JP2016197062A - General-purpose deterioration curve creation method, machine life predication method, general-purpose deterioration curve creation program, and machine life prediction program - Google Patents

General-purpose deterioration curve creation method, machine life predication method, general-purpose deterioration curve creation program, and machine life prediction program Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a general-purpose deterioration curve creation method for evaluating the deterioration state of a rotary machine on the basis of the measurement of wear particles in lubricating oil and a machine life prediction method for predicting the remaining life of the rotary machine by using the general-purpose deterioration curve creation method.SOLUTION: A genera-purpose deterioration curve creation method for evaluating the deterioration state of a rotary machine having a bearing to be operated in lubricating oil includes: a drive step of rotating a shaft body by using a test machine 1 comprising a shaft body 3 and a bearing 2 for rotating the shaft body in lubricating oil 4 by applying a load L; a measurement step of measuring the number of wear particles in the lubricating oil, and calculating a deterioration state value based on the number of the wear particles; a deterioration state value collection step of repeatedly measuring the number of wear particles, and collecting the deterioration state values of each time; and a general-purpose curve creation step of creating a change in the collected deterioration state values as a general-purpose deterioration curve.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、潤滑油中で稼働される軸受を備える回転機械の劣化状態を評価する汎用劣化曲線作成方法及びプログラム、並びに汎用劣化曲線に基づいて回転機械の余寿命を予測する機械寿命予測方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to a general-purpose deterioration curve creation method and program for evaluating the deterioration state of a rotating machine equipped with a bearing operated in lubricating oil, and a machine life prediction method for predicting the remaining life of a rotating machine based on the general-purpose deterioration curve and Regarding the program.

従来、発電所や工場等で使用されている主要設備は、高経年化に伴う設備の安全性と信頼性の確保、更に保守コストの低減のために、保全手法の高度化と最適化が求められている。主要設備の中でも、例えば発電に用いられる回転機械は、直接発電出力に影響することから健全性の確保が重要となる。そのため、様々な設備診断法を用いて状態監視が行われているが、回転機械の健全性を評価する診断技術には、振動法による管理以外に有効な手法がないのが現状である。
このような状況にあって、近年、有効な機械設備の診断方法の一つとして、トライボロジー(摩擦・摩耗工学)を活用した診断手法(以下、「トライボ診断」という。)が行われている。機械設備の劣化や故障の多くは焼付きや摩耗に起因しているため、潤滑油中の摩耗粒子や潤滑油の性状を分析することで、機械設備の健全性を総合的に診断できる精密診断法である。
このような機械の潤滑油の性状による精密診断のためには、公知の粒子計数方法や粒子計数装置(「パーティクルカウンタ」とも呼ばれる。)を使用し得る。例えば、特許文献1に記載されている粒子計数装置は、光を照射したときの遮断光及び散乱光を測定することにより、液体(潤滑油)中の粒子の形状、サイズ等を識別すると共に粒子の個数を計数している。
Conventionally, the main equipment used in power plants and factories requires advanced and optimized maintenance methods in order to ensure the safety and reliability of equipment with aging and to reduce maintenance costs. It has been. Among major facilities, for example, rotating machinery used for power generation directly affects the power generation output, so ensuring soundness is important. For this reason, state monitoring is performed using various equipment diagnostic methods, but there are currently no effective methods other than the management by the vibration method in the diagnostic technology for evaluating the soundness of rotating machinery.
Under such circumstances, in recent years, a diagnostic method utilizing tribology (friction / wear engineering) (hereinafter referred to as “tribo diagnosis”) has been performed as one of the effective diagnosis methods for mechanical equipment. Since many deteriorations and failures of machinery and equipment are caused by seizure and wear, precise diagnosis that can comprehensively diagnose the soundness of machinery and equipment by analyzing the properties of wear particles and lubricating oil in the lubricating oil Is the law.
A known particle counting method or a particle counting device (also referred to as “particle counter”) can be used for such a precise diagnosis based on the properties of the lubricating oil of the machine. For example, the particle counter described in Patent Document 1 identifies the shape, size, etc. of particles in a liquid (lubricating oil) by measuring blocking light and scattered light when irradiated with light and particles. Is counted.

特開2015−31665号公報JP2015-31665A

従来、回転機械等の設備について精密なトライボ診断を行うには長時間を要するため、連続的な監視が困難であるという問題があった。また、機械設備から採取した潤滑油を分析・評価するには熟練者の高度な知識が必要とされ、診断コストがかかるという問題があった。
一方、特許文献1に記載されているような粒子計数装置を適用すれば、オンラインで潤滑油中の粒子数(摩耗粒子数)を連続的に計測することが可能である。しかし、従来、潤滑油中の摩耗粒子を計測することによって回転機械の劣化状態を評価する手法は確立されていなかった。
そこで、潤滑油中の摩耗粒子の増加傾向と回転機械の劣化状態との相関を明らかにし、広く回転機械に適用することができれば、回転機械の劣化状態の一次診断を行うことができる。そして、その一次診断によって、回転機械の予測外のトラブルを早期発見することが可能となり、精密なトライボ診断が必要であるか否かをスクリーニングすることが可能になる。更に、回転機械の安全性と信頼性の確保、保守手法の最適化、保守コストの低減が期待される。
Conventionally, since it takes a long time to perform precise tribo diagnosis on facilities such as rotating machines, there has been a problem that continuous monitoring is difficult. Further, in order to analyze and evaluate the lubricating oil collected from the mechanical equipment, there is a problem that a high level of knowledge of a skilled worker is required and the diagnostic cost is high.
On the other hand, if a particle counter as described in Patent Document 1 is applied, the number of particles (number of wear particles) in the lubricating oil can be continuously measured online. However, conventionally, a method for evaluating the deterioration state of a rotating machine by measuring wear particles in the lubricating oil has not been established.
Therefore, if the correlation between the increasing tendency of the wear particles in the lubricating oil and the deterioration state of the rotating machine is clarified and can be widely applied to the rotating machine, a primary diagnosis of the deterioration state of the rotating machine can be performed. The primary diagnosis makes it possible to detect unexpected troubles in the rotating machine at an early stage, and it is possible to screen whether a precise tribo diagnosis is necessary. Furthermore, ensuring the safety and reliability of rotating machines, optimizing maintenance methods, and reducing maintenance costs are expected.

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、潤滑油中の摩耗粒子の計測に基づいて回転機械の劣化状態を評価するための汎用劣化曲線を作成する汎用劣化曲線作成方法及びプログラム、並びにその汎用劣化曲線に基づいて回転機械の寿命を予測する機械寿命予測方法及びプログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above situation, and a general-purpose deterioration curve creation method and program for creating a general-purpose deterioration curve for evaluating the deterioration state of a rotating machine based on the measurement of wear particles in lubricating oil, Another object of the present invention is to provide a machine life prediction method and program for predicting the life of a rotating machine based on the general-purpose deterioration curve.

本発明は、以下の通りである。
1.潤滑油中で稼働される軸受を備える回転機械の劣化状態を評価するための汎用劣化曲線作成方法であって、軸体及び前記回転機械と同一素材の軸受を備え、前記軸受に所定の荷重を与えて前記軸体を潤滑油中で回転させる試験機を使用し、前記試験機の前記軸体を所定の回転数で回転させる駆動ステップと、前記潤滑油中の摩耗粒子数を計測し、その摩耗粒子数に基づく劣化状態値を算出する計測ステップと、前記駆動ステップにより前記軸体の回転を開始させた後、繰り返し前記計測ステップにより前記摩耗粒子数を計測させ、各回の前記劣化状態値を収集する劣化状態値収集ステップと、前記劣化状態値収集ステップにより収集された前記劣化状態値が第1の値以上となってから第2の値になるまでの経過時間に対する前記劣化状態値の変化を汎用劣化曲線として作成する汎用劣化曲線作成ステップと、を備え、前記汎用劣化曲線は、時間が前記経過時間に基づいて無次元量化され、且つ前記劣化状態値が前記第1の値及び前記第2の値に基づき無次元量化されていることを特徴とする汎用劣化曲線作成方法。
2.前記劣化状態値は、単位油量当りの前記摩耗粒子の数、その単位時間当りの増加数、及びその増加率のうちの1つである前記1.記載の汎用劣化曲線作成方法。
3.前記回転機械の軸受はすべり軸受である前記1.又は2.に記載の汎用劣化曲線作成方法。
4.前記回転機械の軸受は転がり軸受である前記1.又は2.に記載の汎用劣化曲線作成方法。
5.前記1.乃至4.のいずれかに記載の汎用劣化曲線作成方法により作成された前記汎用劣化曲線を用いて回転機械の余寿命を予測する機械寿命予測方法であって、前記回転機械に備えられた軸受の潤滑油中の摩耗粒子数を計測し、その摩耗粒子数に基づく劣化状態値を算出する実機計測ステップと、前記実機計測ステップを2回以上行い、各回で算出された前記劣化状態値を前記汎用劣化曲線に対応させることにより、前記劣化状態値が所定の値に至るまでの時間を余寿命として算定する寿命算定ステップと、を備えることを特徴とする機械寿命予測方法。
6.前記劣化状態値は、単位油量当りの前記摩耗粒子の数、その単位時間当りの増加数、及びその増加率のうちの1つである前記5.記載の機械寿命予測方法。
7.前記回転機械の軸受はすべり軸受である前記5.又は6.に記載の機械寿命予測方法。
8.前記回転機械の軸受は転がり軸受である前記5.又は6.に記載の機械寿命予測方法。
9.潤滑油中で稼働される軸受を備える回転機械の劣化状態を評価するための汎用劣化曲線作成プログラムであって、軸体及び前記回転機械と同一素材の軸受を備え、前記軸受に所定の荷重を与えて前記軸体を潤滑油中で回転させる試験機を使用し、前記潤滑油中の摩耗粒子数を計測し、その摩耗粒子数に基づく劣化状態値を算出する計測機能と、前記軸体の回転が開始された後、繰り返し前記計測機能により前記摩耗粒子数を計測させ、各回の前記劣化状態値を収集する劣化状態値収集機能と、前記劣化状態値収集機能により収集された前記劣化状態値が第1の値以上となってから第2の値になるまでの経過時間に対する前記劣化状態値の変化を汎用劣化曲線として作成する汎用劣化曲線作成機能と、をコンピュータに実現させ、前記汎用劣化曲線は、時間が前記経過時間に基づいて無次元量化され、且つ前記劣化状態値が前記第1の値及び前記第2の値に基づき無次元量化されていることを特徴とする汎用劣化曲線作成プログラム。
10.前記劣化状態値は、単位油量当りの前記摩耗粒子の数、その単位時間当りの増加数、及びその増加率のうちの1つである前記9.記載の汎用劣化曲線作成プログラム。
11.前記回転機械の軸受はすべり軸受である前記9.又は10.に記載の汎用劣化曲線作成プログラム。
12.前記回転機械の軸受は転がり軸受である前記9.又は10.に記載の汎用劣化曲線作成プログラム。
13.前記1.乃至4.のいずれかに記載の汎用劣化曲線作成方法により作成された前記汎用劣化曲線を用いて回転機械の余寿命を予測する機械寿命予測プログラムであって、前記回転機械に備えられた軸受の潤滑油中の摩耗粒子数を計測し、その摩耗粒子数に基づく劣化状態値を算出する実機計測機能と、前記実機計測機能による計測を2回以上行わせ、各回で算出された前記劣化状態値を前記汎用劣化曲線に対応させることにより、前記劣化状態値が所定の値に至るまでの時間を余寿命として算定する寿命算定機能と、をコンピュータに実現させることを特徴とする機械寿命予測プログラム。
14.前記劣化状態値は、単位油量当りの前記摩耗粒子の数、その単位時間当りの増加数、及びその増加率のうちの1つである前記13.記載の機械寿命予測プログラム。
15.前記回転機械の軸受はすべり軸受である前記13.又は14.に記載の機械寿命予測プログラム。
18.前記回転機械の軸受は転がり軸受である前記13.又は14.に記載の機械寿命予測プログラム。
The present invention is as follows.
1. A general-purpose deterioration curve creation method for evaluating a deterioration state of a rotary machine including a bearing operated in a lubricating oil, comprising a shaft body and a bearing made of the same material as the rotary machine, and applying a predetermined load to the bearing And using a test machine that rotates the shaft body in lubricating oil, measuring the number of wear particles in the lubricating oil, a driving step of rotating the shaft body of the test machine at a predetermined rotation speed, A measurement step for calculating a deterioration state value based on the number of wear particles, and after starting the rotation of the shaft body by the driving step, the wear particle number is repeatedly measured by the measurement step, and the deterioration state value of each time is calculated. Degradation state value collection step to collect, and the deterioration state value for the elapsed time from when the deterioration state value collected by the deterioration state value collection step becomes equal to or greater than a first value until becoming a second value A general-purpose deterioration curve creating step of creating a general-purpose deterioration curve as a general-purpose deterioration curve, wherein the general-purpose deterioration curve is timelessly quantified based on the elapsed time, and the deterioration state value is the first value and the A general-purpose deterioration curve creation method, characterized in that it is dimensionlessly quantified based on a second value.
2. The deterioration state value is one of the number of the wear particles per unit oil amount, the increase number per unit time, and the increase rate thereof. General purpose deterioration curve creation method described.
3. The bearing of the rotating machine is a plain bearing. Or 2. General-purpose deterioration curve creation method described in 1.
4). The bearing of the rotary machine is a rolling bearing. Or 2. General-purpose deterioration curve creation method described in 1.
5. 1 above. To 4. A machine life prediction method for predicting the remaining life of a rotating machine using the general-purpose deterioration curve created by the general-purpose deterioration curve creating method according to any one of the above, and in a lubricating oil of a bearing provided in the rotating machine The actual machine measurement step of measuring the number of wear particles and calculating the deterioration state value based on the number of wear particles and the actual machine measurement step are performed twice or more, and the deterioration state value calculated each time is used as the general-purpose deterioration curve. A machine life prediction method comprising: a life calculation step of calculating a time until the deterioration state value reaches a predetermined value as a remaining life by making it correspond.
6). The deterioration state value is one of the number of the wear particles per unit oil amount, the increase number per unit time, and the increase rate thereof. The machine life prediction method described.
7). The bearing of the rotating machine is a slide bearing. Or 6. The machine life prediction method described in 1.
8). The bearing of the rotating machine is a rolling bearing. Or 6. The machine life prediction method described in 1.
9. A general-purpose deterioration curve creation program for evaluating a deterioration state of a rotating machine having a bearing operated in lubricating oil, comprising a shaft body and a bearing made of the same material as the rotating machine, and applying a predetermined load to the bearing A measuring function for measuring the number of wear particles in the lubricating oil and calculating a deterioration state value based on the number of wear particles, After the rotation is started, the wear particle number is repeatedly measured by the measurement function, and the deterioration state value collecting function for collecting the deterioration state value each time and the deterioration state value collected by the deterioration state value collecting function A general-purpose deterioration curve creating function for creating a general-purpose deterioration curve as a general-purpose deterioration curve for the change of the deterioration state value with respect to the elapsed time from when the value becomes equal to or greater than the first value to the second value, and the general-purpose deterioration The line is dimensionlessly quantified based on the elapsed time, and the degradation state value is dimensionlessly quantified based on the first value and the second value. program.
10. The deterioration state value is one of the number of the wear particles per unit oil amount, the increase number per unit time, and the increase rate thereof. General purpose deterioration curve creation program.
11. The bearing of the rotating machine is a plain bearing. Or 10. General purpose deterioration curve creation program described in 1.
12 The bearing of the rotary machine is a rolling bearing. Or 10. General purpose deterioration curve creation program described in 1.
13. 1 above. To 4. A machine life prediction program for predicting the remaining life of a rotating machine using the general-purpose deterioration curve created by the general-purpose deterioration curve creating method according to any one of the above, and in a lubricating oil of a bearing provided in the rotating machine The actual machine measurement function that measures the number of wear particles and calculates the deterioration state value based on the wear particle number and the measurement by the actual machine measurement function are performed twice or more, and the deterioration state value calculated each time is used as the general purpose A machine life prediction program for causing a computer to realize a life calculation function for calculating a time until the deterioration state value reaches a predetermined value as a remaining life by making it correspond to a deterioration curve.
14 The deterioration state value is one of the number of the wear particles per unit oil amount, the increase number per unit time, and the increase rate thereof. The machine life prediction program described.
15. The bearing of the rotating machine is a slide bearing. Or 14. Machine life prediction program described in 1.
18. The bearing of the rotating machine is a rolling bearing. Or 14. Machine life prediction program described in 1.

本発明の汎用劣化曲線作成方法によれば、軸体及び軸受を備え、軸受に所定の荷重を与えて軸体を潤滑油中で回転させる試験機を使用し、試験機を所定の回転数で回転させる駆動ステップと、潤滑油中の摩耗粒子数を計測し、その摩耗粒子数に基づく劣化状態値を算出する計測ステップと、繰り返し前記計測ステップにより摩耗粒子数を計測させ、各回の劣化状態値を収集する劣化状態値収集ステップと、収集された劣化状態値が第1の値以上となってから第2の値になるまでの経過時間に対する劣化状態値の変化を汎用劣化曲線として作成する汎用劣化曲線作成ステップと、を備えるため、潤滑油中の摩耗粒子数をオンラインで連続的に計測することが可能であり、計測された摩耗粒子数に基づいて算出される劣化状態値の時間的変化を、汎用劣化曲線として作成することができる。その汎用劣化曲線は、軸受の劣化状態と対応するため、回転機械の劣化状態を評価する指標とすることができる。そして、汎用劣化曲線は、時間軸が無次元量化され、且つ劣化状態値が無次元量化されるため、回転機械毎の稼働条件や、軸受のサイズ、潤滑油量等の相違がある場合にも劣化状態の評価に適用することができる。
本汎用劣化曲線作成方法により、極めて短時間で汎用劣化曲線を作成することができる。そして、汎用劣化曲線は、様々な条件で実際に稼働する回転機械の劣化状態を診断するための指標として用いることができ、回転機械の劣化状態を一元管理することが可能になる。また、汎用劣化曲線を用いた診断によって、稼働中の回転機械の予測外のトラブルを早期発見することが可能となり、精密なトライボ診断が必要であるか否かをスクリーニングすることが可能になる。更に、回転機械の安全性と信頼性の確保、保守手法の最適化、保守コストの低減を図ることができる。
According to the method for creating a general-purpose deterioration curve of the present invention, a test machine that includes a shaft body and a bearing, applies a predetermined load to the bearing, and rotates the shaft body in the lubricating oil is used. A driving step for rotating, a measuring step for measuring the number of wear particles in the lubricating oil, and calculating a deterioration state value based on the number of wear particles, and repeatedly measuring the number of wear particles by the measurement step, and a deterioration state value for each time A deterioration state value collection step for collecting the deterioration state value and a general purpose deterioration curve for a change in deterioration state value with respect to an elapsed time from when the collected deterioration state value becomes equal to or higher than the first value until the second value is reached. A deterioration curve generation step, so that it is possible to continuously measure the number of wear particles in the lubricating oil online, and the temporal change in the deterioration state value calculated based on the measured number of wear particles The It is possible to create as use deterioration curve. Since the general-purpose deterioration curve corresponds to the deterioration state of the bearing, it can be used as an index for evaluating the deterioration state of the rotating machine. The general-purpose deterioration curve is dimensionless in the time axis and dimensionless in the deterioration state value, so there are differences in operating conditions for each rotating machine, bearing size, lubricating oil amount, etc. It can be applied to the evaluation of the deterioration state.
By this general-purpose deterioration curve creation method, a general-purpose deterioration curve can be created in an extremely short time. The general-purpose deterioration curve can be used as an index for diagnosing the deterioration state of the rotating machine that actually operates under various conditions, and the deterioration state of the rotating machine can be managed in an integrated manner. In addition, the diagnosis using the general-purpose deterioration curve makes it possible to detect an unexpected trouble of the rotating machine in operation at an early stage, and to screen whether a precise tribo diagnosis is necessary. Furthermore, the safety and reliability of the rotating machine can be ensured, the maintenance method can be optimized, and the maintenance cost can be reduced.

前記劣化状態値は、単位油量当りの前記摩耗粒子の数、その単位時間当りの増加数、及びその増加率のうちの1つである場合には、容易に劣化状態値を算出することができ、軸受の劣化状態を評価するための指標を適宜選択することができる。
前記回転機械の軸受はすべり軸受である場合には、すべり軸受の摩耗劣化状態を汎用劣化曲線によって評価可能にすることができる。
前記回転機械の軸受は転がり軸受である場合には、転がり軸受の疲労劣化状態を汎用劣化曲線によって評価可能にすることができる。
When the deterioration state value is one of the number of wear particles per unit oil amount, the increase number per unit time, and the increase rate, the deterioration state value can be easily calculated. It is possible to appropriately select an index for evaluating the deterioration state of the bearing.
When the bearing of the rotating machine is a slide bearing, the wear deterioration state of the slide bearing can be evaluated by a general-purpose deterioration curve.
When the bearing of the rotating machine is a rolling bearing, the fatigue deterioration state of the rolling bearing can be evaluated by a general-purpose deterioration curve.

本発明の機械寿命予測方法によると、前記汎用劣化曲線作成方法により作成された汎用劣化曲線を用いて回転機械の余寿命を予測する機械寿命予測方法であって、前記回転機械に備えられた軸受の潤滑油中の摩耗粒子数を計測し、その摩耗粒子数に基づく劣化状態値を算出する実機計測ステップと、前記実機計測ステップを2回以上行い、各回で算出された劣化状態値を汎用劣化曲線に対応させることにより、劣化状態値が所定の値に至るまでの時間を寿命として算定する寿命算定ステップと、を備えるため、軸受の潤滑油中の摩耗粒子数を計測してその変化を監視し、汎用劣化曲線に照らし合わせることによって、実際に稼働する回転機械の劣化状態を評価することができる。そして、回転機械の軸受が使用限界に至るまでの時間を、回転機械の余寿命として算定することができる。
前記劣化状態値は、単位油量当りの前記摩耗粒子の数、その単位時間当りの増加数、及びその増加率のうちの1つである場合には、実際に稼働する回転機械において計測される摩耗粒子数から容易に劣化状態値を算出することができ、実際の軸受の余寿命を算定するための指標を適宜選択することができる。
前記回転機械の軸受はすべり軸受である場合には、実際に稼働するすべり軸受の摩耗劣化状態を汎用劣化曲線によって評価可能にすると共に、その余寿命を算定することができる。
前記回転機械の軸受は転がり軸受である場合には、実際に稼働する転がり軸受の疲労劣化状態を汎用劣化曲線によって評価可能にすると共に、その余寿命を算定することができる。
According to the mechanical life prediction method of the present invention, a mechanical life prediction method for predicting the remaining life of a rotating machine using the general-purpose deterioration curve created by the general-purpose deterioration curve creating method, the bearing provided in the rotating machine The actual machine measurement step for measuring the number of wear particles in the lubricating oil and calculating the deterioration state value based on the number of wear particles and the actual machine measurement step are performed twice or more, and the deterioration state value calculated each time is general-purpose deterioration. By measuring the number of wear particles in the lubricating oil of the bearing and monitoring the change, the life calculation step for calculating the time until the deterioration state value reaches a predetermined value as the life is provided. In addition, the deterioration state of the rotating machine that actually operates can be evaluated by checking the general-purpose deterioration curve. Then, the time until the bearing of the rotating machine reaches the use limit can be calculated as the remaining life of the rotating machine.
When the deterioration state value is one of the number of the wear particles per unit oil amount, the increase number per unit time, and the increase rate thereof, the deterioration state value is measured in a rotating machine that actually operates. The deterioration state value can be easily calculated from the number of wear particles, and an index for calculating the actual remaining life of the bearing can be appropriately selected.
When the bearing of the rotating machine is a slide bearing, the wear deterioration state of the actually operating slide bearing can be evaluated by a general-purpose deterioration curve, and the remaining life can be calculated.
When the bearing of the rotating machine is a rolling bearing, it is possible to evaluate the fatigue deterioration state of the actually operating rolling bearing by a general-purpose deterioration curve and to calculate the remaining life.

本発明の汎用劣化曲線作成プログラムによれば、前記汎用劣化曲線作成方法を行うために好適な機能をコンピュータ上に実現することができる。
本発明の機械寿命予測プログラムによれば、前記機械寿命予測方法を行うために好適な機能をコンピュータ上に実現することができる。
According to the general-purpose deterioration curve creation program of the present invention, a function suitable for performing the general-purpose deterioration curve creation method can be realized on a computer.
According to the machine life prediction program of the present invention, a function suitable for performing the machine life prediction method can be realized on a computer.

汎用劣化曲線の作成を行うための試験機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the testing machine for producing a general purpose deterioration curve. すべり軸受における摩擦係数の経時変化を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the time-dependent change of the friction coefficient in a slide bearing. 摩擦係数、摩耗粒子数及び摩耗粒子増加率を同時に計測した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having measured a friction coefficient, the number of wear particles, and the wear particle increase rate simultaneously. 無次元化した時間に対する摩耗粒子増加率の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the wear particle increase rate with respect to the time made dimensionless. 汎用劣化曲線作成プログラムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a general purpose deterioration curve creation program. 余寿命の算定方法を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the calculation method of a remaining life. 余寿命の算出例である。It is an example of calculation of remaining life. 機械寿命予測プログラムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a machine life prediction program. すべり軸受を対象とする試験機の具体な構成を示す図である。It is a figure which shows the specific structure of the testing machine which makes a slide bearing object. すべり軸受の加速試験結果を示すグラフである。It is a graph which shows the acceleration test result of a slide bearing. すべり軸受の摩擦係数と摩耗粒子増加率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the friction coefficient of a slide bearing, and a wear particle increase rate. すべり軸受の加速試験によって作成された汎用劣化曲線を示すグラフである。It is a graph which shows the general purpose deterioration curve created by the acceleration test of the slide bearing. すべり軸受を備える実機における摩耗粒子数の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the number of wear particles in an actual machine provided with a slide bearing. 前図から求められた摩耗粒子増加率と汎用劣化曲線を示すグラフである。It is a graph which shows the wear particle increase rate calculated | required from the previous figure, and a general purpose deterioration curve. 転がり軸受を対象とする試験機の具体な構成を示す図である。It is a figure which shows the specific structure of the testing machine which makes a rolling bearing object. 転がり軸受の加速試験の結果(摩耗粒子数)を示すグラフである。It is a graph which shows the result (the number of wear particles) of the acceleration test of a rolling bearing. 転がり軸受の加速試験の結果(摩耗粒子増加率)を示すグラフである。It is a graph which shows the result (wear particle increase rate) of the acceleration test of a rolling bearing. 転がり軸受の加速試験によって作成された汎用劣化曲線を示すグラフである。It is a graph which shows the general purpose deterioration curve created by the acceleration test of the rolling bearing. 別の転がり軸受の摩耗粒子増加率と汎用劣化曲線を示すグラフである。It is a graph which shows the wear particle increase rate of another rolling bearing, and a general purpose deterioration curve.

1.汎用劣化曲線作成方法及び汎用劣化曲線作成プログラム
本実施形態に係る汎用劣化曲線作成方法は、潤滑油中で稼働される軸受を備える回転機械(実機)の劣化状態を評価する汎用劣化曲線を作成するために、軸体(3)及び前記回転機械と同一素材の軸受(2)を備え、軸受(2)に所定の荷重(L)を与えて軸体(3)を潤滑油(4)中で回転させる試験機(1)を使用して、潤滑油(4)中の摩耗粒子数の計測を行う。
1. General-purpose deterioration curve creation method and general-purpose deterioration curve creation program The general-purpose deterioration curve creation method according to the present embodiment creates a general-purpose deterioration curve for evaluating the deterioration state of a rotating machine (actual machine) having a bearing operated in lubricating oil. Therefore, the shaft body (3) and the bearing (2) made of the same material as the rotary machine are provided, and a predetermined load (L) is applied to the bearing (2) so that the shaft body (3) is placed in the lubricating oil (4). Using the rotating testing machine (1), the number of wear particles in the lubricating oil (4) is measured.

図1は、上記試験機1(1A、1B)の構成を模式的に表した図である。同図(a)はすべり軸受を対象として摩擦試験を行う試験機1Aである。本例は、断面が矩形の試験軸受2Aに円盤型の試験軸体3Aを接触させて試験を行う、いわゆるブロック・オン・ディスク型と呼ぶ試験機である。試験軸受2Aは回転機械の軸受に相当し、試験軸体3Aは回転機械の軸体に相当する。試験軸受2Aはベース9上に固定されており、少なくとも試験軸受2Aと試験軸体3Aとの接触面は、潤滑油4中に浸漬されている。
試験軸体3Aは、設定された任意の回転数(例えば、0〜1800rpm)で回転し、試験軸受2Aと試験軸体3Aとの接触面に、任意の荷重Lがかけられる。荷重Lの大きさ及び方向は特に限定されない。本例においては、回転軸に直角の方向に任意の大きさのラジアル荷重L(例えば、0〜1000N)がかけられるようにされている。
FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of the testing machine 1 (1A, 1B). FIG. 1A shows a testing machine 1A that performs a friction test on a sliding bearing. This example is a so-called block-on-disk type testing machine that performs a test by bringing a disk-shaped test shaft 3A into contact with a test bearing 2A having a rectangular cross section. The test bearing 2A corresponds to a bearing of a rotating machine, and the test shaft body 3A corresponds to a shaft body of the rotating machine. The test bearing 2 </ b> A is fixed on the base 9, and at least the contact surface between the test bearing 2 </ b> A and the test shaft body 3 </ b> A is immersed in the lubricating oil 4.
The test shaft body 3A rotates at a set arbitrary number of rotations (for example, 0 to 1800 rpm), and an arbitrary load L is applied to the contact surface between the test bearing 2A and the test shaft body 3A. The magnitude | size and direction of the load L are not specifically limited. In this example, a radial load L (for example, 0 to 1000 N) of an arbitrary size is applied in a direction perpendicular to the rotation axis.

同図(b)は、転がり軸受を対象として疲労試験を行う試験機1Bを表している。本例の試験機1Bは、ベース9上に上下に分割されたハウジング92が設置されており、試験軸受(転がり軸受)2Bが上下2つのハウジング92に挟まれて固定されている。試験軸受2Bに支持されて試験軸体3Bが回転される。少なくとも試験軸受2Bの内輪と外輪の間には、潤滑油4が注入される。
試験軸体3Bは、設定された任意の回転数(例えば、0〜1800rpm)で回転し、試験軸受2Bには、任意の荷重Lがかけられる。荷重Lの大きさ及び方向は特に限定されない。本例においては、上側のハウジング92を介して下向きに任意の大きさのラジアル荷重L(例えば、0〜22kN)がかけられるようにされている。荷重として、回転軸方向に作用するスラスト荷重がかけられてもよい。
上記すべり軸受、転がり軸受のいずれの場合も、回転数や荷重の設定により、軸受の劣化の加速試験とすることができる。
FIG. 2B shows a testing machine 1B that performs a fatigue test on a rolling bearing. In the testing machine 1B of this example, a housing 92 divided into upper and lower parts is installed on a base 9, and a test bearing (rolling bearing) 2B is sandwiched and fixed between two upper and lower housings 92. The test shaft 3B is rotated by being supported by the test bearing 2B. Lubricating oil 4 is injected at least between the inner and outer rings of the test bearing 2B.
The test shaft 3B rotates at a set arbitrary number of rotations (for example, 0 to 1800 rpm), and an arbitrary load L is applied to the test bearing 2B. The magnitude | size and direction of the load L are not specifically limited. In this example, a radial load L (for example, 0 to 22 kN) of an arbitrary size is applied downward through the upper housing 92. A thrust load acting in the direction of the rotation axis may be applied as the load.
In either case of the slide bearing or the rolling bearing, an accelerated test for deterioration of the bearing can be performed by setting the number of rotations and the load.

図1(a)のようにすべり軸受を対象とする場合も、同図(b)のように転がり軸受を対象とする場合も、潤滑油4は流動され、潤滑油4中の摩耗粒子の数は、摩耗粒子計測装置5によって計測される。摩耗粒子計測装置5による摩耗粒子数の計測は、公知の手法(例えば、特許文献1)によって可能である。   The lubricating oil 4 flows and the number of wear particles in the lubricating oil 4 regardless of whether the bearing is a sliding bearing as shown in FIG. 1A or a rolling bearing as shown in FIG. Is measured by the wear particle measuring device 5. Measurement of the number of wear particles by the wear particle measuring device 5 can be performed by a known method (for example, Patent Document 1).

本汎用劣化曲線作成方法は、試験機1(1A、1B)を用いて、試験軸受2(2A、2B)に支持される試験軸体3(3A、3B)を回転させ、潤滑油4中の摩耗粒子数を計測し、計測された摩耗粒子数に基づいて、軸受2の劣化状態を評価するための指標となる劣化状態値を算出し、その劣化状態値の時間的変化から汎用劣化曲線(劣化マスターカーブ)を作成するように構成される。このため、汎用劣化曲線作成方法は、駆動ステップと、計測ステップと、劣化状態値収集ステップと、汎用劣化曲線作成ステップと、を備えている。   In this general-purpose deterioration curve creation method, the test shaft body 3 (3A, 3B) supported by the test bearing 2 (2A, 2B) is rotated using the testing machine 1 (1A, 1B). The number of wear particles is measured, and based on the measured number of wear particles, a deterioration state value serving as an index for evaluating the deterioration state of the bearing 2 is calculated, and a general-purpose deterioration curve ( It is configured to create a deterioration master curve). For this reason, the general-purpose deterioration curve creating method includes a driving step, a measurement step, a deterioration state value collecting step, and a general-purpose deterioration curve creating step.

前記駆動ステップは、試験軸受2に対して所定の荷重Lがかけられた状態において、所定のタイミング及び回転数により、試験軸体3を回転させる。試験軸体3を回転させるとは、試験軸体3の回転を開始させ、回転数を維持又は変化させ、回転を停止させることを含む。   In the driving step, the test shaft 3 is rotated at a predetermined timing and the number of rotations in a state where a predetermined load L is applied to the test bearing 2. Rotating the test shaft 3 includes starting the rotation of the test shaft 3, maintaining or changing the number of rotations, and stopping the rotation.

前記計測ステップは、摩耗粒子計測装置5を用いて潤滑油4中の摩耗粒子数を計測し、その摩耗粒子数に基づいて劣化状態値を算出する。劣化状態値は、軸受の劣化程度と相関があり、その劣化状態を評価する指標となるものである限り問わない。例えば、劣化状態値として、摩耗粒子の数、単位油量当りの摩耗粒子の数、単位時間当りの摩耗粒子増加数、単位時間当りの摩耗粒子増加率(以下、「摩耗粒子増加率ΔPC」等という。)等を挙げることができる。
計測ステップにおいては、ロードセル等(図示せず)を用いて、試験軸受2にかけられた荷重Lを計測するようにすることができる。また、必要に応じて、各部温度等を計測するようにすることができる。
In the measurement step, the number of wear particles in the lubricating oil 4 is measured using the wear particle measuring device 5, and the deterioration state value is calculated based on the number of wear particles. The deterioration state value does not matter as long as it has a correlation with the deterioration degree of the bearing and serves as an index for evaluating the deterioration state. For example, as the deterioration state value, the number of wear particles, the number of wear particles per unit oil amount, the number of wear particles increased per unit time, the wear particle increase rate per unit time (hereinafter referred to as “wear particle increase rate ΔPC”, etc.) Etc.).
In the measurement step, the load L applied to the test bearing 2 can be measured using a load cell or the like (not shown). Moreover, each part temperature etc. can be measured as needed.

前記劣化状態値収集ステップは、前記駆動ステップにより試験軸体3の回転を開始させた後、繰り返し前記計測ステップを行って摩耗粒子数を計測させ、各回の劣化状態値を収集する。繰り返し計測を行う周期(サンプリング周期)は、収集された劣化状態値の変化から汎用劣化曲線を作成可能である限り、任意とすることができる。   In the deterioration state value collecting step, after the rotation of the test shaft body 3 is started by the driving step, the measurement step is repeatedly performed to measure the number of wear particles, and the deterioration state value of each time is collected. The cycle for performing repeated measurement (sampling cycle) can be arbitrary as long as a general-purpose degradation curve can be created from the collected degradation state value changes.

前記汎用劣化曲線作成ステップは、前記劣化状態値収集ステップにより収集された劣化状態値が第1の値以上となってから第2の値になるまでの経過時間に対する劣化状態値の変化を、汎用劣化曲線として作成する。すなわち、劣化状態値が第1の値以上となった時点を汎用劣化曲線の開始点とし、劣化状態値が第2の値となった時点を汎用劣化曲線の終止点とすることができる。
前記第1の値は、軸受の劣化過程により適宜設定することができ、例えば、軸受の劣化が進展し始めたことが判定可能な時点の劣化状態値の値とすることができる。また、前記第2の値も、軸受の劣化過程により適宜設定することができ、例えば、軸受が故障に至る直前の劣化状態値の値とすることができる。第1の値及び第2の値について、より具体的には、後述するすべり軸受及び転がり軸受の例において説明する。
In the general-purpose deterioration curve creation step, a change in the deterioration state value with respect to the elapsed time from when the deterioration state value collected in the deterioration state value collecting step becomes equal to or higher than the first value to the second value is Create as a deterioration curve. That is, the time point when the deterioration state value becomes equal to or higher than the first value can be set as the start point of the general-purpose deterioration curve, and the time point when the deterioration state value becomes the second value can be set as the end point of the general-purpose deterioration curve.
The first value can be appropriately set according to the deterioration process of the bearing, and can be, for example, a value of a deterioration state value at a time point at which it can be determined that the deterioration of the bearing has started to progress. Further, the second value can also be set as appropriate depending on the deterioration process of the bearing, and can be, for example, the value of the deterioration state value immediately before the bearing fails. More specifically, the first value and the second value will be described in an example of a slide bearing and a rolling bearing described later.

汎用劣化曲線は、時間軸が前記経過時間に基づいて無次元量化される。すなわち、汎用劣化曲線の上記開始点を「0」とし、上記終止点を「1」とするように、無次元時間に変換することができる。また、劣化状態値が前記第1の値及び前記第2の値に基づき無次元量化される。すなわち、汎用劣化曲線の開始点の値を「0」とし、終止点の値を「1」とするように、劣化状態値を変換することができる。   The general-purpose deterioration curve has a dimensionless dimension on the basis of the elapsed time. That is, it can be converted into dimensionless time so that the start point of the general-purpose deterioration curve is “0” and the end point is “1”. Further, the degradation state value is dimensionlessly quantified based on the first value and the second value. That is, the deterioration state value can be converted so that the value of the start point of the general-purpose deterioration curve is “0” and the value of the end point is “1”.

軸受がすべり軸受である場合、その劣化の要因は、主として軸体と軸受との間の摩擦により生じる摩耗である。一方、転がり軸受の場合には、劣化の要因は、主として軸受の疲労である。本汎用劣化曲線作成方法は、対象がすべり軸受であっても転がり軸受であっても適用することができる。以下では、すべり軸受の場合を例として、汎用劣化曲線作成方法を詳しく説明する。   When the bearing is a plain bearing, the cause of the deterioration is wear caused mainly by friction between the shaft body and the bearing. On the other hand, in the case of a rolling bearing, the cause of deterioration is mainly bearing fatigue. This general-purpose deterioration curve creation method can be applied regardless of whether the object is a plain bearing or a rolling bearing. In the following, a general-purpose deterioration curve creation method will be described in detail by taking a plain bearing as an example.

すべり軸受の損傷程度及び劣化状態、すなわち摩耗の進行程度は、軸体3Aと軸受2Aとの間の摩擦係数に基づいて評価することが可能である。
図2は、すべり軸受における摩擦係数μの経時変化を概念的に示した図である。摩擦係数μの経時変化は、潤滑状態の経時変化と言い換えることができる。例えば、潤滑状態が急激に変化することで摩擦係数は高くなる。これとは対照的に、潤滑状態が緩やかに変化した場合は、摩擦係数の変化も緩やかである。しかし、潤滑状態は実際の経過時間tに対して一義的に定まるのではなく、摩耗の進展プロセスによって定まると考えられる。つまり、摩擦係数の変化に伴い変化する潤滑状態は、回転数の変化等に影響される。
The degree of damage and deterioration of the sliding bearing, that is, the degree of progress of wear can be evaluated based on the coefficient of friction between the shaft body 3A and the bearing 2A.
FIG. 2 is a diagram conceptually showing the change with time of the friction coefficient μ in the slide bearing. The change with time of the friction coefficient μ can be rephrased as the change with time of the lubrication state. For example, the friction coefficient increases due to a sudden change in the lubrication state. In contrast, when the lubrication state changes gradually, the friction coefficient also changes gradually. However, it is considered that the lubrication state is not uniquely determined with respect to the actual elapsed time t but is determined by the progress process of wear. That is, the lubrication state that changes with the change in the friction coefficient is affected by the change in the rotational speed and the like.

図2(a)は、回転数Rの変化速度(ΔR)によって摩擦係数μの変化の速さが異なることを表している。回転数の変化速度が早い場合(ΔR)には、時間tで一定の摩擦係数μmaxに至る。これに比べて回転数の変化速度が遅い場合(ΔR)には、摩擦係数μmaxに至るまでの時間tは、tよりも長くなる。ここで、回転数の変化速度ΔRが異なっても、摩擦係数μの値がμminからμmaxに至るまでの曲線は相似することが見出される。したがって、時間tに対する摩擦係数μ(潤滑状態)の変化は、1つの劣化曲線として集約され得る。図2(b)は、摩擦係数μの値がμminとなる時刻を0、μmaxとなる時刻を1として無次元化した時間Tに対する、摩擦係数μの変化を表したものである。このように時間軸を変換すれば、回転数の変化速度ΔRに関わらず、摩擦係数μの変化は1つの曲線によって表すことができる。以下、図2(b)に表されたような、無次元化した時間Tに対して潤滑状態の変化を表す曲線を、「汎用劣化曲線」という。 FIG. 2A shows that the speed of change of the friction coefficient μ varies depending on the speed of change (ΔR) of the rotational speed R. When the change speed of the rotational speed is fast (ΔR 1 ), the friction coefficient μ max reaches a constant at time t 1 . In contrast, when the change speed of the rotation speed is slow (ΔR n ), the time t 3 to reach the friction coefficient μ max is longer than t 1 . Here, it is found that even if the change speed ΔR of the rotational speed is different, the curves until the value of the friction coefficient μ reaches from μ min to μ max are similar. Therefore, the change of the friction coefficient μ (the lubrication state) with respect to the time t can be summarized as one deterioration curve. 2 (b) is a time when the value of the friction coefficient mu becomes mu min 0, for mu max become time dimensionless time as 1 T, illustrates a variation of the friction coefficient mu. If the time axis is converted in this way, the change in the friction coefficient μ can be represented by one curve regardless of the change speed ΔR of the rotational speed. Hereinafter, the curve representing the change in the lubrication state with respect to the dimensionless time T as shown in FIG. 2B is referred to as a “general-purpose deterioration curve”.

上記のとおり、摩擦係数の時間推移は、その変化のプロセスに関わらず、時間軸を無次元量化することによって一義的に表すことができる。また、時間に対する摩擦係数の変化は、指数関数で表されるものと考えることができる。なぜなら、劣化(摩耗)が進展するほど摩擦係数μの増加速度は速くなる。これは、機械の摩擦部が急激に焼付くという経験からも妥当と考えられる。したがって、摩擦係数μと劣化(摩耗)は相関し、摩擦係数μの値が大きくなればなる程、急速に値が増加するということができる。   As described above, the time transition of the friction coefficient can be uniquely expressed by making the time axis dimensionless regardless of the process of the change. Further, it can be considered that the change of the friction coefficient with respect to time is represented by an exponential function. This is because the rate of increase in the friction coefficient μ increases as the deterioration (wear) progresses. This is also considered appropriate from the experience that the friction part of the machine is seized rapidly. Therefore, the friction coefficient μ and the deterioration (wear) are correlated, and it can be said that the value increases rapidly as the value of the friction coefficient μ increases.

次に、摩擦係数μと、摩耗粒子数(PC)、及び摩耗粒子数の増加率(ΔPC)との相関をみる。図3は、摩擦係数μ、摩耗粒子数PC、及び摩耗粒子増加率ΔPCを同時に計測した結果を示している。一定の潤滑領域においては一定の摩擦係数μが発現し、その摩擦係数μが保持される状態となる。同図(a)は、それぞれ一定の値(μ、μ、μ)の摩擦係数μが発現する各潤滑領域において、摩擦係数μの時間tに対する変化を示している。同図(b)は、摩擦係数μが前記一定の値となる各潤滑領域において、摩耗粒子数PCの変化を示している。同図(c)は、摩擦係数μが前記一定の値となる各潤滑領域において、摩耗粒子増加率ΔPC(すなわち同図(b)の傾き)の変化を示している。 Next, the correlation between the friction coefficient μ, the number of wear particles (PC), and the rate of increase in the number of wear particles (ΔPC) is examined. FIG. 3 shows the results of simultaneously measuring the friction coefficient μ, the number of wear particles PC, and the wear particle increase rate ΔPC. In a certain lubricating region, a certain friction coefficient μ is developed, and the friction coefficient μ is maintained. FIG. 4A shows the change of the friction coefficient μ with respect to time t in each lubrication region where the friction coefficient μ having a constant value (μ 1 , μ 2 , μ 3 ) appears. FIG. 4B shows the change in the number of wear particles PC in each lubrication region where the friction coefficient μ is the constant value. FIG. 4C shows a change in the wear particle increase rate ΔPC (that is, the slope of FIG. 5B) in each lubrication region where the friction coefficient μ becomes the constant value.

同図(c)より、摩擦係数μが一定の値(μ、μ、μ)に達する時点tにおける、摩擦係数μ及び摩耗粒子増加率ΔPCの値を抽出すると、同図(d)に示すグラフが得られる。すなわち、摩耗粒子増加率ΔPCは、摩擦係数μに比例することが分かる。したがって、図2(b)に示された摩擦係数μに基づく汎用劣化曲線は、無次元化した時間Tに対する摩耗粒子増加率ΔPCの変化を示す曲線に変換することが可能である。 From FIG (c), the friction coefficient mu is a constant value (μ 1, μ 2, μ 3) at the time t a to reach and extract the value of the coefficient of friction mu and wear particles increase Delta] PC, Fig. (D ) Is obtained. That is, it can be seen that the wear particle increase rate ΔPC is proportional to the friction coefficient μ. Therefore, the general-purpose deterioration curve based on the friction coefficient μ shown in FIG. 2B can be converted into a curve showing the change in the wear particle increase rate ΔPC with respect to the dimensionless time T.

無次元化した時間Tに対する摩耗粒子増加率ΔPCの変化は、図4に示すような汎用劣化曲線となる。摩擦係数はすべり軸受の潤滑状態を表す指標であるが、実機で摩擦係数を測定することは極めて困難である。しかし、潤滑油中に生じた摩耗粒子数は計測することができる。したがって、計測された摩耗粒子数に基づき、軸受の潤滑状態を表す新たな指標として、前記劣化状態値を算出することができる。この劣化状態値として、時々刻々計測された摩耗粒子数PCから算出される摩耗粒子増加率ΔPCを用いることができる。そうすると、汎用劣化曲線は、指数関数(ΔPC=aebT+c、ただし、a、b、cは任意の定数。)によって表すことができる。
また、図3に示されたように、摩擦係数μと摩耗粒子数PCとの間にも一定の相関が見出される。したがって、適宜の変換手段を用いることによって、摩耗粒子数PC又はその単位時間当りの増加数を劣化状態値とし、それに基づいて汎用劣化曲線を表すことも可能である。
The change in the wear particle increase rate ΔPC with respect to the dimensionless time T becomes a general-purpose deterioration curve as shown in FIG. The coefficient of friction is an index representing the lubrication state of the slide bearing, but it is extremely difficult to measure the coefficient of friction with an actual machine. However, the number of wear particles generated in the lubricating oil can be measured. Therefore, based on the measured number of wear particles, the deterioration state value can be calculated as a new index representing the lubrication state of the bearing. As the deterioration state value, the wear particle increase rate ΔPC calculated from the wear particle number PC measured every moment can be used. Then, the general-purpose deterioration curve can be represented by an exponential function (ΔPC T = ae bT + c, where a, b, and c are arbitrary constants).
In addition, as shown in FIG. 3, a certain correlation is also found between the friction coefficient μ and the number of wear particles PC. Therefore, by using an appropriate conversion means, it is possible to use the number of wear particles PC or the increase number per unit time as a deterioration state value, and to express a general-purpose deterioration curve based on the deterioration state value.

すべり軸受において、潤滑状態の良否は油膜形成の状態により決まり、摩擦係数は、すべり速度、油の動粘度、荷重により決定される。一般に、潤滑状態は以下の3つの状態に区分される。
(i)流体潤滑:十分な厚さの潤滑膜が形成され、潤滑膜により接触する金属の2面間が完全に離れた潤滑状態。
(ii)混合潤滑:境界潤滑状態と流体潤滑状態が混在する潤滑領域。
(iii)境界潤滑:油膜が十分に形成されず、金属の2面間での接触が生じる潤滑状態。
In a sliding bearing, the quality of the lubrication state is determined by the state of oil film formation, and the friction coefficient is determined by the sliding speed, the kinematic viscosity of the oil, and the load. Generally, the lubrication state is divided into the following three states.
(I) Fluid lubrication: A lubrication state in which a sufficiently thick lubrication film is formed and the two metal surfaces in contact with the lubrication film are completely separated.
(Ii) Mixed lubrication: Lubrication region where boundary lubrication and fluid lubrication are mixed.
(Iii) Boundary lubrication: A lubrication state in which an oil film is not sufficiently formed and contact between two metal surfaces occurs.

図4に示したように、汎用劣化曲線は、前記劣化状態値収集ステップにより収集された劣化状態値が前記第1の値(例えば、ΔPCmin)以上となってから前記第2の値(例えば、ΔPCmax)になるまでの間の経過時間に対する変化として作成することができる。また、前記のとおり、第1の値となる時点から第2の値となるまでの時間が無次元量化される。更に、劣化状態値は、第1の値及び第2の値に基づき無次元量化するようにすることができる。
劣化状態値の前記第1の値は、軸受の潤滑状態が前記混合潤滑の初期の値(例えば、摩擦係数μが0.02となる状態に対応する劣化状態値)とすることができる。
また、劣化状態値の前記第2の値は、軸受の使用限界となる値とすることができる。例えば、摩擦面の潤滑状態が前記境界潤滑の直前となる値(例えば、摩擦係数μが0.08となる状態に対応する劣化状態値)とすることができる。
As shown in FIG. 4, the general-purpose deterioration curve indicates that the deterioration state value collected by the deterioration state value collecting step is not less than the first value (for example, ΔPC min ) and the second value (for example, ΔPC min ). , ΔPC max ). In addition, as described above, the time from when the first value is reached to when the second value is reached is dimensionless. Furthermore, the degradation state value can be made dimensionless based on the first value and the second value.
The first value of the deterioration state value may be a value at which the bearing lubrication state is an initial value of the mixed lubrication (for example, a deterioration state value corresponding to a state where the friction coefficient μ is 0.02).
Further, the second value of the deterioration state value may be a value that becomes a use limit of the bearing. For example, the lubrication state of the friction surface can be a value immediately before the boundary lubrication (for example, a deterioration state value corresponding to a state where the friction coefficient μ is 0.08).

以上に説明した汎用劣化曲線作成方法の各前記ステップは、一般にコンピュータを用いて実行するようにすることができる。すなわち、前記汎用劣化曲線作成方法をコンピュータ上で行うための汎用劣化曲線作成プログラムを実現することができる。
図5に、汎用劣化曲線作成プログラムの構成例を示す。汎用劣化曲線作成プログラムは、潤滑油中で稼働される軸受を備える回転機械の劣化状態を評価するための汎用劣化曲線作成プログラムであって、軸体3及び前記回転機械と同一素材の軸受2を備え、軸受2に所定の荷重を与えて軸体3を潤滑油4中で回転させる試験機1を使用し、潤滑油4中の摩耗粒子数を計測し、その摩耗粒子数に基づく劣化状態値を算出する計測機能64と、軸体3の回転が開始された後、繰り返し計測機能64により摩耗粒子数を計測させ、各回の劣化状態値を収集する劣化状態値収集機能66と、劣化状態値収集機能66により収集された劣化状態値が第1の値以上となってから第2の値になるまでの経過時間に対する劣化状態値の変化を汎用劣化曲線として作成する汎用劣化曲線作成機能68と、をコンピュータ6に実現させる。
Each step of the general-purpose deterioration curve creating method described above can be generally executed using a computer. That is, a general-purpose deterioration curve creation program for performing the general-purpose deterioration curve creation method on a computer can be realized.
FIG. 5 shows a configuration example of the general-purpose deterioration curve creation program. The general-purpose deterioration curve creation program is a general-purpose deterioration curve creation program for evaluating the deterioration state of a rotating machine including a bearing operated in lubricating oil, and includes a shaft 3 and a bearing 2 made of the same material as the rotating machine. A test machine 1 that applies a predetermined load to the bearing 2 and rotates the shaft 3 in the lubricating oil 4, measures the number of wear particles in the lubricating oil 4, and indicates a deterioration state value based on the number of wear particles A measurement function 64 for calculating the degradation state value, a degradation state value collection function 66 for collecting the degradation state value at each time by causing the repeated measurement function 64 to measure the number of wear particles after the rotation of the shaft body 3 is started, and a degradation state value A general-purpose deterioration curve creation function 68 that creates a change in the deterioration state value with respect to the elapsed time from when the deterioration state value collected by the collection function 66 becomes equal to or higher than the first value to the second value as a general-purpose deterioration curve; The computer To realize to 6.

コンピュータ6に備えられた記憶装置60に、計測された摩耗粒子数、算出された劣化状態値等を蓄積して記憶すると共に、作成された汎用劣化曲線を構成するデータを格納しておくことができる。
また、汎用劣化曲線作成プログラムには、試験機1の軸体3を所定の回転数で回転させる駆動機能62を備えることができる。
各前記機能は1つのコンピュータ6上に備えられる必要はなく、コンピュータ6は、適宜プログラマブルコントローラやデータロガー等を含んで構成されてもよい。
The storage device 60 provided in the computer 6 accumulates and stores the measured number of wear particles, the calculated deterioration state value, and the like, and stores the data constituting the created general-purpose deterioration curve. it can.
Further, the general-purpose deterioration curve creation program can be provided with a drive function 62 for rotating the shaft body 3 of the testing machine 1 at a predetermined rotational speed.
Each of the functions need not be provided on one computer 6, and the computer 6 may be configured to include a programmable controller, a data logger, and the like as appropriate.

2.機械寿命予測方法及び機械寿命予測プログラム
以上に説明した汎用劣化曲線を用いることによって、実際に稼働している回転機械(実機)の劣化状態を診断し、その余寿命を予測することが可能になる。
この機械寿命予測方法は、前記汎用劣化曲線作成方法により作成された汎用劣化曲線を用いて回転機械の寿命を予測する機械寿命予測方法であって、回転機械(1x)に備えられた軸受(2x)の潤滑油(4x)中の摩耗粒子数を計測し、その摩耗粒子数(PC)に基づく劣化状態値(例えば、ΔPC)を算出する実機計測ステップと、実機計測ステップを2回以上行い、各回で算出された前記劣化状態値を前記汎用劣化曲線に対応させることにより、前記劣化状態値が所定の値に至るまでの時間を寿命として算定する寿命算定ステップと、を備えて構成される。
劣化状態値の前記所定の値は、汎用劣化曲線の前記終止点の値(例えば、前記ΔPCmax)とすることができる。また、汎用劣化曲線の終止点は軸受の使用限界に対応するため、前記所定の値は、終止点より低い値であって管理上定めた値とすることもできる。
2. Machine Life Prediction Method and Machine Life Prediction Program By using the general-purpose deterioration curve described above, it is possible to diagnose the deterioration state of a rotating machine (actual machine) that is actually operating and predict its remaining life. .
This machine life prediction method is a machine life prediction method for predicting the life of a rotating machine using the general-purpose deterioration curve created by the general-purpose deterioration curve creating method, and is a bearing (2x) provided in the rotating machine (1x). ), The actual machine measurement step of calculating the deterioration state value (for example, ΔPC) based on the wear particle number (PC) and the actual machine measurement step are performed twice or more. A life calculation step for calculating the time until the deterioration state value reaches a predetermined value as a life by associating the deterioration state value calculated each time with the general-purpose deterioration curve.
The predetermined value of the deterioration state value may be a value of the end point of the general-purpose deterioration curve (for example, the ΔPC max ). In addition, since the end point of the general-purpose deterioration curve corresponds to the use limit of the bearing, the predetermined value may be a value lower than the end point and set for management.

前記実機計測ステップにおいては、実機を対象として、前記汎用劣化曲線作成方法における計測ステップと同様に、潤滑油中の摩耗粒子数を計測し、その摩耗粒子数に基づいて劣化状態値(例えば、摩耗粒子増加率ΔPC)を算出することができる。
前記寿命算定ステップでは、適宜の時期に、2回以上、前記実機計測ステップを実行して、各時点の摩耗粒子増加率ΔPCを取得するようにすることができる。
図6(a)は、実時間tの経過に伴う摩耗粒子増加率ΔPCの通常の変化を表している。ここで、摩耗粒子増加率の値ΔPCminは前記第1の値、値ΔPCmaxは前記第2の値(使用限界値)とすることができる。1回目の計測時(t)に摩耗粒子増加率はΔPCであり、2回目の計測時(t)に摩耗粒子増加率はΔPCであったとする。そうすると、この実機の時刻tにおける余寿命tは、図6(a)上で、摩耗粒子増加率がΔPCである時刻tからΔPCmaxに至る時刻tまでの時間となる。
In the actual machine measurement step, the number of wear particles in the lubricating oil is measured for the actual machine as in the measurement step in the general-purpose deterioration curve creation method, and a deterioration state value (for example, wear) is determined based on the number of wear particles. The particle increase rate ΔPC) can be calculated.
In the lifetime calculation step, the actual machine measurement step can be executed twice or more at an appropriate time to obtain the wear particle increase rate ΔPC at each time point.
FIG. 6A shows a normal change in the wear particle increase rate ΔPC with the passage of the actual time t. Here, the wear particle increase rate value ΔPC min may be the first value, and the value ΔPC max may be the second value (use limit value). Wear particles increase the first time of measurement (t 1) is Delta] PC 1, wear particles increase rate in the second time of measurement (t 2) is assumed to be Delta] PC 2. Then, the remaining service life t L at time t 2 of the actual machine is on FIG. 6 (a), the wear particles increase rate is time from the time t 2 is a Delta] PC 2 to time t 3 reaches the Delta] PC max.

そこで、寿命算定ステップにおいて、同図(b)に示すような汎用劣化曲線を参照する。汎用劣化曲線は前記汎用劣化曲線作成方法により作成されたもので、無次元量化した時間軸Tにおいて、使用限界となる時刻を1とするように作成されている。この汎用劣化曲線において、摩耗粒子増加率の値がΔPCとなる時刻Tと、ΔPCとなる時刻Tとを読み取る。この汎用劣化曲線に従うと、この実機の余寿命Tは、摩耗粒子増加率がΔPCである時刻TからΔPCmaxに至る時刻「1」までの時間となる。
したがって、図7に示すように、無次元量化された時間軸Tにおける余寿命T(すなわち、1―T)を基に、実時間において実機が使用限界となる時刻t、及び実機の余寿命t(すなわち、t―t)を求めることができる。
Therefore, in the life calculation step, a general-purpose deterioration curve as shown in FIG. The general-purpose deterioration curve is created by the above-mentioned general-purpose deterioration curve creation method, and is created so that the time that becomes the use limit is set to 1 on the time axis T that is dimensionlessly quantified. In this universal degradation curve, reading the time T 1 that the value of wear particles increase rate becomes Delta] PC 1, and time T 2, which is a Delta] PC 2. According to this general-purpose deterioration curve, the remaining life TL of this actual machine is the time from time T 2 when the wear particle increase rate is ΔPC 2 to time “1” from ΔPC max .
Therefore, as shown in FIG. 7, based on the remaining life TL (that is, 1−T 2 ) on the dimensionless time axis T, the time t 3 at which the real machine becomes the use limit in real time, and the real machine The remaining life t L (ie, t 3 −t 2 ) can be obtained.

以上のように、汎用劣化曲線の適用範囲は、発生粒子数の増加が確認されるすべり軸受の劣化進展期から使用限界点までとすることができる。よって、実機の劣化状態の監視は、発生粒子数の増加率が劣化進展期の値(ΔPCmin)を超えた時点から開始すればよい。 As described above, the application range of the general-purpose deterioration curve can be from the deterioration progress stage of the slide bearing in which the increase in the number of generated particles is confirmed to the use limit point. Therefore, monitoring of the deterioration state of the actual machine may be started from the time when the rate of increase in the number of generated particles exceeds the value in the deterioration progressing period (ΔPC min ).

機械寿命予測方法の各前記ステップは、一般にコンピュータを用いて実行するようにすることができる。すなわち、前記機械寿命予測方法をコンピュータ上で行うための機械寿命予測プログラムを実現することができる。
図8に、機械寿命予測プログラムの構成例を示す。機械寿命予測プログラムは、前記汎用劣化曲線作成方法により作成された汎用劣化曲線を用いて回転機械1xの寿命を予測する機械寿命予測プログラムであって、回転機械1xに備えられた軸受2xの潤滑油4x中の摩耗粒子数を計測し、その摩耗粒子数に基づく劣化状態値を算出する実機計測機能72と、実機計測機能72による計測を2回以上行わせ、各回で算出された前記劣化状態値を前記汎用劣化曲線に対応させることにより、劣化状態値が所定の値に至るまでの時間(t)を寿命として算定する寿命算定機能74と、をコンピュータ6に実現させる。
Each of the steps of the machine life prediction method can be generally performed using a computer. That is, a machine life prediction program for performing the machine life prediction method on a computer can be realized.
FIG. 8 shows a configuration example of the machine life prediction program. The machine life prediction program is a machine life prediction program for predicting the life of the rotating machine 1x using the general-purpose deterioration curve created by the general-purpose deterioration curve creating method, and is a lubricating oil for the bearing 2x provided in the rotating machine 1x. The actual machine measurement function 72 that measures the number of wear particles in 4x and calculates the deterioration state value based on the number of wear particles, and the measurement by the actual machine measurement function 72 is performed twice or more, and the deterioration state value calculated each time Is made to correspond to the general-purpose deterioration curve, thereby causing the computer 6 to realize the life calculation function 74 for calculating the time (t L ) until the deterioration state value reaches a predetermined value as the life.

摩耗粒子数の計測は、摩耗粒子計測装置5を用いて行うことができる。
コンピュータ6には記憶装置60が備えられている。記憶装置60には、前記汎用劣化曲線作成方法により作成された汎用劣化曲線を構成するデータが格納されており、実機1xにおいて計測された摩耗粒子数、算出された劣化状態値等を蓄積して記憶することができる。コンピュータ6は、これらのデータを処理することにより実機の余寿命を算定することができる。
各前記機能は1つのコンピュータ6上に備えられる必要はなく、コンピュータ6は、適宜プログラマブルコントローラやデータロガー等を含んで構成することができる。
The number of wear particles can be measured using the wear particle measuring device 5.
The computer 6 is provided with a storage device 60. The storage device 60 stores data constituting the general-purpose deterioration curve created by the general-purpose deterioration curve creation method, and stores the number of wear particles measured in the actual machine 1x, the calculated deterioration state value, and the like. Can be remembered. The computer 6 can calculate the remaining life of the actual machine by processing these data.
Each of the functions need not be provided on one computer 6, and the computer 6 can be configured to include a programmable controller, a data logger, and the like as appropriate.

3.実施例
[1]すべり軸受を対象とした実施例
すべり軸受を対象として、図9に示すような試験機を使用して前記汎用劣化曲線作成方法によって汎用劣化曲線を作成する試験を行った。この試験機は、断面が矩形のブロック試験片(軸受2Aに相当)に円盤型のディスク試験片(軸体3Aに相当)を接触させて試験を行うブロック・オン・ディスク型と呼ぶものである。オイルタンク中の潤滑油は、試験を行う間、ポンプにより試験終了まで循環される。また、その一部が図示しない摩耗粒子計測装置(5)に送られ、ディスク試験片とブロック試験片との摩擦面で発生する摩耗粒子の数が計測される。
3. Example [1] Example for a sliding bearing A test for creating a general-purpose deterioration curve by a method for generating a general-purpose deterioration curve was performed using a testing machine as shown in FIG. 9 for a sliding bearing. This tester is called a block-on-disk type in which a disk-shaped disk test piece (corresponding to the shaft body 3A) is brought into contact with a block test piece (corresponding to the bearing 2A) having a rectangular cross section. . The lubricating oil in the oil tank is circulated by the pump until the end of the test during the test. Further, a part thereof is sent to a wear particle measuring device (5) (not shown), and the number of wear particles generated on the friction surface between the disk test piece and the block test piece is measured.

本実施例においては、潤滑油、回転数、荷重等の条件を設定することにより潤滑状態を変化させる(流体潤滑状態、混合潤滑状態(初期、中期、終期)、境界潤滑状態)。その各潤滑状態における摩擦係数を発現させることによって、摩耗劣化を加速することができる。
ディスク試験片を1500rpmで空転させた状態から、ブロック試験片に対して荷重400Nをかけ、20秒間〜40秒間の3通りで、回転数を1500rpmから0rpmへと徐々に変化させた。これによって、図10(a)に示すように、摩擦係数μは0.02程度(流体潤滑状態)から0.08以上(境界潤滑付近)まで変化する。この計測結果を、無次元化した時間軸Tに対する摩擦係数μの変化に変換して表したものが、同図(b)である。これから、摩擦係数μの時間推移は、その変化のプロセスに関わらず、時間軸を無次元量化することによって一義的に定まること、すなわち1つの曲線として表現可能であることが確かめられた。この曲線は、同図(b)に示されているような指数関数となる。
In this embodiment, the lubrication state is changed by setting conditions such as lubricating oil, rotation speed, load, etc. (fluid lubrication state, mixed lubrication state (initial, intermediate, final), boundary lubrication state). By expressing the coefficient of friction in each lubrication state, wear deterioration can be accelerated.
From the state in which the disk test piece was idled at 1500 rpm, a load of 400 N was applied to the block test piece, and the rotation speed was gradually changed from 1500 rpm to 0 rpm in three ways from 20 seconds to 40 seconds. As a result, as shown in FIG. 10A, the friction coefficient μ changes from about 0.02 (fluid lubrication state) to 0.08 or more (near boundary lubrication). FIG. 4B shows the measurement result converted into a change in the friction coefficient μ with respect to the dimensionless time axis T. From this, it was confirmed that the time transition of the friction coefficient μ can be uniquely determined by making the time axis dimensionless, that is, can be expressed as one curve, regardless of the process of the change. This curve is an exponential function as shown in FIG.

次に、摩擦係数μと摩耗粒子増加率ΔPCの相関を調べた。摩擦係数μが一定に維持された各潤滑状態において、摩擦係数μと摩耗粒子増加率ΔPCとの関係は図11に示すようになった(図においては摩耗粒子増加量をΔPCと表す。以下同様。)。ここで計測したのは、混合潤滑領域(0.02≦μ≦0.1)に当たる。そして、摩擦係数が0.01のときは摩耗粒子増加量ΔPCが0であるとしている。摩擦係数が0.01の潤滑状態は流体潤滑であり、この状態であれば油膜は十分に形成されて摩擦面からの摩耗粒子の発生はないとみることができるからである。同図中の回帰曲線で表されるように、混合潤滑領域において、摩擦係数μと摩耗粒子増加量ΔPCには線形の相関があることが分かる。   Next, the correlation between the friction coefficient μ and the wear particle increase rate ΔPC was examined. In each lubrication state in which the friction coefficient μ is kept constant, the relationship between the friction coefficient μ and the wear particle increase rate ΔPC is as shown in FIG. 11 (in the figure, the wear particle increase amount is represented by ΔPC. The same applies hereinafter). .) The measurement here corresponds to the mixed lubrication region (0.02 ≦ μ ≦ 0.1). When the friction coefficient is 0.01, the wear particle increase amount ΔPC is assumed to be zero. This is because a lubrication state with a friction coefficient of 0.01 is fluid lubrication, and in this state, it can be considered that an oil film is sufficiently formed and no wear particles are generated from the friction surface. As shown by the regression curve in the figure, it can be seen that there is a linear correlation between the friction coefficient μ and the wear particle increase amount ΔPC in the mixed lubrication region.

前記の無次元化した時間軸Tに対する摩擦係数μの変化(図10(b))と、摩擦係数μと摩耗粒子増加量ΔPCとの関係(図11)とから、摩擦係数μの変化を摩耗粒子増加量ΔPCの変化に置き換えることができる。そうすると、無次元化した時間Tに対する摩耗粒子増加量ΔPCの変化は、図12に示すように表すことができる。同図に示された、無次元化した時間Tに対する摩耗粒子増加量ΔPCの変化は、指数関数を用いて表すことができる(ΔPC=aebT−c。ただし、a、b、cはパラメータ)。
これが、汎用劣化曲線であり、計測された摩耗粒子数に基づいて算出される劣化状態値の変化は、すべり軸受の潤滑状態を管理し得る指標となる。
From the change in the friction coefficient μ with respect to the dimensionless time axis T (FIG. 10 (b)) and the relationship between the friction coefficient μ and the wear particle increase ΔPC (FIG. 11), the change in the friction coefficient μ It can be replaced with a change in the particle increase amount ΔPC. Then, the change of the wear particle increase amount ΔPC with respect to the dimensionless time T can be expressed as shown in FIG. The change of the wear particle increase amount ΔPC with respect to the dimensionless time T shown in the figure can be expressed using an exponential function (ΔPC = ae bT −c, where a, b, and c are parameters). .
This is a general-purpose deterioration curve, and the change in the deterioration state value calculated based on the measured number of wear particles is an index that can manage the lubrication state of the slide bearing.

(実機を用いた計測例)
参考として、揚水ポンプを対象に、そのすべり軸受箱内の潤滑油を徐々に抜油し油面を低下させて過酷な潤滑状態を作り出し、軸受の摩耗劣化の推移を計測した結果を基に、汎用劣化曲線が適用可能かどうかを検討した。
揚水ポンプを作動させた後の潤滑状態からみれば、当初の流体潤滑状態から潤滑状態に変化が生じ、混合潤滑初期の段階と評価することができる時点(以下、劣化進行点という。)以降は、観測される摩耗粒子数の増加が確認され、摩耗速度が増加した。この劣化進行点以降における単位容積当りの摩耗粒子数の変化は、図13に示すようになった。より詳しい分析では、同図において摩耗粒子数が15000を超えた段階では、比較的大きな粒子が発生し、比較的小さな粒子の発生が少なくなったことが確認された。この時点で、摩耗の発生プロセスが遷移したと考えられる(以下、摩耗遷移点という)。潤滑状態において、摩耗遷移点は混合潤滑後期から境界潤滑の段階とみることができる。
(Measurement example using actual machine)
As a reference, for the pump, the oil in the sliding bearing box is gradually drained to reduce the oil level and create a severe lubrication state. Whether the degradation curve is applicable was examined.
From the viewpoint of the lubrication state after operating the pump, the change from the initial fluid lubrication state to the lubrication state occurs, and after the point of time when it can be evaluated as the initial stage of mixed lubrication (hereinafter referred to as the deterioration progress point). An increase in the number of wear particles observed was confirmed and the wear rate increased. The change in the number of wear particles per unit volume after the deterioration progress point is as shown in FIG. In a more detailed analysis, it was confirmed that relatively large particles were generated and the generation of relatively small particles was reduced when the number of wear particles exceeded 15000 in the figure. At this point, it is considered that the process of generating wear has transitioned (hereinafter referred to as a wear transition point). In the lubrication state, the wear transition point can be regarded as the boundary lubrication stage from the late stage of the mixed lubrication.

図13に示した結果から、単位容積当りの摩耗粒子数から摩耗粒子増加率ΔPCを算出し、時間軸を無次元化して作成した摩耗粒子増加率ΔPCの近似曲線と、前記汎用劣化曲線作成方法によって作成された汎用劣化曲線とを描いたのが図14である。ここで、両者の摩耗粒子増加率ΔPCは無次元量に変換してある。このように時間軸及び摩耗粒子増加率ΔPCを無次元量とすることによって、試験機と実機との潤滑油量や軸と軸受の接触面積の違いの影響を除くことができ、対象とする実機の条件によらず比較可能となる。   From the results shown in FIG. 13, the wear particle increase rate ΔPC is calculated from the number of wear particles per unit volume and the time axis is made dimensionless. FIG. 14 shows the general-purpose deterioration curve created by the above. Here, the wear particle increase rate ΔPC of both is converted into a dimensionless amount. Thus, by making the time axis and wear particle increase rate ΔPC dimensionless, it is possible to eliminate the influence of the amount of lubricating oil between the test machine and the actual machine and the difference in the contact area between the shaft and the bearing. Comparison is possible regardless of the conditions.

図14に明らかなように、試験機により作成された汎用劣化曲線(劣化マスターカーブ)と、実機により計測された摩耗状態(摩耗粒子増加率ΔPC)を表す近似曲線とは、よく一致している。上記劣化進行点は、前記汎用劣化曲線作成方法における劣化状態値の第1の値に対応する。また、上記摩耗遷移点は、前記汎用劣化曲線作成方法における劣化状態値の第2の値に対応する。したがって、前記汎用劣化曲線作成方法によって作成された汎用劣化曲線は、広く実機の摩耗状態の評価に適用することが可能であるといえる。また、実機が上記摩耗遷移点に至るまでの余寿命は、前記機械寿命予測方法によって評価可能であるといえる。   As is apparent from FIG. 14, the general-purpose deterioration curve (deterioration master curve) created by the testing machine and the approximate curve representing the wear state (wear particle increase rate ΔPC) measured by the actual machine are in good agreement. . The deterioration progress point corresponds to the first value of the deterioration state value in the general-purpose deterioration curve creation method. The wear transition point corresponds to a second value of the deterioration state value in the general-purpose deterioration curve creation method. Therefore, it can be said that the general-purpose deterioration curve created by the general-purpose deterioration curve creation method can be widely applied to the evaluation of the wear state of actual machines. Further, it can be said that the remaining life until the actual machine reaches the wear transition point can be evaluated by the mechanical life prediction method.

実機への汎用劣化曲線の適用に当たっては、軸受の潤滑油中の摩耗粒子数を計測し、摩耗粒子数又はその増加率が一定の値を超えた時点(劣化進行点)以降、摩耗粒子数の変化を監視するようにすればよい。そして、計測された摩耗粒子数を基に劣化状態値(例えば、摩耗粒子増加率ΔPC)を算出し、汎用劣化曲線に対応させることによって、実機の摩耗状態を評価することができる。   When applying the general-purpose deterioration curve to the actual machine, measure the number of wear particles in the lubricating oil of the bearing, and after the point when the number of wear particles or the rate of increase exceeds a certain value (deterioration progress point), the number of wear particles Change should be monitored. Then, the deterioration state value (for example, the wear particle increase rate ΔPC) is calculated based on the measured number of wear particles, and the wear state of the actual machine can be evaluated by corresponding to the general-purpose deterioration curve.

そして、異なる時期(少なくとも2回)の劣化状態値を汎用劣化曲線に対応させることにより、劣化状態値が所定の値(例えば、摩耗遷移点の値)に至るまでの時間を、回転機械(すべり軸受)の余寿命として算定することができる。
実機の潤滑油中の摩耗粒子数は、摩耗粒子計測装置5を使用し、前記実機計測機能を備えた機械寿命予測プログラムによって常時サンプリングすることが可能である。したがって、前記機械寿命予測方法は、軸受を備える回転機械の管理において、より詳細な診断等を実施するためのスクリーニングの手段として用いることもできる。
Then, by correlating the deterioration state values at different times (at least twice) with the general-purpose deterioration curve, the time until the deterioration state value reaches a predetermined value (for example, the value of the wear transition point) It can be calculated as the remaining life of the bearing.
The number of wear particles in the lubricating oil of the actual machine can be constantly sampled by using the wear particle measuring device 5 and the machine life prediction program having the actual machine measuring function. Therefore, the mechanical life prediction method can also be used as a screening means for carrying out a more detailed diagnosis or the like in the management of a rotating machine equipped with a bearing.

[2]転がり軸受を対象とした実施例
本汎用劣化曲線作成方法及び機械寿命予測方法は、転がり軸受を備える回転機械に対しても適用することができる。
一般に、転がり軸受の損傷は、転がり疲れ、その他の要因(焼付き、かじり、割れ、き裂、欠け、摩耗等)によって生じる。転がり疲れとは、疲労限以上の荷重を支持して運転し、軸受材料の疲れ破壊が転動体と軌道面の転がり接触面に生じる現象である。転がり疲れが転がり接触面に生じると、うろこ状のはがれ、所謂はく離が生じる。本汎用劣化曲線作成方法及び機械寿命予測方法は、転がり軸受の寿命とされるはく離(フレーキング)を対象として適用することができる。
[2] Examples for rolling bearings The general-purpose deterioration curve creation method and the machine life prediction method can be applied to a rotating machine including a rolling bearing.
In general, rolling bearing damage is caused by rolling fatigue and other factors (seizure, galling, cracking, cracking, chipping, wear, etc.). Rolling fatigue is a phenomenon in which the bearing material is operated while supporting a load exceeding the fatigue limit, and fatigue failure of the bearing material occurs on the rolling contact surface between the rolling element and the raceway surface. When rolling fatigue occurs on the rolling contact surface, scaly peeling occurs, so-called peeling occurs. The general-purpose deterioration curve creation method and the mechanical life prediction method can be applied to flaking, which is the life of a rolling bearing.

転がり軸受では、転動体と内外輪の軌道面下で、繰返し接触応力が生じている。転がり接触下では、繰返しせん断力を受けることによりき裂が進展する。そのき裂が伝播することで、最終的にフレーキングに至る。転がり軸受の劣化状態は、初期摩耗、定常摩耗、異常摩耗と推移する。初期摩耗とは、軟質金属の表面突起の変形や摩耗の進行過程である。定常摩耗とは、油膜が十分に形成され、表面突起の変化や摩耗が減少する過程である。異常摩耗とは、転がり接触下でのき裂が進展し、転がり軸受の寿命であるフレーキングが発生する過程である。発明者らの過去の知見では、異常摩耗の期間において、潤滑油中の摩耗粒子数が急激に増加する。   In the rolling bearing, contact stress is repeatedly generated below the raceway surfaces of the rolling elements and the inner and outer rings. Under rolling contact, cracks develop due to repeated shear forces. The crack propagates and eventually leads to flaking. The deterioration state of the rolling bearing changes from initial wear, steady wear, and abnormal wear. The initial wear is a process of deformation or wear of the surface protrusions of the soft metal. Steady wear is a process in which an oil film is sufficiently formed and changes in surface protrusions and wear are reduced. Abnormal wear is a process in which cracking under rolling contact develops and flaking, which is the life of a rolling bearing, occurs. According to the inventors' past knowledge, the number of wear particles in the lubricating oil increases rapidly during the period of abnormal wear.

転がり軸受の加速試験に用いた転がり試験機を図15に示す。試験機の軸受(図1に示した試験軸受2Bに相当)には、ハウジングを介して、下向きのラジアル荷重(L)がかけられる。油槽の潤滑油は、別途設けられている主油槽との間で循環される。本試験においては、試験軸受の温度上昇を防ぐため、冷却水槽内で冷却された後の油をハウジング上部より試験軸受へ供給するように構成している。
油槽の潤滑油の一部は摩耗粒子計測装置5に送られ、油槽内で発生する摩耗粒子の数及びサイズが計測される。摩耗粒子計測装置5は気泡と粒子を識別可能であり、オンラインで計測を行うことができる。軸受に与える荷重Lは、0〜22kNの範囲で手動により調整される。この他、試験器には、軸の回転数や軸受の振動、温度等を測定するためにトルクメータ、振動センサ、温度センサ等が設けられている。
FIG. 15 shows a rolling test machine used for the acceleration test of the rolling bearing. A downward radial load (L) is applied to the bearing of the testing machine (corresponding to the test bearing 2B shown in FIG. 1) through the housing. The lubricating oil in the oil tank is circulated between a separately provided main oil tank. In this test, in order to prevent the temperature of the test bearing from rising, the oil after being cooled in the cooling water tank is supplied to the test bearing from the upper part of the housing.
A part of the lubricating oil in the oil tank is sent to the wear particle measuring device 5, and the number and size of the wear particles generated in the oil tank are measured. The wear particle measuring device 5 can identify bubbles and particles, and can perform measurement online. The load L applied to the bearing is manually adjusted in the range of 0 to 22 kN. In addition, the tester is provided with a torque meter, a vibration sensor, a temperature sensor, and the like for measuring the number of rotations of the shaft, vibration of the bearing, temperature, and the like.

本加速試験においては、なじみ過程終了後、転がり軸受の劣化が進みフレーキングが確認されるまでの期間を対象とした。転がり軸受の寿命は軸受材料が疲れ破壊を起こす時点とされていることから、ヘルツ接触による疲労摩耗を想定し、摩耗粒子数の推移(特に摩耗粒子数増加速度)を測定した。   In this accelerated test, the period from the end of the running-in process until the rolling bearing deteriorated and flaking was confirmed was targeted. Since the life of rolling bearings is considered to be the point at which the bearing material undergoes fatigue failure, the change in the number of wear particles (especially the rate of increase in the number of wear particles) was measured assuming fatigue wear due to Hertz contact.

上記試験機を用いて汎用劣化曲線を求める期間の開始点は、定常摩耗時の発生摩耗粒子数の増加が確認された時点(発生摩耗粒子数の平均値に標準偏差+σを加算した値を逸脱した点)とした。また、軸受にフレーキングが発生すると、それに伴う振動が生じるため、その振動が一定値を超えたときには試験を終了させた。汎用劣化曲線を求める期間の終了点は、異常摩耗時における発生摩耗粒子数の最大点とした。
図16は、上記試験の計測結果(摩耗粒子数の変化、及びその近似曲線)の例を示している。
The starting point of the period for obtaining the general-purpose deterioration curve using the above testing machine is the point at which the increase in the number of generated wear particles during steady wear was confirmed (deviated from the value obtained by adding standard deviation + σ to the average value of the number of generated wear particles) Point). Further, when flaking occurs in the bearing, vibration associated therewith occurs, so the test was terminated when the vibration exceeded a certain value. The end point of the period for obtaining the general-purpose deterioration curve was the maximum point of the number of generated wear particles during abnormal wear.
FIG. 16 shows an example of measurement results of the above test (changes in the number of wear particles and approximate curves thereof).

図17は、上例を含む諸条件における計測値から求められた劣化状態値(摩耗粒子増加率ΔPC)の近似曲線を、時間軸を無次元量化し、且つ劣化状態値を無次元量化して表したグラフである。本図を見れば、条件によらず、無次元量化した時間に対する無次元量化した摩耗粒子増加率ΔPC’の変化は、1つの曲線によって表すことができることが分かる。その曲線は、図18に示すように、指数関数を用いて表すことができる。同図に示された関数の定数は、上記諸条件における近似曲線の平均値である。
図18に示した曲線が汎用劣化曲線であり、摩耗粒子数の変化を計測することによって転がり軸受の疲労摩耗を管理し得る指標となる。
FIG. 17 shows an approximate curve of a deterioration state value (abrasion particle increase rate ΔPC) obtained from measured values under various conditions including the above example, with the time axis made dimensionless and the deterioration state value made dimensionless. It is a represented graph. From this figure, it can be seen that the change of the dimensionless amount of wear particle increase ΔPC ′ with respect to the dimensionless amount of time can be represented by one curve regardless of the conditions. The curve can be expressed using an exponential function as shown in FIG. The constant of the function shown in the figure is the average value of the approximate curve under the above conditions.
The curve shown in FIG. 18 is a general-purpose deterioration curve, which is an index that can manage the fatigue wear of a rolling bearing by measuring the change in the number of wear particles.

実際の回転機械(実機)には、種々のサイズの転がり軸受が用いられている。転がり軸受が損傷に至る疲労摩耗の進展過程は、軸受サイズにはよらず同様であり、前記試験機(図15)を用いて作成された汎用劣化曲線は、種々の軸受サイズを備える実機に適用可能と考えられる。この点を確かめるため、前記加速試験で用いたものとはサイズが異なる、別の転がり軸受を使用して試験を行った。   Various sizes of rolling bearings are used in actual rotating machines (actual machines). The progress of fatigue wear leading to damage to the rolling bearing is the same regardless of the bearing size, and the general-purpose deterioration curve created using the test machine (FIG. 15) is applied to actual machines having various bearing sizes. It seems possible. In order to confirm this point, a test was performed using another rolling bearing having a size different from that used in the acceleration test.

この別の転がり軸受に対して、諸条件により複数回行った試験結果をまとめると、図19のとおりであった。同図は、各回に計測された摩耗粒子数を基に算出された摩耗粒子増加率ΔPC’(無次元量)の、時間(無次元量)に対する変化を表している。このように時間軸及び摩耗粒子増加率ΔPCを無次元量とすることによって、軸受や油量の違いの影響を除くことができ、対象とする実機の条件によらず比較可能となる。
図19から明らかなように、摩耗粒子増加率ΔPC’の近似曲線は、軸受サイズにはよらず、また条件にはよらず、指数関数による1つの曲線として表すことができる。そして、前記加速試験により作成された汎用劣化曲線とよく一致する。
FIG. 19 shows a summary of the test results of the different rolling bearings performed several times under various conditions. The figure shows the change of the wear particle increase rate ΔPC ′ (dimensionless amount) calculated based on the number of wear particles measured each time with respect to time (dimensionless amount). Thus, by making the time axis and the wear particle increase rate ΔPC non-dimensional, the influence of the difference in the bearing and the oil amount can be eliminated, and comparison is possible regardless of the conditions of the target actual machine.
As is clear from FIG. 19, the approximate curve of the wear particle increase rate ΔPC ′ can be expressed as one curve by an exponential function regardless of the bearing size and the conditions. And it agrees well with the general-purpose deterioration curve created by the acceleration test.

したがって、前記汎用劣化曲線作成方法は、広く実機に備えられる転がり軸受の疲労摩耗状態の評価に適用することが可能である。また、実機にフレーキングが発生するまでの余寿命は、前記機械寿命予測方法によって評価可能であることが分かる。
実機への汎用劣化曲線の適用に当たっては、転がり軸受の潤滑油中の摩耗粒子数を計測し、その摩耗粒子数又は劣化状態値が一定の値を超えた時点(劣化進行点)以降、摩耗粒子数の変化を監視するようにすればよい。その監視期間においては、計測された摩耗粒子数を基に劣化状態値(摩耗粒子増加率ΔPC)を算出し、汎用劣化曲線に対応させることによって、実機の摩耗状態を評価することができる。そして、異なる時期(2回以上)の劣化状態値を汎用劣化曲線に対応させることにより、図6及び7に示したように、劣化状態値が所定の値(フレーキングを生じる値)に至るまでの時間を、回転機械(転がり軸受)の余寿命として算定することができる。
Therefore, the general-purpose deterioration curve creation method can be widely applied to the evaluation of the fatigue wear state of rolling bearings provided in actual machines. It can also be seen that the remaining life until flaking occurs in the actual machine can be evaluated by the mechanical life prediction method.
When applying general-purpose deterioration curves to actual machines, the number of wear particles in the rolling bearing lubricant is measured, and after the number of wear particles or deterioration state value exceeds a certain value (deterioration progress point), the wear particles What is necessary is just to monitor the change of a number. During the monitoring period, the deterioration state value (wear particle increase rate ΔPC) is calculated based on the measured number of wear particles, and the wear state of the actual machine can be evaluated by corresponding to the general-purpose deterioration curve. Then, by causing deterioration state values at different times (two or more times) to correspond to the general-purpose deterioration curve, as shown in FIGS. 6 and 7, the deterioration state value reaches a predetermined value (a value that causes flaking). Can be calculated as the remaining life of the rotating machine (rolling bearing).

実機の潤滑油中の摩耗粒子数は、摩耗粒子計測装置5を使用し、前記実機計測機能を備えた機械寿命予測プログラムによって常時サンプリングすることが可能である。したがって、本機械寿命予測方法は、転がり軸受を備える回転機械の管理において、より詳細な診断等を実施するためのスクリーニングの手段として用いることもできる。   The number of wear particles in the lubricating oil of the actual machine can be constantly sampled by using the wear particle measuring device 5 and the machine life prediction program having the actual machine measuring function. Therefore, the present machine life prediction method can also be used as a screening means for carrying out a more detailed diagnosis or the like in the management of a rotating machine equipped with a rolling bearing.

以上に説明した各実施例から、すべり軸受、転がり軸受のいずれを備える回転機械であっても、試験機を用いることなく、実際に稼働している回転機械において摩耗粒子を継続的に計測することによっても汎用劣化曲線の作成は可能である。すなわち、潤滑油中で稼働される軸受を備える回転機械の劣化状態を評価するための汎用劣化曲線作成方法は、回転機械の潤滑油中の摩耗粒子数を計測し、その摩耗粒子数に基づく劣化状態値を算出する計測ステップと、繰り返し前記計測ステップにより前記摩耗粒子数を計測させ、各回の前記劣化状態値を収集する劣化状態値収集ステップと、前記劣化状態値収集ステップにより収集された前記劣化状態値が第1の値以上となってから第2の値になるまでの経過時間に対する前記劣化状態値の変化を汎用劣化曲線として作成する汎用劣化曲線作成ステップと、を備え、前記汎用劣化曲線は、時間が前記経過時間に基づいて無次元量化され、且つ前記劣化状態値が前記第1の値及び前記第2の値に基づき無次元量化されているように構成することができる。
上記劣化状態値として、単位油量当りの前記摩耗粒子の数、その単位時間当りの増加数、その増加率等を適宜選択することができる。
From each of the embodiments described above, it is possible to continuously measure wear particles in a rotating machine that is actually operating without using a testing machine, regardless of whether it is a rotating machine equipped with a slide bearing or a rolling bearing. It is possible to create a general-purpose deterioration curve. That is, the general-purpose deterioration curve generation method for evaluating the deterioration state of a rotating machine equipped with a bearing operated in lubricating oil measures the number of wear particles in the lubricating oil of the rotating machine, and the deterioration based on the number of wear particles. A measurement step for calculating a state value; a deterioration state value collecting step for collecting the deterioration state value each time by causing the wear particle count to be repeatedly measured by the measurement step; and the deterioration collected by the deterioration state value collecting step. A general-purpose deterioration curve creating step of creating a change in the deterioration state value with respect to an elapsed time from when the state value becomes equal to or higher than the first value to the second value as a general-purpose deterioration curve; Is configured such that time is dimensionlessly quantified based on the elapsed time, and the deterioration state value is dimensionlessly quantified based on the first value and the second value. Door can be.
As the deterioration state value, the number of the wear particles per unit oil amount, the increase number per unit time, the increase rate, and the like can be appropriately selected.

また、上記汎用劣化曲線作成方法を行う汎用劣化曲線作成プログラムを構成することができる。すなわち、潤滑油中で稼働される軸受を備える回転機械の劣化状態を評価するための汎用劣化曲線作成プログラムは、前記潤滑油中の摩耗粒子数を計測し、その摩耗粒子数に基づく劣化状態値を算出する計測機能と、繰り返し前記計測機能により前記摩耗粒子数を計測させ、各回の前記劣化状態値を収集する劣化状態値収集機能と、前記劣化状態値収集機能により収集された前記劣化状態値が第1の値以上となってから第2の値になるまでの経過時間に対する前記劣化状態値の変化を汎用劣化曲線として作成する汎用劣化曲線作成機能と、をコンピュータに実現させ、前記汎用劣化曲線は、時間が前記経過時間に基づいて無次元量化され、且つ前記劣化状態値が前記第1の値及び前記第2の値に基づき無次元量化されているように構成することができる。   In addition, a general-purpose deterioration curve creation program that performs the above-described general-purpose deterioration curve creation method can be configured. That is, a general-purpose deterioration curve creation program for evaluating the deterioration state of a rotating machine equipped with a bearing operated in lubricating oil measures the number of wear particles in the lubricating oil, and the deterioration state value based on the number of wear particles A measurement function that calculates the wear particle number by the measurement function repeatedly, a deterioration state value collection function that collects the deterioration state value each time, and the deterioration state value collected by the deterioration state value collection function A general-purpose deterioration curve creating function for creating a general-purpose deterioration curve as a general-purpose deterioration curve for the change of the deterioration state value with respect to the elapsed time from when the value becomes equal to or greater than the first value to the second value, and the general-purpose deterioration The curve is configured such that time is dimensionlessly quantified based on the elapsed time and the degradation state value is dimensionlessly quantified based on the first value and the second value. Can.

尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。   In the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention depending on the purpose and application.

1、1A、1B;試験機、1x;回転機械(実機)、
2、2A、2B;(試験)軸受、2x;(実機の)軸受、
3、3A、3B;(試験)軸体、3x;(実機の)軸体、
4;試験潤滑油、4x;(実機の)潤滑油、
5;摩耗粒子計測装置、
6;コンピュータ、60;記憶装置、62;駆動機能、64;計測機能、66;劣化状態値収集機能、68;汎用劣化曲線作成機能、72;実機計測機能、74;寿命算定機能、
82;モータ、9;ベース、92;ハウジング。
1, 1A, 1B; test machine, 1x; rotating machine (actual machine),
2, 2A, 2B; (test) bearing, 2x; (real machine) bearing,
3, 3A, 3B; (test) shaft, 3x; (actual) shaft,
4; test lubricant, 4x; (actual) lubricant,
5; wear particle measuring device,
6; computer, 60; storage device, 62; drive function, 64; measurement function, 66; deterioration state value collection function, 68; general-purpose deterioration curve creation function, 72; actual machine measurement function, 74;
82; Motor, 9; Base, 92; Housing.

Claims (16)

潤滑油中で稼働される軸受を備える回転機械の劣化状態を評価するための汎用劣化曲線作成方法であって、
軸体及び前記回転機械と同一素材の軸受を備え、前記軸受に所定の荷重を与えて前記軸体を潤滑油中で回転させる試験機を使用し、
前記試験機の前記軸体を所定の回転数で回転させる駆動ステップと、
前記潤滑油中の摩耗粒子数を計測し、その摩耗粒子数に基づく劣化状態値を算出する計測ステップと、
前記駆動ステップにより前記軸体の回転を開始させた後、繰り返し前記計測ステップにより前記摩耗粒子数を計測させ、各回の前記劣化状態値を収集する劣化状態値収集ステップと、
前記劣化状態値収集ステップにより収集された前記劣化状態値が第1の値以上となってから第2の値になるまでの経過時間に対する前記劣化状態値の変化を汎用劣化曲線として作成する汎用劣化曲線作成ステップと、
を備え、
前記汎用劣化曲線は、時間が前記経過時間に基づいて無次元量化され、且つ前記劣化状態値が前記第1の値及び前記第2の値に基づき無次元量化されていることを特徴とする汎用劣化曲線作成方法。
A general-purpose degradation curve creation method for evaluating the degradation state of a rotating machine equipped with a bearing operated in lubricating oil,
A test machine that includes a shaft body and a bearing made of the same material as the rotating machine, applies a predetermined load to the bearing and rotates the shaft body in lubricating oil,
A driving step of rotating the shaft body of the testing machine at a predetermined rotational speed;
A measurement step of measuring the number of wear particles in the lubricating oil and calculating a deterioration state value based on the number of wear particles;
After starting the rotation of the shaft body by the driving step, the wear state number is repeatedly measured by the measurement step, and the deterioration state value collecting step of collecting the deterioration state value each time,
General-purpose deterioration that creates a change in the deterioration state value as a general-purpose deterioration curve with respect to the elapsed time from when the deterioration state value collected by the deterioration state value collection step becomes equal to or greater than a first value until it becomes a second value. A curve creation step;
With
The general-purpose deterioration curve is characterized in that time is dimensionlessly quantified based on the elapsed time, and the deterioration state value is dimensionlessly quantified based on the first value and the second value. Deterioration curve creation method.
前記劣化状態値は、単位油量当りの前記摩耗粒子の数、その単位時間当りの増加数、及びその増加率のうちの1つである請求項1記載の汎用劣化曲線作成方法。   The method according to claim 1, wherein the deterioration state value is one of the number of the wear particles per unit oil amount, the increase number per unit time, and the increase rate thereof. 前記回転機械の軸受はすべり軸受である請求項1又は2に記載の汎用劣化曲線作成方法。   The general-purpose deterioration curve creation method according to claim 1, wherein the bearing of the rotating machine is a slide bearing. 前記回転機械の軸受は転がり軸受である請求項1又は2のいずれかに記載の汎用劣化曲線作成方法。   The general-purpose deterioration curve creation method according to claim 1, wherein the bearing of the rotating machine is a rolling bearing. 請求項1乃至4のいずれかに記載の汎用劣化曲線作成方法により作成された前記汎用劣化曲線を用いて回転機械の余寿命を予測する機械寿命予測方法であって、
前記回転機械に備えられた軸受の潤滑油中の摩耗粒子数を計測し、その摩耗粒子数に基づく劣化状態値を算出する実機計測ステップと、
前記実機計測ステップを2回以上行い、各回で算出された前記劣化状態値を前記汎用劣化曲線に対応させることにより、前記劣化状態値が所定の値に至るまでの時間を余寿命として算定する寿命算定ステップと、
を備えることを特徴とする機械寿命予測方法。
A machine life prediction method for predicting the remaining life of a rotating machine using the general-purpose deterioration curve created by the general-purpose deterioration curve creation method according to claim 1,
An actual machine measuring step of measuring the number of wear particles in the lubricating oil of the bearing provided in the rotating machine, and calculating a deterioration state value based on the number of wear particles;
A lifetime in which the actual machine measurement step is performed twice or more, and the time until the deterioration state value reaches a predetermined value is calculated as the remaining life by associating the deterioration state value calculated each time with the general-purpose deterioration curve. A calculation step;
A machine life prediction method comprising:
前記劣化状態値は、単位油量当りの前記摩耗粒子の数、その単位時間当りの増加数、及びその増加率のうちの1つである請求項5記載の機械寿命予測方法。   6. The machine life prediction method according to claim 5, wherein the deterioration state value is one of the number of the wear particles per unit oil amount, the increase number per unit time, and the increase rate thereof. 前記回転機械の軸受はすべり軸受である請求項5又は6に記載の機械寿命予測方法。   The mechanical life prediction method according to claim 5 or 6, wherein the bearing of the rotating machine is a slide bearing. 前記回転機械の軸受は転がり軸受である請求項5又は6に記載の機械寿命予測方法。   The mechanical life prediction method according to claim 5 or 6, wherein the bearing of the rotating machine is a rolling bearing. 潤滑油中で稼働される軸受を備える回転機械の劣化状態を評価するための汎用劣化曲線作成プログラムであって、
軸体及び前記回転機械と同一素材の軸受を備え、前記軸受に所定の荷重を与えて前記軸体を潤滑油中で回転させる試験機を使用し、
前記潤滑油中の摩耗粒子数を計測し、その摩耗粒子数に基づく劣化状態値を算出する計測機能と、
前記軸体の回転が開始された後、繰り返し前記計測機能により前記摩耗粒子数を計測させ、各回の前記劣化状態値を収集する劣化状態値収集機能と、
前記劣化状態値収集機能により収集された前記劣化状態値が第1の値以上となってから第2の値になるまでの経過時間に対する前記劣化状態値の変化を汎用劣化曲線として作成する汎用劣化曲線作成機能と、
をコンピュータに実現させ、
前記汎用劣化曲線は、時間が前記経過時間に基づいて無次元量化され、且つ前記劣化状態値が前記第1の値及び前記第2の値に基づき無次元量化されていることを特徴とする汎用劣化曲線作成プログラム。
A general-purpose deterioration curve creation program for evaluating the deterioration state of a rotating machine equipped with a bearing operated in lubricating oil,
A test machine that includes a shaft body and a bearing made of the same material as the rotating machine, applies a predetermined load to the bearing and rotates the shaft body in lubricating oil,
A measurement function for measuring the number of wear particles in the lubricating oil and calculating a deterioration state value based on the number of wear particles;
After the rotation of the shaft body is started, the wear state number is repeatedly measured by the measurement function, and the deterioration state value collecting function for collecting the deterioration state value each time,
General-purpose deterioration that creates a change in the deterioration state value as a general-purpose deterioration curve with respect to the elapsed time from when the deterioration state value collected by the deterioration state value collection function becomes equal to or greater than the first value until it becomes the second value Curve creation function,
Is realized on a computer,
The general-purpose deterioration curve is characterized in that time is dimensionlessly quantified based on the elapsed time, and the deterioration state value is dimensionlessly quantified based on the first value and the second value. Deterioration curve creation program.
前記劣化状態値は、単位油量当りの前記摩耗粒子の数、その単位時間当りの増加数、及びその増加率のうちの1つである請求項9記載の汎用劣化曲線作成プログラム。   The general-purpose deterioration curve creation program according to claim 9, wherein the deterioration state value is one of the number of wear particles per unit oil amount, the increase number per unit time, and the increase rate thereof. 前記回転機械の軸受はすべり軸受である請求項9又は10に記載の汎用劣化曲線作成プログラム。   The general purpose deterioration curve creation program according to claim 9 or 10, wherein the bearing of the rotating machine is a slide bearing. 前記回転機械の軸受は転がり軸受である請求項9又は10に記載の汎用劣化曲線作成プログラム。   The general-purpose deterioration curve creation program according to claim 9 or 10, wherein the bearing of the rotating machine is a rolling bearing. 請求項1乃至4のいずれかに記載の汎用劣化曲線作成方法により作成された前記汎用劣化曲線を用いて回転機械の余寿命を予測する機械寿命予測プログラムであって、
前記回転機械に備えられた軸受の潤滑油中の摩耗粒子数を計測し、その摩耗粒子数に基づく劣化状態値を算出する実機計測機能と、
前記実機計測機能による計測を2回以上行わせ、各回で算出された前記劣化状態値を前記汎用劣化曲線に対応させることにより、前記劣化状態値が所定の値に至るまでの時間を余寿命として算定する寿命算定機能と、
をコンピュータに実現させることを特徴とする機械寿命予測プログラム。
A machine life prediction program for predicting the remaining life of a rotating machine using the general-purpose deterioration curve created by the general-purpose deterioration curve creation method according to any one of claims 1 to 4,
An actual machine measurement function for measuring the number of wear particles in the lubricating oil of the bearing provided in the rotating machine and calculating a deterioration state value based on the number of wear particles;
By making the measurement by the actual machine measurement function twice or more, and by making the deterioration state value calculated each time correspond to the general-purpose deterioration curve, the time until the deterioration state value reaches a predetermined value is set as the remaining life. Life calculation function to calculate,
Machine life prediction program characterized by causing a computer to realize
前記劣化状態値は、単位油量当りの前記摩耗粒子の数、その単位時間当りの増加数、及びその増加率のうちの1つである請求項13記載の機械寿命予測プログラム。   The machine life prediction program according to claim 13, wherein the deterioration state value is one of the number of the wear particles per unit oil amount, the increase number per unit time, and the increase rate thereof. 前記回転機械の軸受はすべり軸受である請求項13又は14に記載の機械寿命予測プログラム。   The machine life prediction program according to claim 13 or 14, wherein the bearing of the rotating machine is a slide bearing. 前記回転機械の軸受は転がり軸受である請求項13又は14に記載の機械寿命予測プログラム。   The machine life prediction program according to claim 13 or 14, wherein the bearing of the rotating machine is a rolling bearing.
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