JP2016075479A - Rolling stock bearing abnormality detection device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、鉄道車両における車軸軸受の異常を検知する鉄道車両用軸受異常検知装置に関する。 The present invention relates to a railway vehicle bearing abnormality detection device that detects an abnormality of an axle bearing in a railway vehicle.
鉄道車両においては、車軸軸受に異常が発生した場合、車両の運転を停止するなどの処置が必要となり、多大な損失が発生する。そこで、各種検出素子を軸受装置に取り付け、転動装置の運転状態を検出する鉄道車両用センサ付軸受装置が提案されている(特許文献1)。 In a railway vehicle, when an abnormality occurs in an axle bearing, it is necessary to take a measure such as stopping the operation of the vehicle, resulting in a great loss. Therefore, a bearing device with a railcar sensor that detects various operating elements of a rolling device by attaching various detecting elements to the bearing device has been proposed (Patent Document 1).
前記鉄道車両用センサ付軸受装置による軸受の振動検出では、車両走行時における、車輪のレールの継ぎ目やポイント部の通過時に発生する外乱振動が、軸受の異常に起因する振動波形と共に検出されるため、軸受の異常判定が正確にできないという問題がある。
また、特許文献1に記載の技術では、振動測定を開始するタイミングが開示されていない。振動測定開始のための指令装置を別途設ける場合、装置の全体構成が複雑化し、製造コストが高くなる。
In the vibration detection of the bearing by the bearing device with a sensor for a rail vehicle, disturbance vibration generated at the time of passing through the joint of the wheel rail and the point portion when the vehicle travels is detected together with the vibration waveform caused by the abnormality of the bearing. There is a problem that the bearing abnormality cannot be accurately determined.
Further, the technique described in Patent Document 1 does not disclose the timing for starting vibration measurement. When a separate command device for starting vibration measurement is provided, the overall configuration of the device becomes complicated and the manufacturing cost increases.
この発明の目的は、装置の全体構成を簡単化してコスト低減を図ると共に、走行レールの継ぎ目等に起因する外乱振動を予め除外して鉄道車両用の軸受の異常判定を正確に行うことができる鉄道車両用軸受異常検知装置を提供することである。 The object of the present invention is to simplify the overall configuration of the apparatus and reduce costs, and to accurately determine the abnormality of a bearing for a railway vehicle by excluding disturbance vibration caused by a joint of a traveling rail in advance. The present invention provides a bearing abnormality detecting device for a railway vehicle.
この発明の鉄道車両用軸受異常検知装置は、鉄道車両1の台車2に設けた軸箱3に組み込まれる複数の転がり軸受17の異常を検知する鉄道車両用軸受異常検知装置であって、
前記転がり軸受17の振動、および外乱振動のいずれか一方または両方を検出する振動検出装置15と、
この振動検出装置15の検出値を監視し、前記検出値が定められた一定値以上であることを判断すると、前記転がり軸受17の振動測定を開始する振動測定開始手段53と、
この取り込んだ振動データから前記転がり軸受17の異常を判断する解析装置6とを有することを特徴とする。
前記一定値は、転がり軸受17の振動データとして取り込むためのトリガとなる値であって、例えば、走行レール20の継ぎ目やポイント部(これらを総称して「継ぎ目等」と称す場合がある。)を通過したときに発生する値である。この値は試験やシミュレーション等の結果により予め定められる。
The bearing abnormality detecting device for a railway vehicle according to the present invention is a bearing abnormality detecting device for a railway vehicle that detects an abnormality of a plurality of
A
When the detection value of the
And an
The constant value is a value that serves as a trigger for capturing as vibration data of the rolling
この構成によると、振動測定開始手段53は、振動検出装置15の検出値を監視し検出値が定められた一定値以上であるか否かを判断する。振動測定開始手段53は、検出値が定められた一定値以上であるとの判断で、転がり軸受17の振動測定を開始する。解析装置6は、この取り込んだ振動データから転がり軸受17の異常を判断する。前記のように、定められた一定値以上であるときの検出値を基準として、以後の検出値を転がり軸受17の振動データとして取り込むため、振動検出装置15を振動測定開始の指令手段に兼用できて、振動測定開始のための指令装置等を別途設ける必要がない。よって装置全体の構成を簡単化でき、コスト低減を図ることができる。
According to this configuration, the vibration
また振動検出装置15は、例えば、継ぎ目等一定値以上の検出値よりも後に検出される検出値を転がり軸受17の振動データとして取り込むことにより、軸受異常に起因する振動波形以外の余分の振動波形が現れないため、軸受異常に起因する振動波形である検出データが明確になる。したがって、走行レール20の継ぎ目等を通過することに起因する振動波形を除外して鉄道車両用の軸受17の異常判定を正確に行うことができる。
Further, the
前記振動検出装置15で検出した検出データを送信する検出データ送信装置13と、前記鉄道車両1が走行する走行レール20の近傍に設置され、前記検出データ送信装置13から送信された検出データを受信して収集するデータ収集装置45とをさらに設けても良い。
前記走行レール20の近傍は、検出データ送信装置13から送信される検出データを受信可能なデータ収集装置45の位置である。
A detection
The vicinity of the traveling
検出データ送信装置13は、振動検出装置15で検出した検出データを送信する。データ収集装置45は、検出データ送信装置13から無線送信された検出データを受信して収集する。このため、例えば、有線や記録メディア等でのデータ伝送に比べて、電線の付帯工事やデータの取り出し作業を必要としない。したがって、検出データを簡易に取り出すことができるうえ、コスト低減を図ることができる。
The detection
前記データ収集装置45は、前記振動検出装置毎に関連付けられたIDと共に前記検出データを受信して収集するものとしても良い。このように検出データがIDと共にデータ収集装置45に収集されるため、いずれの軸箱3に組み込まれた転がり軸受17が異常であるか直ぐに特定することができる。
The
前記検出データおよび前記IDを、前記データ収集装置45から電話回線を介して伝送するデータ蓄積サーバ46を設け、前記解析装置6は、前記データ蓄積サーバ46から伝送される前記検出データおよび前記IDから、各転がり軸受17の異常を判断するものとしても良い。この場合、検出データの取得を簡略化できると共に、解析時間の短縮にも繋がる。
A
前記解析装置6は、
前記検出データを周波数解析した解析値が、設定した振動に関する閾値以上のとき軸受17の異常と診断し、閾値未満のとき軸受17が正常と診断する診断部50と、
この診断部50で診断した解析結果を記憶する記憶部51と、
前記診断部50で診断した解析結果を表示する表示部52と、
を有し、
前記データ蓄積サーバ46に、前記診断部50で診断した解析結果を前記IDと共に伝送するようにしても良い。
前記閾値は、例えば、実験やシミュレーション等の結果により定められる。
The
A
A
A
Have
The analysis result diagnosed by the
The threshold is determined, for example, by a result of experiment or simulation.
この構成によると、診断部50は、解析値が閾値以上のとき軸受17の異常と診断し、閾値未満のとき軸受17が正常と診断する。記憶部51は、診断した診断結果を記憶する。この解析結果が表示部52に表示されるため、測定担当者は、前記解析結果を遅滞なく目視確認し得る。また解析結果は、前記IDと共にデータ蓄積サーバ46に伝送されるため、解析結果を必要に応じてID毎に閲覧して確認することができる。
According to this configuration, the
前記データ蓄積サーバ46に記録された解析結果をID毎に閲覧する電子機器を設けても良い。前記電子機器として、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、スマートフォン、またはPDA等の各種電子機器を適用し得る。このような電子機器を用いてデータ蓄積サーバ46にアクセスして、解析結果をID毎に閲覧して確認することができる。この解析結果は、本装置を管理する管理者のみならず、この鉄道車両1を含む周辺機器を管理する管理者が、前述の各種機器を用いてデータ蓄積サーバ46にアクセスして、軸受交換情報等のメンテナンス情報や情報発注手配等の情報を容易に取得することができる。
You may provide the electronic device which browses the analysis result recorded on the said
前記検出データの前記IDと、軸受型番、軸箱、車両番号、および測定日との関係を、前記検出データと対応させて記憶する記憶手段46を設けても良い。この場合、検出データの整理、管理等に伴う作業負担を軽減することができる。 You may provide the memory | storage means 46 which memorize | stores the relationship of said ID of the said detection data, a bearing model number, a shaft box, a vehicle number, and a measurement date corresponding to the said detection data. In this case, it is possible to reduce the work burden associated with the arrangement and management of detected data.
この発明の鉄道車両用軸受異常検知装置は、鉄道車両の台車に設けた軸箱に組み込まれる複数の転がり軸受の異常を検知する鉄道車両用軸受異常検知装置であって、前記転がり軸受の振動、および外乱振動のいずれか一方または両方を検出する振動検出装置と、この振動検出装置の検出値を監視し、前記検出値が定められた一定値以上であることを判断すると、前記転がり軸受の振動測定を開始する振動測定開始手段と、この取り込んだ振動データから前記転がり軸受の異常を判断する解析装置とを有する。このため、装置の全体構成を簡単化してコスト低減を図ると共に、走行レールの継ぎ目等に起因する外乱振動を予め除外して鉄道車両用の軸受の異常判定を正確に行うことができる。 A railway vehicle bearing abnormality detection device according to the present invention is a railway vehicle bearing abnormality detection device that detects an abnormality of a plurality of rolling bearings incorporated in a axle box provided in a railcar bogie, wherein vibration of the rolling bearings, And a vibration detection device that detects one or both of disturbance vibrations and a detection value of the vibration detection device, and if it is determined that the detection value is equal to or greater than a predetermined value, the vibration of the rolling bearing It has vibration measurement starting means for starting measurement, and an analysis device for judging abnormality of the rolling bearing from the acquired vibration data. For this reason, while simplifying the whole structure of an apparatus and aiming at cost reduction, the disturbance vibration resulting from the joint of a running rail etc. can be excluded beforehand, and the abnormality determination of the bearing for railway vehicles can be performed correctly.
この発明の実施形態に係る鉄道車両用軸受異常検知装置を図1ないし図8と共に説明する。図1に示すように、この軸受異常検知装置は、鉄道車両1の台車2に設けた軸箱3に組み込まれる複数の転がり軸受の異常を検知する装置である。鉄道車両1として、例えば、新幹線等の種々な鉄道車両が適用される。軸受異常検知装置は、例えば、車両点検時に車両所において軸受等の点検を行う際に、軸箱3から軸受を取り出す必要がなく、外部から軸受の振動を検出する。
A railway vehicle bearing abnormality detection device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, this bearing abnormality detection device is a device that detects an abnormality in a plurality of rolling bearings incorporated in a
図2は、この軸受異常検知装置の外観を示す斜視図である。図1および図2に示すように、この軸受異常検知装置は、子機セット5と、データ収集装置45と、データ蓄積サーバ46と、解析装置6とを有する。子機セット5は、振動検出対象の軸箱3毎に複数設けられる。これら複数の子機セット5は、後述するように鉄道車両1の一部に着脱自在に設けられる。各子機セット5は、それぞれ、振動検出装置15と、測定開始指令送受信装置13とを有する。これら振動検出装置15と測定開始指令送受信装置13とは電線16を介して電気的に接続される。
FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the bearing abnormality detection device. As shown in FIGS. 1 and 2, the bearing abnormality detection device includes a slave unit set 5, a
図3は、この軸受異常検知装置の制御系のブロック図である。各子機セット5における測定開始指令送受信装置13は、図示外のケースと、振動測定開始手段53と、電源41と、電源回路42と、通信回路43と、通信モジュール44と、アンテナ14と、永久磁石47(図2)とを有する。前記ケースに、振動測定開始手段53、電源41、電源回路42、通信回路43、および通信モジュール44が収納される。前記ケースの一部に永久磁石47(図2)が設けられ、この永久磁石47(図2)が、軸箱近傍にあるボルトの頭面に吸引固定される。アンテナ14は、前記ケースとは別体として適宜車両ボディに粘着テープ等を用いて固定しても良い。
FIG. 3 is a block diagram of a control system of the bearing abnormality detection device. The measurement start command transmission /
振動測定開始手段53は、振動測定開始判断部53aと、振動データ記録部53bとを有する。振動測定開始判断部53aは、電線16等を介して、振動検出装置15の検出値を監視し検出値が定められた一定値以上であるか否かを判断する。検出値が定められた一定値以上であると振動測定開始判断部53aで判断されると、振動データ記録部53bは、以後転がり軸受の振動測定を開始し振動データとして取り込み記録する。
The vibration
この例では、図1に示すように、先頭車両1の車輪19が走行レール20の継ぎ目等を通過したときの振動を振動検出装置15で検出し、図3に示すように、その検出値が一定値以上であると振動測定開始判断部53aで判断されると、振動データ記録部53bは、以後転がり軸受の振動測定を開始し振動データとして取り込み記録する。
In this example, as shown in FIG. 1, the vibration when the
図4(a)は、軸受外輪が異常なときの転動体の通過による振動波形の例を示し、図4(b)は、正常な軸受が走行レールのポイント部を通過したときの振動波形の例を示す。これら図4(a),(b)に示すように、走行レールの継ぎ目等を通過したときの振動検出装置15(図3)による検出値は、正常な軸受回転により振動検出装置15(図3)で検出される検出値よりも大きい。 FIG. 4A shows an example of the vibration waveform due to the passage of the rolling element when the bearing outer ring is abnormal, and FIG. 4B shows the vibration waveform when the normal bearing passes the point portion of the running rail. An example is shown. As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the detected value by the vibration detection device 15 (FIG. 3) when passing through the joint of the running rail is the vibration detection device 15 (FIG. 3) due to normal bearing rotation. ) Is larger than the detection value detected in step (b).
継ぎ目等を通過時の検出値は、単発的に発生し徐々に減衰し、また、軸受外輪が異常なときの軸受のように振動波形のピークが軸受転動体の通過周期のように規則的には現れないため、判別することが容易である。例えば、一定時間あたりに一定値以上の検出値が1回検出された場合、走行レールの継ぎ目等を通過したと判断しても良い。前記一定時間は、例えば、この鉄道車両の車速に応じて定められる。 The detected value when passing through a seam, etc. is generated once and gradually attenuates, and the peak of the vibration waveform is regularly like the passing cycle of the bearing rolling element as in the bearing when the outer ring of the bearing is abnormal. Does not appear, so it is easy to determine. For example, when a detection value equal to or greater than a certain value is detected once per certain time, it may be determined that the vehicle has passed through a joint of the traveling rail. The predetermined time is determined according to the speed of the railway vehicle, for example.
図3に示すように、電源41から供給される電源電圧は、電源回路42により所望の電圧とされて、通信回路43、通信モジュール44、およびアンテナ14に供給される。振動データ記録部53bに記録した検出データは、通信回路43により定められた周波数からなる電磁波に変換され、通信モジュール44およびアンテナ14を介して送信される。送信データ送信装置としての測定開始指令送受信装置13は、アンテナ14から電波を送信した状態で保持される。
As shown in FIG. 3, the power supply voltage supplied from the
ここで図5は、軸受異常検知装置の測定開始指令送受信装置13および振動検出装置15の取付例を示す図である。図6は、図5のA−A線端面図である。図6は、図1の先頭車両の車輪19付近の拡大図である。これら図1,図5および図6に示すように、振動検出装置15は、転がり軸受17の振動および走行レール20の継ぎ目等の通過時の振動等を検出する。台車2の下部に車幅方向に離隔して一対の軸箱3が設けられ、これら軸箱3にそれぞれ転がり軸受17が組み込まれている。1台の台車2に対し、2本の車軸18が平行に設けられる。1つの軸箱3に対し、例えば、定められた間隔を空けて複数の転がり軸受17が組み込まれている。転がり軸受17として、例えば、玉軸受、円筒ころ軸受、円すいころ軸受等が適用される。
Here, FIG. 5 is a diagram illustrating an example of attachment of the measurement start command transmission /
各軸箱3の内周面に転がり軸受17の外輪がそれぞれ嵌合され、転がり軸受17の内輪に車軸18が嵌合される。車軸18の軸方向両端部に車輪19がそれぞれ取り付けられ、これら車輪19が転がり軸受17により回転自在に支持されて、軌道上に平行に敷設された2本のレール20上を走行可能に構成される。軸箱3には、磁性体からなるボルト21が締結されている。ボルト21として、例えば、六角ボルトが適用される。軸箱3から露出する六角ボルトの頭面に、振動検出装置15の永久磁石12を吸引固定し得る。
The outer ring of the rolling
図3に示すように、振動検出装置15は、例えば、図示外のケースと、振動検出素子23と、処理回路24と、永久磁石12(図5)と、電源回路25と、記録手段40と、記録メディア22とを有する。前記ケースの内部に、例えば、プリント基板に実装された処理回路24が収納される。処理回路24は、複数の電子部品を有し、前記プリント基板の片面または両面に半田付けされる。プリント基板としては、例えば、剛性の高いガラス入りエポキシ樹脂が望ましい。
As shown in FIG. 3, the
前記ケースの軸方向一端部に、転がり軸受17(図5)の運転状態を検出する振動検出素子23と、磁性体からなるホルダが取り付けられている。振動検出素子23として、例えば、圧電型の加速度センサが適用される。圧電型の振動検出素子23を使用することで、広範囲な振動を検出し得る。前記ケースの内部において、振動検出素子23のリード端子から、処理回路24に設けた接続端子にリード線が結線されている。
A
図5に示すように、前記ホルダの先端部に永久磁石12が設けられ、この永久磁石12が、軸箱3におけるボルト21の頭面に吸引固定される。したがって、振動検出装置15は、ボルト21の頭面に永久磁石12により着脱自在に取付けられる。なお複数の振動検出装置15は、軸箱3の上方または下方に取り付けることが望ましい。
As shown in FIG. 5, a
図7は、この振動検出装置の処理回路24の構成を概略示す回路図である。
処理回路24は、演算増幅回路26と、フィルタ回路27と、マイクロコンピュータ28と、基準電圧回路29とを有する。振動検出素子23の出力信号は、概略、演算増幅回路26からフィルタ回路27を介してマイクロコンピュータ28に入力される。フィルタ回路27は、軸受固有振動数を含めその前後の周波数を取り出すために、一定の周波数帯域を設定するバンドパスフィルタを構成する。なおハイパスフィルタとローパスフィルタの組み合わせでも良い。
FIG. 7 is a circuit diagram schematically showing the configuration of the
The
マイクロコンピュータ28は通常スリープ状態とし、受信した時点で起動するようにすると良い。振動検出素子23である加速度センサのアナログ出力信号は、マイクロコンピュータ28内部でA/D変換した後に、図3に示すように、記録手段40に記録する。その後、記録手段40から記録メディア22にデータを転走する。前記記録手段40として、例えば、データの書換えが可能なランダムアクセスメモリ(略称RAM:Random Access Memory)が適用される。
The
図7に示すように、振動検出素子23および処理回路24には電源電圧が供給される。電源電圧は所望の電圧とされる。これら振動検出素子23および処理回路24には、電源バイパスコンデンサC1〜C4が接続される。電源バイパスコンデンサC1〜C4は、直流電源に重畳するノイズをバイパスして、安定した電源電圧を供給する目的や、電源電圧の変動を抑える目的で、電源ラインL1とGNDラインL2の間に接続される。
As shown in FIG. 7, a power supply voltage is supplied to the
振動検出素子23の電源ラインL1とGNDラインL2の間には、電源バイパスコンデンサC1が接続される。この電源バイパスコンデンサC1により、振動検出素子23に安定した電源電圧が供給され、且つ、この供給される電源電圧の変動が抑えられる。振動検出素子23からのアナログ出力信号は、抵抗30を介して、演算増幅回路26における演算増幅器31の一方の入力端子に入力される。
A power supply bypass capacitor C1 is connected between the power supply line L1 and the GND line L2 of the
この演算増幅器31の電源ラインL1とGNDラインL2の間には、電源バイパスコンデンサC2が接続される。この電源バイパスコンデンサC2により、演算増幅回路26にノイズがバイパスされた安定した電源電圧が供給され、且つ、この供給される電源電圧の変動が抑えられる。演算増幅器31からの出力信号は、コンデンサ32およびこのコンデンサ32に並列接続された抵抗33を介して、他方の入力端子に入力される。前記演算増幅器31は、2つの入力端子への入力(反転入力、非反転入力)の差を増幅して出力する。
A power supply bypass capacitor C2 is connected between the power supply line L1 and the GND line L2 of the
増幅した出力信号は、直列接続された抵抗34,35を介して、フィルタ回路27における演算増幅器36の一方の入力端子に入力される。この演算増幅器36の電源ラインL1とGNDラインL2の間には、電源バイパスコンデンサC3が接続される。この電源バイパスコンデンサC3により、フィルタ回路27にノイズがバイパスされた安定した電源電圧が供給され、且つ、この供給される電源電圧の変動が抑えられる。演算増幅器36からの出力信号は、他方の入力端子に入力されると共に、コンデンサ37を介して抵抗34,35間に帰還する。
The amplified output signal is input to one input terminal of the
フィルタ回路27により、軸受の固有振動に対応した所定の周波数帯域のみを抽出し、不要な周波数帯域を除去する。軸受の正常運転時は、転動体の回転通過に伴う軸受の固有振動が発生するが、軸受の転がり面に異常が発生した場合には、軸受回転数に応じた転動体の通過周期で振動のピークが重畳される。そこで、演算増幅回路26からの出力信号に対し、フィルタ回路27により、軸受の固有振動成分以外の周波数成分を除去または減衰させることで、異常時の周波数成分を精度良く抽出し得る。前記軸受回転数は、例えば、この鉄道車両の駆動モータの回転数に対応するように定められる。
The
フィルタ回路27を通過させたアナログ出力信号は、抵抗38等を介して、マイクロコンピュータ28に入力される。このマイクロコンピュータ28内部において、アナログ出力信号は、A/D変換された後に前記記録手段40(図3)に一時的に記録される。マイクロコンピュータ28に、過大な電圧が印加されないように基準電圧回路29が接続される。この基準電圧回路29の電源ラインL1とGNDラインL2の間には、電源バイパスコンデンサC4が接続される。この電源バイパスコンデンサC4により、基準電圧回路29にノイズがバイパスされた安定した電源電圧が供給され、且つ、この供給される電源電圧の変動が抑えられる。
The analog output signal that has passed through the
図3に示すように、振動検出手段15で検出した検出データは、この振動検出装置15内のマイクロコンピュータ28(図7)の記録手段40に記録された後、電線16を介して、測定開始指令送受信装置13に転送される。各振動検出装置15内のマイクロコンピュータ28(図7)には、振動検出装置毎つまり子機セット毎に関連付けられたIDを記憶させ、このIDと共に検出データが転送される。
As shown in FIG. 3, the detection data detected by the vibration detection means 15 is recorded in the recording means 40 of the microcomputer 28 (FIG. 7) in the
データ収集装置45は、鉄道車両から離れた場所で、例えば、走行レール20(図8)の近傍でポイント部Pt(図8)よりも車両進行方向前方に設置される。データ収集装置45は、測定開始指令送受信装置13から送信された検出データを受信するアンテナ45aを備える。このデータ収集装置45の近傍を測定開始指令送受信装置13が通過時、データ収集装置45は、アンテナ45aを介して無線により検出データを受信し収集する。
The
その後、検出データおよびIDは、必要に応じて、例えば、電話回線48、中継器49等を介してデータ蓄積サーバ46に伝送されて記録される。解析装置6は、データ蓄積サーバ46から伝送される検出データおよびIDから、各転がり軸受の異常を判断する。この解析装置6は、診断部50と、記憶部51と、表示部52とを有する。
Thereafter, the detected data and the ID are transmitted to the
診断部50は、検出データを周波数解析した解析値が閾値以上のとき軸受の異常と診断し、閾値未満のとき軸受が正常と診断する。記憶部51は、診断部50で診断した解析結果を記憶する。表示部52は、診断部50で診断した解析結果を表示する。なお、データ蓄積サーバ46に、診断部50で診断した解析結果を前記IDと共に伝送して記録するようにしても良い。
The
この場合、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、スマートフォン、またはPDA等の各種電子機器を用いてデータ蓄積サーバ46にアクセスして、このデータ蓄積サーバ46に記録された解析結果をID毎に閲覧して確認し得る。この解析結果は、本装置を管理する管理者のみならず、この鉄道車両を含む周辺機器を管理する管理者が、前述の各種機器を用いてデータ蓄積サーバ46にアクセスして、軸受交換情報等のメンテナンス情報や情報発注手配等の情報を容易に取得し得る。
In this case, for example, the
図8は、この軸受異常検知装置による振動測定例を示す図である。この例では、鉄道車両1の走行範囲内にポイント部Ptが1箇所設けられる。鉄道車両1の点検時にこの鉄道車両1を車両所(車両基地)で走行させる前に、複数の子機セット5A〜5Fおよびデータ収集装置45の電源を全てONにしておく。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of vibration measurement by the bearing abnormality detection device. In this example, one point portion Pt is provided in the travel range of the railway vehicle 1. When the railway vehicle 1 is inspected, the power of the plurality of slave sets 5A to 5F and the
次に鉄道車両1を走行レール20に沿って走行させて定められた車速(例えば25km/h以上35km/h以下)として、先頭車両1における台車2の最初の振動検出対象である軸箱が走行レール20のポイント部Ptを通過したことを、振動測定開始のトリガとして、ポイント部Pt通過後、第1の子機セット5Aの振動測定装置15が最初の軸受の振動を検出する。
Next, the axle box which is the first vibration detection target of the
さらに第1の子機セット5Aの測定開始指令送受信装置13が、第2の子機セット5Bの測定開始指令送受信装置13に検出開始信号の電波を送信する。これにより、第2の子機セット5Bの振動検出装置15が次の軸受の振動を検出する。以下同様に、先行する測定開始指令送受信装置13が後続の子機セット5C,5D,5E,5Fの測定開始指令送受信装置13に検出開始信号の電波を送信して、順次、各振動検出装置15が軸受の振動を検出する。
Further, the measurement start command transmission /
なお、第2の子機セット5B以降は、ポイント部Ptに掛からない位置で振動を測定するように、予め車両の走行速度と子機セット間の距離より求めて設定したタイムラグにより振動を測定しても良い。あるいは、第2の子機セット5B以降についても、第1の子機セット5Aと同様に、各々走行レール20のポイント部Ptを通過したタイミングで振動を測定しても良い。
In addition, after the
各振動検出装置15で検出された検出データおよび子機セット5毎のIDは、各振動検出装置15内におけるマイクロコンピュータの記録手段に記録された後、測定開始指令送受信装置13内における振動データ記録部に転送される。測定開始指令送受信装置13は、アンテナ14から電波を送信した状態で保持される。
The detection data detected by each
その後、車両進行方向前方に設置されたデータ収集装置45の近傍を、測定開始指令送受信装置13が通過時、データ収集装置45は無線により検出データおよびIDを受信し収集する。あるいはデータ収集装置45の近傍を測定開始指令送受信装置13が通過時、データ収集装置45からのデータ伝送指令を受けたタイミングで、前記測定開始指令送受信装置13は検出データおよびIDを伝送しても良い。
Thereafter, when the measurement start command transmission /
以上説明した鉄道車両用軸受異常検知装置によれば、継ぎ目等一定値以上の振動検出値を基準として、以後転がり軸受17の振動測定を開始するため、振動測定開始のための指令装置等を別途設ける必要がない。よって装置全体の構成を簡単化でき、コスト低減を図ることができる。
According to the railway vehicle bearing abnormality detection device described above, since a vibration measurement value of the rolling
また振動検出装置15は、継ぎ目等一定値以上の検出値よりも後に検出される検出値を転がり軸受17の振動データとして取り込むことにより、軸受異常に起因する振動波形以外の余分の振動波形が現れないため、軸受異常に起因する振動波形である検出データが明確になる。したがって、走行レール20の継ぎ目等を通過することに起因する振動波形を除外して鉄道車両用の軸受17の異常判定を正確に行うことができる。
Further, the
データ収集装置45は、検出データ送信装置である測定開始指令送受信装置13から送信された検出データを受信して収集するため、例えば、有線や記録メディア等でのデータ伝送に比べて、電線の付帯工事やデータの取り出し作業を必要としない。したがって、検出データを簡易に取り出すことができるうえ、コスト低減を図ることができる。検出データは、子機セット毎に関連付けられたIDと共にデータ収集装置45に収集されるため、いずれの軸箱3に組み込まれた転がり軸受17が異常であるか直ぐに特定することができる。
The
他の実施形態について説明する。
以下の説明においては、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
Another embodiment will be described.
In the following description, the same reference numerals are given to the portions corresponding to the matters described in the preceding forms in each embodiment, and the overlapping description is omitted. When only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as those described in advance unless otherwise specified. The same effect is obtained from the same configuration. Not only the combination of the parts specifically described in each embodiment, but also the embodiments can be partially combined as long as the combination does not hinder.
図9は、他の実施形態に係る軸受異常検知装置による振動測定例を示す図である。この例では、鉄道車両1の走行範囲内にポイント部Ptが2箇所設けられ、その間に1台の車両1が入る場合を示す。先頭車両台車の最初の軸箱が走行レール20の1箇所目のポイント部Ptを通過した後、前記軸箱の六角ボルトに取り付けた、第1の子機セット5Aの振動測定装置が最初の軸受の振動を測定する。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of vibration measurement by a bearing abnormality detection device according to another embodiment. In this example, two point portions Pt are provided in the travel range of the railway vehicle 1 and one vehicle 1 enters between them. After the first axle box of the leading vehicle bogie passes the first point portion Pt of the traveling
この場合、図8同様、第1の子機セット5A→第2の子機セット5B→第3の子機セット5C→第4の子機セット5Dの順で検出開始信号を送信し各振動検出対象の測定を開始するように設定する。また、後続車両1における第5の子機セット5Eは、1箇所目のポイント部Ptを通過した後、測定を開始し、第6の子機セット5Fに検出開始信号を送信するように設定する。このように設定することで、各子機セット5A〜5Fの測定が走行レール20に沿った略近い位置で行われる。
In this case, as in FIG. 8, a detection start signal is transmitted in the order of the
なお1箇所目のポイント部Ptを通過し、軸受の振動を測定した各子機セット5A〜5Fは、その後、2箇所目のポイント部Ptを通過するが、1箇所目のポイント部Ptを通過後に軸受の振動を測定しているので、2箇所目のポイント部Ptを通過後には軸受の振動を測定しない。 In addition, each subunit | mobile_unit set 5A-5F which passed the 1st point part Pt and measured the vibration of the bearing passes the 2nd point part Pt after that, but passes the 1st point part Pt. Since the vibration of the bearing is measured later, the vibration of the bearing is not measured after passing through the second point portion Pt.
各々の子機セット5A〜5Fが軸受振動を測定するときは、所定の走行速度および走行レール20の継ぎ目やポイント部Ptに掛からず外乱振動の影響を受けない位置となるように設定する。また、鉄道車両1を、例えば、駆動モータにより一定の車速にした後、前記駆動モータを非通電状態にして鉄道車両1を慣性力で走行させるとなお良い。この場合、各転がり軸受17(図5)の振動を検出するとき、前記駆動モータが発する電磁ノイズを振動測定装置が受ける心配がなくなる。
When each of the handset sets 5A to 5F measures bearing vibration, it is set so that it is not affected by disturbance vibration without being hit by a predetermined traveling speed and the joint of the traveling
データ収集装置45に記録された軸受振動データは、IDと共に電話回線等の無線を介して、図3に示すように、記憶手段であるデータ蓄積サーバ46に転送される。このデータ蓄積サーバ46内において、軸受振動データのIDと、軸受型番、軸箱、車両番号、および測定日との関係を、前記軸受振動データと対応させて記憶する。データ蓄積サーバ46内に保存された軸受振動データおよびIDは、例えば、無線LAN,Wi-Fi,Bluetooth(登録商標),ZigBeeモジュール等を利用して解析装置6に伝送し得る。
The bearing vibration data recorded in the
各子機セットの測定開始指令送受信装置に振動測定開始手段を設けたが、この例に限定されるものではない。例えば、振動測定開始手段を各子機セットの振動検出装置に設けても良い。 Although the vibration measurement start means is provided in the measurement start command transmission / reception device of each slave unit set, it is not limited to this example. For example, vibration measurement starting means may be provided in the vibration detection device of each slave unit set.
1…鉄道車両
2…台車
3…軸箱
6…解析装置
13…測定開始指令送受信装置(検出データ送信装置)
15…振動検出装置
17…転がり軸受
45…データ収集装置
46…データ蓄積サーバ(記憶手段)
50…診断部
51…記憶部
52…表示部
53…振動測定開始手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
DESCRIPTION OF
50 ...
Claims (7)
前記転がり軸受の振動、および外乱振動のいずれか一方または両方を検出する振動検出装置と、
この振動検出装置の検出値を監視し、前記検出値が定められた一定値以上であることを判断すると、前記転がり軸受の振動測定を開始する振動測定開始手段と、
この取り込んだ振動データから前記転がり軸受の異常を判断する解析装置と、
を有することを特徴とする鉄道車両用軸受異常検知装置。 A railway vehicle bearing abnormality detection device that detects an abnormality of a plurality of rolling bearings incorporated in an axle box provided on a railway vehicle carriage,
A vibration detecting device for detecting either one or both of vibration of the rolling bearing and disturbance vibration;
When monitoring the detection value of the vibration detection device and determining that the detection value is equal to or greater than a predetermined value, vibration measurement starting means for starting vibration measurement of the rolling bearing;
An analyzer for judging abnormality of the rolling bearing from the captured vibration data;
A bearing abnormality detecting device for railway vehicles, comprising:
前記鉄道車両が走行する走行レールの近傍に設置され、前記検出データ送信装置から送信された検出データを受信して収集するデータ収集装置と、
をさらに設けた鉄道車両用軸受異常検知装置。 In the railway vehicle bearing abnormality detection device according to claim 1, a detection data transmission device that transmits detection data detected by the vibration detection device;
A data collection device that is installed in the vicinity of a traveling rail on which the railway vehicle travels, receives and collects detection data transmitted from the detection data transmission device, and
A railway vehicle bearing abnormality detection device further provided.
前記解析装置は、
前記検出データを周波数解析した解析値が、設定した振動に関する閾値以上のとき軸受の異常と診断し、閾値未満のとき軸受が正常と診断する診断部と、
この診断部で診断した解析結果を記憶する記憶部と、
前記診断部で診断した解析結果を表示する表示部と、
を有し、
前記データ蓄積サーバに、前記診断部で診断した解析結果を前記IDと共に伝送する鉄道車両用軸受異常検知装置。 The bearing abnormality detecting device for a railway vehicle according to claim 4,
The analysis device includes:
A diagnosis unit that diagnoses a bearing abnormality when the analysis value obtained by frequency analysis of the detection data is equal to or greater than a set threshold value for vibration, and diagnoses that the bearing is normal when less than the threshold value;
A storage unit for storing the analysis result diagnosed by the diagnosis unit;
A display unit for displaying the analysis result diagnosed by the diagnostic unit;
Have
A bearing abnormality detecting device for a railway vehicle that transmits an analysis result diagnosed by the diagnostic unit together with the ID to the data storage server.
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2014
- 2014-10-02 JP JP2014203977A patent/JP2016075479A/en active Pending
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