸受の場合でも、転がり軸受と転がり軸受が取り付けられている工作機械などとの機械的、構造的な「なじみ」の影響などによって、転がり軸受の振動強度が変化する。
このため、振動センサにより検出された振動強度を基に転がり支持装置の作動状態が正常であるか否かを検査する場合、なじみが発生する前後の振動強度を基準として閾値を設定すると、転がり支持装置の作動状態が正常であっても異常と判定したり、異常になった場合であっても正常と判定したりする可能性がある。

特開２００１−３４９４０７号公報特開２００４−３４７４０１号公報特開２００６−１３３１６２号公報

本発明の課題は、転がり支持装置の振動強度を振動センサにより検出し、振動センサにより検出された振動強度が閾値を超えたときに転がり支持装置が異常であると判定する転がり支持装置の作動状態検査方法において、なじみによる影響が排除された閾値の設定を行うことにより、誤判定が生じにくくすることである。

上記課題を解決するために、本発明の転がり支持装置の作動状態検査方法は、転がり支持装置の振動強度を振動センサにより検出し、振動センサにより検出された振動強度が閾値を超えたときに転がり支持装置が異常であると判定する転がり支持装置の作動状態検査方法において、検出された振動強度の時間変化を示すグラフの接線の傾きを算出し、算出された傾きの符号が最初に変化した時点の振動強度を基準として前記閾値を設定することを特徴とする。

本発明の転がり支持装置の作動状態検査方法では、検出された振動強度の時間変化を示すグラフの接線の傾きを算出し、算出された傾きの符号が最初に変化した時点の振動強度を基準として閾値を設定することにより、なじみによる影響が排除された閾値が設定されるため、誤判定が生じにくくなる。

振動強度の時間変化の一例を示すグラフである。図１のグラフの接線の傾きを算出した結果を時間変化で示すグラフである。図１のグラフの一部を拡大した図である。図２のグラフの一部を拡大した図である。本発明の方法で設定した閾値のラインＡと作動直後の振動強度を基準として設定した閾値のラインＢを、図１のグラフに書き入れたグラフである。

本発明の転がり支持装置の作動状態検査方法では、転がり支持装置の振動強度を振動センサにより検出し、検出された振動強度の時間変化を示すグラフの接線の傾きを算出し、算出された傾きの符号が最初に変化した時点の振動強度を基準として、異常判定の閾値を設定する。
図１は、検出された振動強度の時間変化の一例を示すグラフである。このグラフから分かるように、転がり支持装置の作動直後（データNo. ０）から暫くの間は、「なじみ」の影響で振動強度が増加し、その後、多少バラツキながらも安定した状態が続く。さらに作動を続けると、ある時点で振動強度の小さなピークが生じ（初期異常が発生して一旦収まる）、なおも作動し続けると振動強度が急激に増加する。そして、振動強度が大幅に増加した状態を、予め設定した閾値との比較により「異常発生」として検出する。

安定状態で振動強度にバラツキ（ある値を中央値とした上下の範囲での変化）が生じる原因は、転がり支持装置の内部で複数の転動体が転動する際に、隣り合う転動体の間隔や転動速度が全ての転動体で厳密には一定にならないためである。これに対して、「なじみ」が発生している状態では、振動強度が一方向に変化し続ける。
図１のグラフの接線の傾きを算出し、その結果を時間変化で示すと、図２のグラフが得られる。

図３は、図１のグラフの一部を拡大した図である。図４は、図３に対応させて、図２のグラフの一部を拡大した図である。
図４のグラフから、データNo. １０の時点とデータNo. １１の時点との間で、接線の傾きの符号が「＋」から「−」へ最初に変化していることが分かる。この実施形態では、データNo. １１の時点の振動強度を基準値として、この基準値の１．５倍の振動強度を閾値に設定した。この閾値のラインを図５にＡで示した。また、比較例として、データNo. ０の時点の振動強度を基準値として、この基準値の１．５倍の振動強度を閾値に設定し、その閾値のラインを図５にＢで示した。

図５のグラフから分かるように、閾値ラインＡは、初期異常のピークの立ち上がり点より上を通るため、初期異常後の異常発生となった時点で「転がり支持装置が異常である」と判断される。すなわち、データNo. １１の時点の振動強度を基準値として閾値を設定することにより、正常な判断がなされる。
これに対して、閾値ラインＢは、初期異常のピークの立ち上がり点より下を通るため、初期異常が発生する前に「転がり支持装置が異常である」と判断される。すなわち、データNo. ０の時点の振動強度を基準値として閾値を設定することにより、間違った判断がなされる。

Claims

転がり支持装置の振動強度を振動センサにより検出し、振動センサにより検出された振動強度が閾値を超えたときに転がり支持装置が異常であると判定する転がり支持装置の作動状態検査方法において、
検出された振動強度の時間変化を示すグラフの接線の傾きを算出し、算出された傾きの符号が最初に変化した時点の振動強度を基準として前記閾値を設定することを特徴とする転がり支持装置の作動状態検査方法。