JP2014228382A - Pedestal for vibration sensor, portable vibration diagnosis device, and vibration diagnosis method of structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、構造物の振動診断を行うための振動センサ用台座、ポータブル振動診断装置及び構造物の振動診断方法に関する。 The present invention relates to a vibration sensor pedestal, a portable vibration diagnostic device, and a structure vibration diagnostic method for performing vibration diagnosis of a structure.
一般に、構造物の振動診断は、その構造物に生じる振動を振動センサで測定することにより行われる。例えばブロワ、コンプレッサ等の回転機械の振動診断では、回転機械の構成部品の1つである軸受の振動を測定することが多い。この振動測定は、例えば圧電素子を用いた振動センサ等を軸受に取り付けることにより行われる。 In general, vibration diagnosis of a structure is performed by measuring vibration generated in the structure with a vibration sensor. For example, vibration diagnosis of rotating machines such as blowers and compressors often measures the vibration of a bearing that is one of the components of the rotating machine. This vibration measurement is performed, for example, by attaching a vibration sensor using a piezoelectric element or the like to the bearing.
精度の高い振動診断を行うためには、互いに直交する3方向の振動を検出することが好ましい。しかし、振動センサの振動検出感度は原理上、1方向(以下、「振動検出方向」という)の検出感度のみが高く、その他の2方向の検出感度は低い。例えば、振動センサの振動検出方向に直交する方向の振動検出感度は、振動検出方向の検出感度の3〜5%程度しかないため、1つの振動センサでは回転機械の3方向の振動を検出することはできない。 In order to perform highly accurate vibration diagnosis, it is preferable to detect vibrations in three directions orthogonal to each other. However, in principle, the vibration detection sensitivity of the vibration sensor is high in only one direction (hereinafter referred to as “vibration detection direction”) and low in the other two directions. For example, since the vibration detection sensitivity in the direction orthogonal to the vibration detection direction of the vibration sensor is only about 3 to 5% of the detection sensitivity in the vibration detection direction, one vibration sensor can detect vibrations in three directions of the rotating machine. I can't.
このため、従来の振動診断は、図12に示す通り、3個の振動センサSをそれぞれ軸受2に取り付けることにより行われていた。これらの振動センサSは振動検出方向が、軸受2の回転軸方向A、回転軸方向Aに平面視において直交する水平方向H、鉛直方向Vに一致するようにそれぞれ設置される。これにより、各振動センサSにより3方向の振動速度を検出し、回転機械に発生するアンバランスやミスアライメント等の不具合の有無を確認していた。
For this reason, the conventional vibration diagnosis is performed by attaching the three vibration sensors S to the
しかしながら、回転機械に振動センサを常設して振動診断(いわゆるオンライン診断)を行う場合、回転機械ごとに3つの振動センサを用いる必要があるためコストアップの要因となってしまう。また、1つの回転機械において、複数箇所の振動診断を行う場合には、診断箇所の数に応じて振動センサの数も増えることになり、コストアップが顕著なものとなる。 However, when vibration diagnosis (so-called online diagnosis) is performed by permanently installing a vibration sensor in the rotating machine, it is necessary to use three vibration sensors for each rotating machine, resulting in an increase in cost. Further, when performing vibration diagnosis at a plurality of locations in one rotating machine, the number of vibration sensors increases according to the number of diagnosis locations, and the cost increase becomes significant.
一方、振動センサの数を少なくして振動診断を行うために、作業者が振動センサを持って各設備を巡回し、回転機械の振動測定を行う際に振動センサを取り付け、振動測定終了後に振動センサを取り外す方法も考えられる。しかしながら、この場合においては、1つの振動センサで3方向の振動測定を1方向ずつ行う必要があるため、3つの振動センサを使用して3方向の振動測定を行う場合に比べて3倍の測定時間がかかることになってしまう。このため、当該振動診断方法は、測定効率面における課題があった。 On the other hand, in order to perform vibration diagnosis by reducing the number of vibration sensors, an operator patrols each facility with vibration sensors and attaches vibration sensors when measuring vibrations of rotating machinery. A method of removing the sensor is also conceivable. However, in this case, it is necessary to measure vibrations in three directions one by one with one vibration sensor. Therefore, the measurement is three times as compared with the case of measuring vibrations in three directions using three vibration sensors. It will take time. For this reason, the vibration diagnosis method has a problem in terms of measurement efficiency.
上記のような従来の振動診断方法においては、1つの振動センサで1方向の振動しか検出することができないため、精度の高い振動診断を行う際には、回転機械自体に異常振動が生じているか否かに関わらず、3方向の振動を全て測定していた。しかし、回転機械の振動診断を行う際には、まず、異常振動が生じているか否かを把握できれば良く、異常振動が生じていない場合にまで3方向の振動測定を行うことは非効率的であった。 In the conventional vibration diagnosis method as described above, only one direction of vibration can be detected by one vibration sensor. Therefore, when performing highly accurate vibration diagnosis, is abnormal vibration occurring in the rotating machine itself? Regardless of whether or not, all three directions of vibration were measured. However, when performing vibration diagnosis of a rotating machine, it is only necessary to know whether or not abnormal vibration has occurred, and it is inefficient to perform vibration measurement in three directions until abnormal vibration has not occurred. there were.
上記事情に鑑み、本発明の目的は、従来よりも少ない数の振動センサで構造物の振動診断を行うことができる振動センサ用台座、ポータブル振動診断装置及び構造物の振動診断方法を提供することにある。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a vibration sensor base, a portable vibration diagnosis device, and a structure vibration diagnosis method capable of performing structure vibration diagnosis with a smaller number of vibration sensors than before. It is in.
上記課題を解決するため、本発明によれば、構造物の振動を検出する振動センサを取り付ける振動センサ用台座であって、前記振動センサを取り付ける座面が、診断対象方向に直交する平面と異なる面となり、かつ、前記平面に直交しないように形成されていることを特徴とする振動センサ用台座が提供される。 In order to solve the above-described problems, according to the present invention, a vibration sensor pedestal for mounting a vibration sensor for detecting vibration of a structure, wherein the seating surface to which the vibration sensor is mounted is different from a plane perpendicular to the direction of a diagnosis target. A vibration sensor pedestal is provided which is formed into a plane and is not perpendicular to the plane.
前記診断対象方向が複数存在し、前記座面と、各診断対象方向にそれぞれ直交する各平面とのなす角がそれぞれ等しくなるように前記座面が形成されていても良い。また、構造物への取り付け面の近傍にマグネットが設けられていても良い。 There may be a plurality of diagnosis target directions, and the seating surfaces may be formed such that the angles formed by the seating surfaces and the respective planes orthogonal to the respective diagnosis target directions are equal. Moreover, the magnet may be provided in the vicinity of the attachment surface to a structure.
また、本発明によれば、構造物の振動を検出するセンサ部を備えたポータブル振動診断装置であって、前記センサ部に上記振動センサ用台座が設けられていることを特徴とするポータブル振動診断装置も提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a portable vibration diagnostic apparatus including a sensor unit for detecting vibration of a structure, wherein the sensor unit is provided with the vibration sensor base. An apparatus is also provided.
また、本発明によれば、振動センサを用いた構造物の振動診断方法であって、前記振動センサの振動検出方向が、診断対象方向とは異なる方向となり、かつ、前記診断対象方向に直交しないように前記振動センサを前記構造物に設置し、前記診断対象方向と前記振動検出方向とのなす角に基づいて、前記振動センサにより検出された振動から前記診断対象方向の振動の最大値を算出し、前記構造物に異常振動が生じているか否か判定することを特徴とする構造物の振動診断方法も提供される。 In addition, according to the present invention, there is provided a vibration diagnosis method for a structure using a vibration sensor, wherein a vibration detection direction of the vibration sensor is different from a diagnosis target direction and is not orthogonal to the diagnosis target direction. The vibration sensor is installed in the structure as described above, and the maximum value of the vibration in the diagnosis target direction is calculated from the vibration detected by the vibration sensor based on the angle formed by the diagnosis target direction and the vibration detection direction. In addition, there is also provided a vibration diagnosis method for a structure, wherein it is determined whether or not abnormal vibration has occurred in the structure.
前記診断対象方向が複数存在し、各診断対象方向と前記振動検出方向とのなす角がそれぞれ等しくなるように前記振動センサを前記構造物に設置しても良い。また、前記振動センサにマグネットベースを取り付けて前記振動センサを前記構造物に設置しても良い。 There may be a plurality of diagnosis target directions, and the vibration sensor may be installed in the structure so that the angles formed by the respective diagnosis target directions and the vibration detection directions are equal. Moreover, a magnet base may be attached to the vibration sensor, and the vibration sensor may be installed on the structure.
本発明によれば、1つの振動センサで、振動センサの振動検出方向と異なる方向の振動を検出することができる。これにより、構造物の振動診断に使用する振動センサの個数を削減することができる。 According to the present invention, it is possible to detect vibration in a direction different from the vibration detection direction of the vibration sensor with one vibration sensor. Thereby, the number of vibration sensors used for vibration diagnosis of a structure can be reduced.
以下、本発明の実施の形態に係る振動センサ用台座1について説明する。なお、本実施形態に係る軸受2は、図1に示すように水平面に対して平行に延びる回転軸(不図示)を支持するものであり、本実施形態では、回転軸方向を「軸方向A」、軸方向Aに平面視において直交する方向を「水平方向H」、軸方向Aと水平方向Hに直交する方向を「垂直方向V」という。また、本実施形態では、これら3方向の振動診断を行うことを前提とし、軸方向A、水平方向H、垂直方向Vをそれぞれ「診断対象方向」という。また、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
Hereinafter, the vibration sensor base 1 according to the embodiment of the present invention will be described. The
図1に示す通り、振動センサ用台座1は、回転機械の回転軸(不図示)を支持する軸受2の側面3に取り付けられる。軸受2の側面3は、垂直方向Vに平行な平面である。なお、台座1の取り付け方法は、台座1の軸受取り付け面4を軸受側面3と密接させることが可能な方法であれば、どのような方法であっても良い。例えば、溶接により接合しても良いし、接着剤で固着させても良い。
As shown in FIG. 1, the vibration sensor base 1 is attached to a
図2に示す通り、台座1は、直法体の一部が斜めに切断されたような傾斜面を有する形状となっている。この傾斜面は、振動センサSを取り付けるための座面5となる。また、台座1の軸受取り付け面4は、台座1を軸受2に取り付けた際に互いに直交する台座1の各辺がそれぞれ軸方向A、水平方向H、垂直方向Vに沿うように形成されている。このため、台座1の座面5は、軸方向Aに直交する平面、水平方向Hに直交する平面、垂直方向Vに直交する平面のそれぞれに対して所定の角度をなすように形成されている。なお、台座1の座面5と各診断対象方向に直交する各平面とのなす角は、それぞれ等しいことが好ましい。
As shown in FIG. 2, the pedestal 1 has a shape having an inclined surface such that a part of the straight body is cut obliquely. This inclined surface serves as a
座面5には、ボルトを挿入可能な孔6が形成されており、孔6の内部は雌ねじが切られている。これにより、図3に示すように植込みボルト7とナット8一体型の振動センサSと台座1を螺合して固定することができる。このとき台座1に取り付ける振動センサSの振動検出方向は、当該振動センサSの長手方向に沿った1方向のみであることから、座面5に取り付けた振動センサSは、座面5に対して垂直な方向の振動を検出することができる。
A hole 6 into which a bolt can be inserted is formed in the
なお、本実施形態では、図2に示すように、座面5に垂直な方向を「振動検出方向AHV」と定義する。また、振動検出方向AHVと軸方向Aとのなす角を「θA」、振動検出方向AHVと水平方向Hとのなす角を「θH」、振動検出方向AHVと垂直方向Vとのなす角を「θV」と定義する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a direction perpendicular to the
次に、以上のように形成された振動センサ用台座1を用いた振動診断方法について説明する。 Next, a vibration diagnosis method using the vibration sensor base 1 formed as described above will be described.
まず、図2に示す振動センサ用台座1の軸受取り付け面4と、図1に示す軸受側面3とを密接させるようにして振動センサ用台座1を軸受2に溶接する。なお、台座1は、例えば接着剤により軸受2に固着しても良い。
First, the vibration sensor base 1 is welded to the
次に、図3に示すように、台座1の座面5に形成された孔6に、植込みボルト7とナット8一体型振動センサSの植込みボルト7先端を挿入する。そして、ナット8を締めることにより、台座1の座面5に振動センサSを固定する。続いて、振動センサSにより軸受2の振動速度を検出する。このとき検出される振動速度は、台座1の座面5に対して垂直な方向、すなわち、振動検出方向AHVの振動速度である。
Next, as shown in FIG. 3, the tip of the implanted bolt 7 of the vibration sensor S integrated with the implanted bolt 7 and the
振動検出方向AHVは、各診断対象方向(軸方向A、水平方向H、垂直方向V)に対して角度を持っているため、台座1に取り付けられた振動センサSの振動検出感度は、各診断対象方向に沿って設置された振動センサSの検出感度よりも低くなる。すなわち、振動検出方向AHVにおける振動速度の検出感度は、各診断対象方向に振動センサSをそれぞれ設置した場合の検出感度のCOSθA倍またはCOSθH倍またはCOSθV倍となるため、振動検出方向AHVにおける振動速度は、各診断対象方向の実際の振動速度のCOSθA倍またはCOSθH倍またはCOSθV倍となる。したがって、設備の振動診断を行うためには、振動検出方向AHVの振動速度から各診断対象方向の振動速度を算出することが望ましい。 Since the vibration detection direction AHV has an angle with respect to each diagnosis target direction (axial direction A, horizontal direction H, vertical direction V), the vibration detection sensitivity of the vibration sensor S attached to the pedestal 1 depends on each diagnosis. It becomes lower than the detection sensitivity of the vibration sensor S installed along the target direction. That is, the detection sensitivity of the vibration speed in the vibration detection direction AHV is COSθ A times, COSθ H times, or COSθ V times the detection sensitivity when the vibration sensor S is installed in each diagnosis target direction, so the vibration detection direction AHV vibration velocity in is a COS .theta a multiple or COS .theta H times or COS .theta V times the actual vibration velocity of each diagnosis target direction. Therefore, in order to perform vibration diagnosis of equipment, it is desirable to calculate the vibration speed in each diagnosis target direction from the vibration speed in the vibration detection direction AHV.
しかしながら、振動検出方向AHVの振動速度VAHVは、台座1の座面5に対して垂直な方向の振動速度であることから、振動センサSにより検出された振動速度VAHVが、軸方向Aの振動速度VA、水平方向Hの振動速度VH、垂直方向Vの振動速度VVのいずれの振動速度であるかは把握することができない。このため、振動検出方向AHVの振動速度VAHVから各診断対象方向の振動速度(VA、VH、VV)を算出することはできない。
However, since the vibration speed V AHV in the vibration detection direction AHV is a vibration speed in a direction perpendicular to the
しかし、設備の振動診断を行うためには、まず設備に異常振動が生じているか否かを把握することができれば良いことから、振動速度VAHVに基づいて設備の異常振動が生じている否かを判定できれば良い。 However, in order to make a vibration diagnosis of equipment, it is only necessary to first know whether or not abnormal vibration has occurred in the equipment. Therefore, whether or not abnormal vibration of the equipment has occurred based on the vibration speed VAHV . What is necessary is just to be able to judge.
その手法としては、まず、COSθAまたはCOSθHまたはCOSθVの値のうち最も小さい値を用いて、下記(式1)から振動速度Vを算出する。
V=VAHV/COSθ・・・(式1)
COSθ:COSθA、COSθH、COSθVのうちの最小値
As the method, first, using the smallest value among the values of COS .theta A or COS .theta H or COS .theta V, it calculates the vibration speed V from the following equation (1).
V = V AHV / COSθ (Formula 1)
COSθ: Minimum value among COSθ A , COSθ H , and COSθ V
最も小さい値を用いる理由は、設備の各診断対象方向に生じ得る振動速度の最大値を推測することにある。例えば、COSθVの値がCOSθAやCOSθHの値よりも小さい場合には、そのCOSθVの値を用いて(式1)で振動速度Vを算出することになる。このとき算出される振動速度Vは、COSθAやCOSθHを用いて(式1)から算出される振動速度Vよりも大きい値となる。COSθVの値を用いたからといって、垂直方向Vに実際に振動が生じていると判断することはできないが、振動センサSにより検出された振動が実際に垂直方向Vに生じている振動である場合もあり得る。その場合に、COSθAやCOSθHの値を用いて振動速度Vを算出していたとすると、垂直方向Vの実際の振動速度よりも低い振動速度Vに基づいて設備の振動診断を行うことになり誤診の原因となってしまう。したがって、設備の振動診断を適切に行うためには、予め設備の各診断対象方向に生じ得る振動速度の最大値を用いる必要がある。 The reason for using the smallest value is to estimate the maximum value of the vibration speed that can occur in each direction of the diagnostic object of the facility. For example, if the value of COS .theta V is less than the value of COS .theta A and COS .theta H will be calculated vibration velocity V in by using the value of the COS .theta V (Equation 1). Vibration velocity V calculated this time is greater than the vibration speed V calculated from using COS .theta A and COS .theta H (Formula 1). Just because using the value of COS .theta V, can not be determined actually vibrates in the vertical direction V is generated at the vibration is detected vibrations actually occurring in the vertical direction V by the vibration sensor S There can be. In this case, assuming that are calculated vibration velocity V using the values of COS .theta A and COS .theta H, will be performing vibration diagnosis equipment based on low vibration speed V than the actual vibration velocity in the vertical direction V It will cause misdiagnosis. Therefore, in order to appropriately perform the vibration diagnosis of the facility, it is necessary to use the maximum value of the vibration speed that can be generated in the direction of each diagnosis target of the facility in advance.
その後、上記(式1)で算出された振動速度Vの値と、例えばISO10816−1の附属書Bに規定された振動速度のゾーン境界値とを比較する。これにより、設備に異常振動を生じているか否かを判定することができる。そして、設備に異常振動が生じている判断できる場合には、従来の振動診断方法のように3方向の振動を正確に測定し、どの方向にどのような振動が生じているか把握して対処する。 Thereafter, the value of the vibration velocity V calculated by the above (Equation 1) is compared with the zone boundary value of the vibration velocity defined in, for example, Annex B of ISO 10816-1. Thereby, it can be determined whether abnormal vibration has occurred in the facility. If it can be determined that abnormal vibration is occurring in the equipment, the vibration in three directions is accurately measured as in the conventional vibration diagnosis method, and what kind of vibration is occurring in which direction is dealt with. .
なお、上記の場合(COSθVの値が最小の場合)において、実際に振動が生じている方向が例えば水平方向Hである場合に、(式1)で求めた振動速度Vと、実際の水平方向Hの振動速度VHが大きく異なることもある。このため、振動速度VHが異常振動でない場合であっても、算出された振動速度Vとゾーン境界値とを比較することにより、設備に異常振動が生じていると誤判定してしまう場合もある。 Note that in the above case (if the value of COS .theta V is minimum), when the direction in which vibrates actually occurs is, for example, a horizontal direction H, the vibration velocity V calculated in (Equation 1), the actual horizontal The vibration speed V H in the direction H may vary greatly. For this reason, even if the vibration speed V H is not abnormal vibration, it may be erroneously determined that abnormal vibration has occurred in the equipment by comparing the calculated vibration speed V with the zone boundary value. is there.
このような事態を避けるためには、COSθA、COSθH、COSθVの値の差を小さくすること、すなわち、θA、θH、θVの値の差を小さくすることが好ましい。最も理想的なθA、θH、θVの値は45°である。このように振動検出方向AHVと各診断対象方向とのなす角θA、θH、θVがそれぞれ等しくなるようにすれば、θA、θH、θVのいずれの値を用いても(式1)で算出される振動速度Vが等しくなるため、算出された振動速度Vとゾーン境界値とを比較する際に、異常振動が生じているか否かを適切に判定することができる。これにより、余計な3方向振動診断を行う必要がなくなる。 To avoid such a situation, COSθ A, COSθ H, reducing the difference between the values of COS .theta V, i.e., θ A, θ H, it is preferable to reduce the difference in values of theta V. The most ideal values of θ A , θ H , and θ V are 45 °. As described above, if the angles θ A , θ H , and θ V formed by the vibration detection direction AHV and each diagnosis target direction are equal to each other, any value of θ A , θ H , and θ V can be used ( Since the vibration speed V calculated by Equation 1) becomes equal, it is possible to appropriately determine whether or not abnormal vibration has occurred when comparing the calculated vibration speed V and the zone boundary value. This eliminates the need to perform an extra three-way vibration diagnosis.
以上の通り、本実施形態によれば、振動センサSの振動検出方向AHVが、各診断対象方向(軸方向A、水平方向H、垂直方向V)と所定の角度をなすように台座1の座面5が形成されていることから、1つの振動センサで、振動検出方向とは異なる方向の振動速度を検出することができる。これにより、回転機械の振動診断に使用する振動センサの個数を削減することができる。
As described above, according to the present embodiment, the seat of the pedestal 1 is configured such that the vibration detection direction AHV of the vibration sensor S forms a predetermined angle with each diagnosis target direction (axial direction A, horizontal direction H, vertical direction V). Since the
例えば、振動センサの購入及び設置工事に1個あたり20万円かかる場合、構造物中の10箇所において振動診断を行うとすると、従来の振動診断方法では、診断箇所ごとに3個の振動センサが必要となるため振動センサの設置コストとして600万円かかっていた。これに対して、本実施形態に係る台座を用いれば、診断箇所ごとに1個の振動センサがあれば足りるため、振動センサの設置コストを200万円に抑えることができる。このように、本実施形態によれば、振動センサの設置コストを1/3に抑えることができる。あるいは、同一のコストで振動診断エリアの拡大を図ることもできる。 For example, if 200,000 yen per unit is required for the purchase and installation of vibration sensors, and if vibration diagnosis is performed at 10 locations in the structure, the conventional vibration diagnosis method uses three vibration sensors for each diagnosis location. This required 6 million yen as the installation cost of the vibration sensor. On the other hand, if the pedestal according to the present embodiment is used, one vibration sensor is sufficient for each diagnosis location, so that the installation cost of the vibration sensor can be suppressed to 2 million yen. Thus, according to this embodiment, the installation cost of a vibration sensor can be suppressed to 1/3. Alternatively, the vibration diagnosis area can be expanded at the same cost.
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this example. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs to.
例えば、図4に示すように、内部にマグネットを備えるマグネットベース9を振動センサSに取り付けても良い。マグネットベース9には、振動センサSの植込みボルト7の先端が挿入される孔10が形成されており、孔10の内部は雌ねじが切られている。これにより、振動センサSとマグネットベース9を螺合させて固定することができる。このようにして振動センサSにマグネットベース9を取り付ければ、振動センサ用台座1の座面5への振動センサSの脱着を容易に行うことができる。その結果、設備のオーバーホール時などに振動センサの脱着にかかる時間を短縮することができる。
For example, as shown in FIG. 4, a magnet base 9 having a magnet inside may be attached to the vibration sensor S. The magnet base 9 is formed with a
また、設備の振動診断を行う際には、図5に示すように、ポータブル振動診断装置11を用いても良い。ポータブル振動診断装置11は、センサ部12と操作&データ処理装置13を備え、両者は可撓ケーブル14で接続されている。センサ部12としてマグネット付振動センサMSを設けたポータブル振動診断装置11を用いれば、振動センサ用台座1に振動センサMSを吸着させることができる。この場合、上記実施形態のように振動センサをボルトとナットで固定する必要がなくなり、振動センサの着脱を容易に行うことができる。これにより、機械補修時におけるセンサ脱着施工不良によるセンサケーブルの断線トラブルの頻度を少なくすることができる。
Further, when performing vibration diagnosis of equipment, as shown in FIG. 5, a portable
また、図6に示すように、振動センサ用台座1の軸受取り付け面4の近傍にマグネット15を設けても良い(以下、マグネット付の振動センサ用台座1を「マグネット型台座16」という)。そして、図7に示すように、ポータブル振動診断装置11(図5)のセンサ部12をマグネット型台座16の座面5に取り付けることにより、1つの振動センサSで3方向の振動を同時に検出することができるポータブル振動診断装置17を構成することができる。このような振動診断装置17を用いれば、1つの振動センサSで3方向の振動を1方向ずつ測定する従来の振動診断方法に対して診断効率を1/3にすることができる。なお、マグネット15は、台座1の表面に露出していても良いし、台座内部に埋め込まれていても良い。また、図7においては、可撓ケーブル14を振動センサSに接続したものを例示しているが、可撓ケーブル14をマグネット型台座16に接続し、その台座16の座面5に振動センサSを取り付けても良い。この場合においても、振動診断効率を1/3にすることができる。すなわち、ポータブル振動診断装置のセンサ部にマグネット型台座を設けたものは本発明の技術的範囲に属する。
As shown in FIG. 6, a
また、上記実施形態の説明では、診断対象方向を軸方向、水平方向、垂直方向としたが、診断対象方向はこれらの3方向に限定されるものではない。すなわち、回転機械の種類や回転の仕方等に応じ、振動診断への寄与度が低い方向を診断対象方向としなくても良い。この場合、台座の座面は、診断対象方向(例えば2方向)に対してそれぞれ直交する平面と所定の角度をなすように形成されていれば良い。また、診断対象方向は、軸方向、水平方向、垂直方向のように互いに直交する3方向に限定されるものではなく、任意の方向であっても良い。また、診断対象方向の数も任意である。 In the description of the above embodiment, the diagnosis target direction is the axial direction, the horizontal direction, and the vertical direction, but the diagnosis target direction is not limited to these three directions. That is, depending on the type of rotating machine, the manner of rotation, and the like, the direction having a low contribution to the vibration diagnosis may not be the diagnosis target direction. In this case, the seat surface of the pedestal only needs to be formed so as to form a predetermined angle with a plane orthogonal to the diagnosis target direction (for example, two directions). Further, the diagnosis target direction is not limited to three directions orthogonal to each other such as the axial direction, the horizontal direction, and the vertical direction, and may be any direction. Further, the number of diagnosis target directions is also arbitrary.
また、上記実施形態の説明では、回転軸が水平面に対して平行に延びる回転機械について本発明に係る振動診断方法を適用したが、回転軸が例えば鉛直方向に延びる回転機械に適用しても良い。すなわち、振動検出方向と診断対象方向とのなす角に基づいて、振動センサにより検出された振動速度から診断対象方向の振動速度の最大値を算出する振動診断方法は、本発明の技術的範囲に属する。 In the description of the above embodiment, the vibration diagnosis method according to the present invention is applied to a rotating machine whose rotating shaft extends parallel to the horizontal plane, but may be applied to a rotating machine whose rotating shaft extends in the vertical direction, for example. . That is, the vibration diagnosis method for calculating the maximum value of the vibration speed in the diagnosis target direction from the vibration speed detected by the vibration sensor based on the angle formed by the vibration detection direction and the diagnosis target direction is within the technical scope of the present invention. Belongs.
また、上記実施形態の説明では、振動センサ用台座の形状を直方体の一部が切断されたような形状としたが、台座の形状は、これに限定されるものではない。台座の座面が診断対象方向に直交する平面と所定の角度をなすように(振動検出方向が診断対象方向と所定の角度をなすように)形成されていれば、本発明の技術的範囲に属する。なお、台座の材料についても特に限定されるものではない。また、台座の取り付け位置も軸受側面に限定されるものではなく、例えば、図8(a)、(b)に示すように軸受の他の面に取り付けても良いし、軸受以外の部品に取り付けても良い。 In the description of the above embodiment, the shape of the vibration sensor base is such that a part of the rectangular parallelepiped is cut, but the shape of the base is not limited to this. If the seat surface of the pedestal is formed so as to form a predetermined angle with a plane perpendicular to the direction of diagnosis (the vibration detection direction forms a predetermined angle with the direction of diagnosis), the technical scope of the present invention Belongs. The material for the pedestal is not particularly limited. Also, the mounting position of the pedestal is not limited to the side surface of the bearing. For example, it may be mounted on the other surface of the bearing as shown in FIGS. 8A and 8B, or it may be mounted on a component other than the bearing. May be.
また、上記実施形態の説明では、振動センサにより検出された振動速度に基づいて振動速度の最大値を算出することとしたが、振動センサにより検出された振幅に基づいて、振幅の最大値も算出することもできる。また、上記実施形態の説明では、回転機械の振動診断を行うことを前提として説明したが、本発明によれば、一般構造物の振動診断を行うことも可能である。 In the description of the above embodiment, the maximum value of the vibration speed is calculated based on the vibration speed detected by the vibration sensor. However, the maximum value of the amplitude is also calculated based on the amplitude detected by the vibration sensor. You can also In the above description of the embodiment, the description has been made on the assumption that the vibration diagnosis of the rotating machine is performed. However, according to the present invention, the vibration diagnosis of the general structure can also be performed.
(比較例1)
図12に示す従来の振動診断方法によりアンバランス状態にある回転機械の振動速度を測定した。水平方向Hの振動速度を測定した結果を図9に示す。図9を見ると、水平方向Hの振動速度の大きな波形を確認することができる。アンバランスは、水平方向Hの振動が正常時に比べて大きくなりやすいため、振動検出方向が水平方向Hに一致するように設置された振動センサにより、アンバランス状態の振動を検出できることが確認できた。
(Comparative Example 1)
The vibration speed of the rotating machine in an unbalanced state was measured by the conventional vibration diagnosis method shown in FIG. The result of measuring the vibration speed in the horizontal direction H is shown in FIG. When FIG. 9 is seen, a waveform with a large vibration speed in the horizontal direction H can be confirmed. Since unbalanced vibration tends to be larger in the horizontal direction H than in normal times, it was confirmed that vibration in an unbalanced state can be detected by a vibration sensor installed so that the vibration detection direction matches the horizontal direction H. .
(比較例2)
従来の振動診断方法によりミスアライメント状態にある回転機械の振動速度を測定した。軸方向Aの振動速度を測定した結果を図10(a)に示し、水平方向Hの振動速度を測定した結果を図10(b)に示す。図10(a)によれば、軸方向Aの振動速度の大きな波形を確認することができる。一方、図10(b)によれば、水平方向Hの振動速度の波形が小さく、軸受に定常的に振動が生じているか否かを判断することができなかった。ミスアライメントは、軸方向Aの振動が正常時に比べて大きくなりやすいため、図10(a)に示す通り、振動検出方向が軸方向Aと一致するように設置された振動センサは、発生する振動を適切に検出することが可能である。一方で、図10(b)に示す通り、振動検出方向が水平方向Hと一致するように設置された振動センサでは、軸方向Aの振動を検出できないことが確認された。
(Comparative Example 2)
The vibration speed of a rotating machine in a misaligned state was measured by a conventional vibration diagnosis method. The result of measuring the vibration velocity in the axial direction A is shown in FIG. 10A, and the result of measuring the vibration velocity in the horizontal direction H is shown in FIG. According to FIG. 10A, a waveform having a large vibration speed in the axial direction A can be confirmed. On the other hand, according to FIG. 10B, the waveform of the vibration speed in the horizontal direction H is small, and it has not been possible to determine whether or not the bearing is constantly oscillating. Since misalignment tends to increase the vibration in the axial direction A as compared with the normal time, the vibration sensor installed so that the vibration detection direction matches the axial direction A as shown in FIG. Can be detected appropriately. On the other hand, as shown in FIG. 10B, it was confirmed that the vibration sensor installed so that the vibration detection direction coincides with the horizontal direction H cannot detect the vibration in the axial direction A.
(実施例)
ミスアライメント状態にある回転機械の振動速度を測定した。図11(a)には、振動検出方向が軸方向Aと一致するように設置された振動センサを用いて検出した振動速度を示す。また、図11(b)には、図1に示す本発明に係る振動センサ用台座を軸受に取り付け、その台座の座面に設置した振動センサにより検出した振動検出方向AHVの振動速度を示す。なお、台座の座面は、当該座面と各診断対象方向(軸方向A、水平方向H、垂直方向V)に対して直交する面とのなす角が45°(振動検出方向AHVと各診断対象方向とのなす角が45°)となるように形成されている。
(Example)
The vibration speed of the rotating machine in the misalignment state was measured. FIG. 11A shows the vibration velocity detected using a vibration sensor installed so that the vibration detection direction coincides with the axial direction A. FIG. FIG. 11B shows the vibration speed in the vibration detection direction AHV detected by the vibration sensor installed on the seat surface of the vibration sensor pedestal according to the present invention shown in FIG. In addition, the angle between the seat surface of the pedestal and the surface orthogonal to each diagnosis target direction (axial direction A, horizontal direction H, vertical direction V) is 45 ° (vibration detection direction AHV and each diagnosis). The angle formed with the target direction is 45 °).
図11(a)、(b)を見ると、いずれも振動速度の大きな波形を確認することができ、軸受に振動が生じているか否かを判断することが可能であった。図11(a)、(b)を比較すると、共に波の周期は概ね一致していた。また、図11(a)においては最大振動速度が約7mm/sであるのに対し、図11(b)では約5mm/sであり、図11(a)の約0.7倍の最大振動速度であった。本実施例の結果から、振動検出方向AHVと軸方向Aとのなす角が45°である場合、振動センサの振動検出感度が、軸方向Aに沿って設置した振動検出感度のCOS45°倍、すなわち、1/√2倍(約0.7倍)となっていることが確認された。 11 (a) and 11 (b), it was possible to confirm a waveform having a large vibration speed, and it was possible to determine whether or not vibration was generated in the bearing. Comparing FIGS. 11 (a) and 11 (b), the wave periods were almost the same. In addition, in FIG. 11A, the maximum vibration speed is about 7 mm / s, whereas in FIG. 11B, it is about 5 mm / s, which is about 0.7 times the maximum vibration of FIG. It was speed. From the results of this example, when the angle formed by the vibration detection direction AHV and the axial direction A is 45 °, the vibration detection sensitivity of the vibration sensor is COS 45 ° times the vibration detection sensitivity installed along the axial direction A, That is, it was confirmed that it was 1 / √2 times (about 0.7 times).
ここで、回転機械の振動診断において、振動センサSにより図11(b)に示す振動速度が検出された場合を考える。この場合、上記実施形態で説明した(式1)を用いれば、振動検出方向AHVの振動速度から回転機械の診断対象方向に生じる振動速度の最大値を算出することができる。このとき、振動が生じている方向が軸方向Aと判断することはできないが、(式1)により算出された振動速度と、例えばISO10816−1の附属書Bに規定される振動速度のゾーン境界値とを比較することにより、回転機械に異常振動が生じていると判定することができる。その後、従来の3方向振動診断を行うことにより、軸方向Aに振動が生じていることを確認することができ、回転機械がミスアライメント状態にあることが把握できる。 Here, consider the case where the vibration speed shown in FIG. 11B is detected by the vibration sensor S in the vibration diagnosis of the rotating machine. In this case, if (Equation 1) described in the above embodiment is used, the maximum value of the vibration speed generated in the diagnosis target direction of the rotating machine can be calculated from the vibration speed in the vibration detection direction AHV. At this time, the direction in which the vibration is occurring cannot be determined as the axial direction A, but the zone boundary between the vibration speed calculated by (Equation 1) and the vibration speed defined in Annex B of ISO 10816-1, for example. By comparing with the value, it can be determined that abnormal vibration has occurred in the rotating machine. Thereafter, by performing a conventional three-way vibration diagnosis, it can be confirmed that vibration is generated in the axial direction A, and it is possible to grasp that the rotating machine is in a misalignment state.
本発明は、構造物の振動診断に適用することができる。 The present invention can be applied to vibration diagnosis of structures.
1 振動センサ用台座
2 軸受
3 軸受側面
4 軸受取り付け面
5 座面
6 孔(座面)
7 植込みボルト
8 ナット
9 マグネットベース
10 孔
11 ポータブル振動診断装置
12 センサ部
13 操作&データ処理装置
14 可撓ケーブル
15 マグネット
16 マグネット型台座
17 ポータブル振動診断装置(マグネット型台座付)
S 振動センサ
MS マグネット付振動センサ
A 軸方向(診断対象方向)
H 水平方向(診断対象方向)
V 垂直方向(診断対象方向)
AHV 振動検出方向
1
DESCRIPTION OF
S Vibration sensor MS Vibration sensor with magnet A Axial direction (diagnosis target direction)
H Horizontal direction (Direction of diagnosis)
V Vertical direction (diagnosis target direction)
AHV vibration detection direction
Claims (7)
前記振動センサを取り付ける座面が、診断対象方向に直交する平面と異なる面となり、かつ、前記平面に直交しないように形成されていることを特徴とする振動センサ用台座。 A vibration sensor base to which a vibration sensor for detecting vibration of a structure is attached,
The vibration sensor base, wherein a seating surface to which the vibration sensor is attached is different from a plane orthogonal to the diagnosis target direction and is not orthogonal to the plane.
前記センサ部に請求項3に記載の振動センサ用台座が設けられていることを特徴とするポータブル振動診断装置。 A portable vibration diagnostic apparatus having a sensor unit for detecting vibration of a structure,
A portable vibration diagnostic apparatus, wherein the sensor unit is provided with the vibration sensor base according to claim 3.
前記振動センサの振動検出方向が、診断対象方向とは異なる方向となり、かつ、前記診断対象方向に直交しないように前記振動センサを前記構造物に設置し、
前記診断対象方向と前記振動検出方向とのなす角に基づいて、前記振動センサにより検出された振動から前記診断対象方向の振動の最大値を算出し、前記構造物に異常振動が生じているか否か判定することを特徴とする構造物の振動診断方法。 A structure vibration diagnosis method using a vibration sensor,
The vibration sensor is installed in the structure so that the vibration detection direction of the vibration sensor is different from the diagnosis target direction and is not orthogonal to the diagnosis target direction.
Based on the angle formed by the diagnosis target direction and the vibration detection direction, the maximum value of the vibration in the diagnosis target direction is calculated from the vibration detected by the vibration sensor, and whether or not abnormal vibration has occurred in the structure. A method for diagnosing vibration of a structure, characterized in that:
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