JP2013160561A - 軸受の残存寿命予測装置及び残存寿命予測方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】軸受の残存寿命予測装置10において、励磁電流の周波数を可変出力する渦電流装置11を用いて、プローブ15内の試験コイルに印加される励磁電流の周波数を高周波数域から低周波数域まで複数段階で変化させ、軸受の使用前後に対する試験コイルの出力電圧を励磁電流の周波数ごとにそれぞれ検出し、軸受の使用前後における励磁電流の周波数ごとの出力電圧の差を算出して、軸受の残存寿命を予測する。
【選択図】図2
Description
(1)試験コイルを有して、所定の周波数の励磁電流を試験コイルに印加して、機械装置に組み込まれる軸受の表面部に渦電流を誘導する渦電流装置と、渦電流に基づき変化する試験コイルの出力電圧を検出する検出部と、出力電圧に基づき軸受の残存寿命を予測する診断部と、を備えて軸受の残存寿命を予測する軸受の残存寿命予測装置であって、渦電流装置は、励磁電流の周波数を可変出力して、試験コイルに印加される励磁電流の周波数を高周波数域から低周波数域まで複数段階で変化させ、検出部は、軸受の使用前後に対する試験コイルの出力電圧を励磁電流の周波数ごとにそれぞれ検出し、診断部は、軸受の使用前後における励磁電流の周波数ごとの出力電圧の差を算出して、軸受の残存寿命を予測することを特徴とする軸受の残存寿命予測装置。
(2)軸受は、外輪、内輪、及び転動体を含み、軸受の表面部は、外輪の外輪軌道面、内輪の内輪軌道面、及び転動体の転動面であり、診断部は、外輪の外輪軌道面、内輪の内輪軌道面、及び転動体の転動面のそれぞれに対して残存寿命を予測して、外輪の外輪軌道面、内輪の内輪軌道面、及び転動体の転動面のうち最も残存寿命の低い値を軸受全体の残存寿命として予測することを特徴とする(1)に記載の軸受の残存寿命予測装置。
(3)渦電流装置により励磁電流の周波数を周波数f1から周波数fn{ただし、n>1,fi>fi+1(ただし、i=1,・・・,n−1)}まで複数段階で変化させて試験コイルに印加させる場合、診断部が、軸受の使用前後における励磁電流の周波数fiごとの出力電圧の差である第1差分を算出する際、診断部は、更に、周波数fiと周波数fi+1との間における、第1差分同士の差分である第2差分を複数段階の全範囲に亘って算出して、第2差分のうち最大となる値に基づき疲労が最も進行している深さを予測すると共に、この値に対応する周波数での第1差分に基づき軸受の寿命を予測することを特徴とする(1)又は(2)に記載の軸受の残存寿命予測装置。
(4)所定の周波数の励磁電流を試験コイルに印加して、機械装置に組み込まれる軸受の表面部に渦電流を誘導し、渦電流に基づき変化する試験コイルの出力電圧を検出して、出力電圧に基づき軸受の残存寿命を予測する軸受の残存寿命予測方法であって、励磁電流の周波数を可変出力する渦電流装置を用いて、試験コイルに印加される励磁電流の周波数を高周波数域から低周波数域まで複数段階で変化させ、軸受の使用前後に対する試験コイルの出力電圧を励磁電流の周波数ごとにそれぞれ検出し、軸受の使用前後における励磁電流の周波数ごとの出力電圧の差を算出して、軸受の残存寿命を予測する軸受の残存寿命予測方法。
(5)軸受は、外輪、内輪、及び転動体を含み、軸受の表面部は、外輪の外輪軌道面、内輪の内輪軌道面、及び転動体の転動面であり、外輪の外輪軌道面、内輪の内輪軌道面、及び転動体の転動面のそれぞれに対して残存寿命を予測して、外輪の外輪軌道面、内輪の内輪軌道面、及び転動体の転動面のうち最も残存寿命の低い値を軸受全体の残存寿命として予測することを特徴とする請求項4に記載の軸受の残存寿命予測方法。
(6)渦電流装置により励磁電流の周波数を周波数f1から周波数fn{ただし、n>1,fi>fi+1(ただし、i=1,・・・,n−1)}まで複数段階で変化させて試験コイルに印加させる場合、軸受の使用前後における励磁電流の周波数fiごとの出力電圧の差である第1差分を算出する際、更に、周波数fiと周波数fi+1との間における、第1差分同士の差分である第2差分を複数段階の全範囲に亘って算出して、第2差分のうち最大となる値に基づき疲労が最も進行している深さを予測すると共に、この値に対応する周波数での第1差分に基づき軸受の寿命を予測することを特徴とする(4)又は(5)に記載の軸受の残存寿命予測方法。
本発明者らは、所定の単一に固定された周波数において使用前後の出力電圧の差が大きい程、新品の軸受と比べて軸受の金属材料の組織変化及び表面粗さの変化の度合いが大きい、即ち、疲労していることを知見している(例えば、上記特許文献3参照)。この知見に加えて、本発明者らは、励磁電流の周波数を高周波数域から低周波数域まで可変する渦電流装置11を用いることにより、例えば、クリーンな環境下で頻発する介在物起点型剥離までの寿命をより高精度に測定することができることを見出した。
軸受形式:6206
軸受荷重:600kgf
最大接触圧力:320kgf/mm2
油圧パラメータ:Λ=2
潤滑油:強制循環給油
使用時間:軸受1:3393hr(疲労進行度10%)
軸受2:6786hr(疲労進行度20%)
軸受3:10179hr(疲労進行度30%)
軸受4:16965hr(疲労進行度50%)
軸受5:27144hr(疲労進行度80%)
ここで、疲労進行度とは、各軸受の使用時間を、略メジアン寿命に等しい、L10寿命の6倍の値(即ち、軸受が破損する時間)で割った値として定義している。
例えば、上記実施形態では、渦電流装置に検出部を含める構成としたが、これに限定されず、検出部を渦電流装置と別体にしてもよい。
11 渦電流装置(渦電流装置、検出部)
12 診断部
13 入力部
14 表示部
21 外輪
21a 外輪軌道面
33 データベース
Claims (6)
- 試験コイルを有して、所定の周波数の励磁電流を前記試験コイルに印加して、機械装置に組み込まれる軸受の表面部に渦電流を誘導する渦電流装置と、前記渦電流に基づき変化する前記試験コイルの出力電圧を検出する検出部と、前記出力電圧に基づき前記軸受の残存寿命を予測する診断部と、を備えて前記軸受の残存寿命を予測する軸受の残存寿命予測装置であって、
前記渦電流装置は、前記励磁電流の前記周波数を可変出力して、前記試験コイルに印加される前記励磁電流の前記周波数を高周波数域から低周波数域まで複数段階で変化させ、
前記検出部は、前記軸受の使用前後に対する前記試験コイルの前記出力電圧を前記励磁電流の前記周波数ごとにそれぞれ検出し、
前記診断部は、前記軸受の使用前後における前記励磁電流の前記周波数ごとの前記出力電圧の差を算出して、前記軸受の残存寿命を予測することを特徴とする軸受の残存寿命予測装置。 - 前記軸受は、外輪、内輪、及び転動体を含み、
前記軸受の前記表面部は、前記外輪の外輪軌道面、前記内輪の内輪軌道面、及び前記転動体の転動面であり、
前記診断部は、前記外輪の前記外輪軌道面、前記内輪の前記内輪軌道面、及び前記転動体の前記転動面のそれぞれに対して残存寿命を予測して、前記外輪の前記外輪軌道面、前記内輪の前記内輪軌道面、及び前記転動体の前記転動面のうち最も残存寿命の低い値を前記軸受全体の残存寿命として予測することを特徴とする請求項1に記載の軸受の残存寿命予測装置。 - 前記渦電流装置により前記励磁電流の前記周波数を周波数f1から周波数fn{ただし、n>1,fi>fi+1(ただし、i=1,・・・,n−1)}まで複数段階で変化させて前記試験コイルに印加させる場合、
前記診断部が、前記軸受の使用前後における前記励磁電流の前記周波数fiごとの前記出力電圧の差である第1差分を算出する際、
前記診断部は、更に、前記周波数fiと前記周波数fi+1との間における、前記第1差分同士の差分である第2差分を前記複数段階の全範囲に亘って算出して、前記第2差分のうち最大となる値に基づき疲労が最も進行している深さを予測すると共に、前記値に対応する周波数での前記第1差分に基づき前記軸受の寿命を予測することを特徴とする請求項1又は2に記載の軸受の残存寿命予測装置。 - 所定の周波数の励磁電流を試験コイルに印加して、機械装置に組み込まれる軸受の表面部に渦電流を誘導し、前記渦電流に基づき変化する前記試験コイルの出力電圧を検出して、前記出力電圧に基づき前記軸受の残存寿命を予測する軸受の残存寿命予測方法であって、
前記励磁電流の前記周波数を可変出力する渦電流装置を用いて、前記試験コイルに印加される前記励磁電流の前記周波数を高周波数域から低周波数域まで複数段階で変化させ、
前記軸受の使用前後に対する前記試験コイルの前記出力電圧を前記励磁電流の前記周波数ごとにそれぞれ検出し、
前記軸受の使用前後における前記励磁電流の前記周波数ごとの前記出力電圧の差を算出して、前記軸受の残存寿命を予測する軸受の残存寿命予測方法。 - 前記軸受は、外輪、内輪、及び転動体を含み、
前記軸受の前記表面部は、前記外輪の外輪軌道面、前記内輪の内輪軌道面、及び前記転動体の転動面であり、
前記外輪の前記外輪軌道面、前記内輪の前記内輪軌道面、及び前記転動体の前記転動面のそれぞれに対して残存寿命を予測して、前記外輪の前記外輪軌道面、前記内輪の前記内輪軌道面、及び前記転動体の前記転動面のうち最も残存寿命の低い値を前記軸受全体の残存寿命として予測することを特徴とする請求項4に記載の軸受の残存寿命予測方法。 - 前記渦電流装置により前記励磁電流の前記周波数を周波数f1から周波数fn{ただし、n>1,fi>fi+1(ただし、i=1,・・・,n−1)}まで複数段階で変化させて前記試験コイルに印加させる場合、
前記軸受の使用前後における前記励磁電流の前記周波数fiごとの前記出力電圧の差である第1差分を算出する際、
更に、前記周波数fiと前記周波数fi+1との間における、前記第1差分同士の差分である第2差分を前記複数段階の全範囲に亘って算出して、前記第2差分のうち最大となる値に基づき疲労が最も進行している深さを予測すると共に、前記値に対応する周波数での前記第1差分に基づき前記軸受の寿命を予測することを特徴とする請求項4又は5に記載の軸受の残存寿命予測方法。
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