JP2012042338A - 転がり軸受の異常診断装置および歯車の異常診断装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】異常診断装置は、転がり軸受の振動を測定するためのセンサと、センサを用いて測定された振動波形に基づいて転がり軸受の異常を診断するための処理部とを備える。処理部は、変換部と、診断部とを含む。変換部は、転がり軸受の異常により振動波形に周期的に表われるパルス状波形(k1)を、各パルス状波形の包絡線よりも信号幅が広くかつ一定の逆のこぎり波状波形(k2)に変換する。診断部は、逆のこぎり波状波形(k2)に基づいて転がり軸受の異常を診断する。
【選択図】図4
Description
また、好ましくは、整流部は、半波整流回路を含む。
また、好ましくは、センサは、転がり軸受のトルクを検出するためのトルクセンサを含む。
図1は、この発明の実施の形態1による転がり軸受の異常診断装置の構成を機能的に示すブロック図である。図1を参照して、異常診断装置は、振動センサ20と、信号処理部30とを備える。
上記の実施の形態1においては、変換部36の整流部38は、全波整流回路によって構成されるものとしたが、全波整流回路に代えて半波整流回路で整流部38を構成してもよい。
実施の形態1およびその変形例では、変換部36は、図2に示したアナログ電子回路によって構成されるものとしたが、この実施の形態2では、ソフトウェア処理によって実現される。
α=(1/e)1/(τ×fs) …(1)
ここで、eは自然対数の底であり、τは時定数を示し、fsはA/D変換器46のサンプリング周波数を示す。たとえば、転がり軸受10の仕様および回転速度に基づいてパルス状波形の発生周期を推定できるので、包絡線検波部40の時定数がパルス状波形の発生周期の0.1〜2.0倍となるように転がり軸受10の仕様および回転速度に基づいて時定数τを調整し、上記(1)式に基づいて係数αを調整することができる。
上記の各実施の形態においては、変換部36により生成される逆のこぎり波状波形を周波数分析することによって転がり軸受10の異常診断を行なうものとした。この実施の形態3では、周波数分析に代えて逆のこぎり波状波形の交流成分の実効値(「RMS(Root Mean Square)値」とも称される。)が算出され、その算出結果に基づいて転がり軸受10の異常診断が行なわれる。
Claims (17)
- 転がり軸受の振動を測定するためのセンサと、
前記センサを用いて測定された振動波形に基づいて前記転がり軸受の異常を診断するための処理部とを備え、
前記処理部は、
前記転がり軸受の異常により前記振動波形に周期的に表われるパルス状波形を、前記パルス状波形の各々の包絡線よりも信号幅が広くかつ一定の逆のこぎり波状波形に変換する変換部と、
前記逆のこぎり波状波形に基づいて前記転がり軸受の異常を診断する診断部とを含む、転がり軸受の異常診断装置。 - 前記変換部は、
前記振動波形を整流する整流部と、
前記整流部の出力を受け、所定の時定数を有する包絡線検波部とを含み、
前記時定数は、前記包絡線検波部の出力波形にダイアゴナルクリッピング歪みが生じるように設定され、
前記逆のこぎり波状波形は、前記包絡線検波部の出力波形においてダイアゴナルクリッピング歪みが生じたものである、請求項1に記載の転がり軸受の異常診断装置。 - 前記時定数は、前記パルス状波形の発生周期の0.1〜2.0倍に設定される、請求項2に記載の転がり軸受の異常診断装置。
- 前記整流部および前記包絡線検波部は、前記整流部に対応する整流回路と、前記包絡線検波部を形成する抵抗器およびコンデンサとを含むアナログ電子回路によって構成される、請求項2または請求項3に記載の転がり軸受の異常診断装置。
- 前記抵抗器は、抵抗値を変更可能な可変抵抗器であり、
前記可変抵抗器の抵抗値を調整することによって前記時定数が設定される、請求項4に記載の転がり軸受の異常診断装置。 - 前記可変抵抗器の抵抗値は、前記転がり軸受の仕様および回転速度に基づいて調整される、請求項5に記載の転がり軸受の異常診断装置。
- 前記処理部は、前記センサからのアナログ信号をデジタル信号に変換して前記変換部へ出力するA/D変換器をさらに含み、
前記整流部および前記包絡線検波部は、予め準備されたプログラムに従って動作するソフトウェア処理によって構成される、請求項2または請求項3に記載の転がり軸受の異常診断装置。 - 前記包絡線検波部は、前記時定数を設定するための調整パラメータを有する、請求項7に記載の転がり軸受の異常診断装置。
- 前記調整パラメータは、前記転がり軸受の仕様および回転速度に基づいて調整される、請求項8に記載の転がり軸受の異常診断装置。
- 前記整流部は、全波整流回路を含む、請求項2から請求項9のいずれかに記載の転がり軸受の異常診断装置。
- 前記整流部は、半波整流回路を含む、請求項2から請求項9のいずれかに記載の転がり軸受の異常診断装置。
- 前記処理部は、前記逆のこぎり波状波形の周波数スペクトルを出力する周波数分析部をさらに含み、
前記診断部は、前記周波数スペクトルのピークレベルに基づいて前記転がり軸受の異常を診断する、請求項1から請求項11のいずれかに記載の転がり軸受の異常診断装置。 - 前記処理部は、前記逆のこぎり波状波形の交流成分の実効値を算出する実効値算出部をさらに含み、
前記診断部は、前記逆のこぎり波状波形の交流成分の実効値に基づいて前記転がり軸受の異常を診断する、請求項1から請求項11のいずれかに記載の転がり軸受の異常診断装置。 - 前記センサは、加速度センサ、速度センサおよび変位センサのいずれかを含む、請求項1から請求項13のいずれかに記載の転がり軸受の異常診断装置。
- 前記センサは、前記転がり軸受の振動音を検出するマイクロホンを含む、請求項1から請求項13のいずれかに記載の転がり軸受の異常診断装置。
- 前記センサは、前記転がり軸受のトルクを検出するためのトルクセンサを含む、請求項1から請求項13のいずれかに記載の転がり軸受の異常診断装置。
- 歯車の振動を測定するためのセンサと、
前記センサを用いて測定された振動波形に基づいて前記歯車の異常を診断するための処理部とを備え、
前記処理部は、
前記歯車の異常により前記振動波形に周期的に表われるパルス状波形を、前記パルス状波形の各々の包絡線よりも信号幅が広くかつ一定の逆のこぎり波状波形に変換する変換部と、
前記逆のこぎり波状波形に基づいて前記歯車の異常を診断する診断部とを含む、歯車の異常診断装置。
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