JP2017026420A - Bearing analysis device for railway vehicle - Google Patents
Bearing analysis device for railway vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017026420A JP2017026420A JP2015144149A JP2015144149A JP2017026420A JP 2017026420 A JP2017026420 A JP 2017026420A JP 2015144149 A JP2015144149 A JP 2015144149A JP 2015144149 A JP2015144149 A JP 2015144149A JP 2017026420 A JP2017026420 A JP 2017026420A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing
- vehicle
- diagnosis
- railway vehicle
- sensors
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Description
本発明は、鉄道車両の軸受の異常を診断する鉄道車両用軸受診断装置に関する。 The present invention relates to a railway vehicle bearing diagnosis apparatus for diagnosing abnormalities in railway vehicle bearings.
従来の鉄道車両用軸受診断装置として、診断対象となる軸受の使用部位毎に構成するようにしている。例えば、1車両分の軸受が診断対象となる場合、軸受の使用部位毎に設けられる。 As a conventional railway vehicle bearing diagnosis apparatus, a configuration is made for each use part of a bearing to be diagnosed. For example, when a bearing for one vehicle is to be diagnosed, it is provided for each use site of the bearing.
鉄道車両用軸受診断装置に類似する装置として、例えば特許文献1に記載されている軸受異常診断装置がある。この軸受異常診断装置は、軸受の温度を測定する複数の温度センサを有し、各温度センサからリアルタイムに得られる複数の温度情報の平均値を算出し、算出した平均値に基づく複数の軸受の相対温度差が所定の第一の閾値に達したときに、最大値を記録した温度センサの温度情報に対して点数付けを行うとともに、所定期間内における最大値を記録した温度センサの点数履歴を監視し、その監視する点数履歴の総和が所定の第二の閾値に達したときに、その点数の総和が当該第二の閾値を超えた軸受装置を異常と判定する。
As an apparatus similar to a railway vehicle bearing diagnosis apparatus, for example, there is a bearing abnormality diagnosis apparatus described in
しかしながら、従来の鉄道車両用軸受診断装置においては、1車両分の軸受を診断対象とした場合、個々の軸受に対して設ける必要があるため、装置が大型化したり、配線が複雑になったりするなどの課題がある。 However, in the conventional bearing diagnosis apparatus for railway vehicles, when bearings for one vehicle are targeted for diagnosis, it is necessary to provide the bearings for each bearing, so that the apparatus becomes large and the wiring becomes complicated. There are issues such as.
また、特許文献1に記載されている軸受異常診断装置のように、複数の軸受の個々の温度をリアルタイムに取得したデータをリアルタイムに解析しているものが殆どであり、早期診断の手法となっているが、このような手法では、処理速度維持のために高性能な演算処理部が必要となり、装置が高額になるという課題がある。
Further, as in the bearing abnormality diagnosis device described in
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、1車両分の軸受が診断対象となっても装置の大型化及び配線の複雑化を抑制でき、また軸受の異常診断を行うための演算に高性能な演算処理部を必要としない鉄道車両用軸受診断装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to suppress the enlargement of the apparatus and the complexity of the wiring even when the bearing for one vehicle is a diagnosis target, and to diagnose the abnormality of the bearing. It is an object of the present invention to provide a railway vehicle bearing diagnostic apparatus that does not require a high-performance arithmetic processing unit for the arithmetic operation.
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) 鉄道車両用軸受に設けられる複数のセンサと、前記複数のセンサの検知出力に基づき異常診断を行う演算処理部と、を備える鉄道車両用軸受診断装置であって、
前記複数のセンサの検知出力を1車両分の検知出力として統合し、
前記演算処理部は、前記1車両分の検知出力に基づき異常に先立つ予兆現象を検出し、前記予兆現象を検出した場合に限り、前記1車両分の検知出力の解析及び判定を行うことにより異常診断を行う、鉄道車両用軸受診断装置。
The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
(1) A railway vehicle bearing diagnosis apparatus comprising: a plurality of sensors provided in a railway vehicle bearing; and an arithmetic processing unit that performs abnormality diagnosis based on detection outputs of the plurality of sensors.
Integrating the detection outputs of the plurality of sensors as detection outputs for one vehicle,
The arithmetic processing unit detects a sign phenomenon preceding an abnormality based on the detection output for the one vehicle, and performs an abnormality by analyzing and determining the detection output for the one vehicle only when the sign phenomenon is detected. Railway vehicle bearing diagnostic device that performs diagnosis.
(2) 前記複数のセンサは、温度センサ及び/又は振動センサを含む、上記(1)に記載の鉄道車両用軸受診断装置。 (2) The bearing diagnosis apparatus for a railway vehicle according to (1), wherein the plurality of sensors include a temperature sensor and / or a vibration sensor.
(3) 前記1車両分の検知出力としての統合は、前記複数のセンサの検知出力をケーブルの結束又は中継ボックスにて行う、上記(1)又は(2)に記載の鉄道車両用軸受診断装置。 (3) The railway vehicle bearing diagnosis apparatus according to (1) or (2), wherein the integration as the detection output for the one vehicle is performed by bundling cables or using a relay box. .
本発明によれば、1車両分の軸受が診断対象となっても装置の大型化及び配線の複雑化を抑制でき、また軸受の異常診断を行うための演算に高性能な演算処理部を必要としない鉄道車両用軸受診断装置を提供することができる。 According to the present invention, even if a bearing for one vehicle is a diagnosis target, it is possible to suppress the enlargement of the device and the complexity of the wiring, and a high-performance arithmetic processing unit is required for the calculation for performing a bearing abnormality diagnosis. It is possible to provide a railway vehicle bearing diagnosis apparatus that does not.
以下、本発明の一実施形態に係る鉄道車両用軸受診断装置について図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る鉄道車両用軸受診断装置1の概略構成を示すブロック図である。また、図2は、鉄道車両用軸受診断装置1の車両2への取り付け状態を示す図である。また、図3は、鉄道車両用軸受診断装置1が取り付けられた車両2の台車3A,3Bの概略構成と軸受24の位置を示す図である。また、図4は、鉄道車両用軸受診断装置1の温度センサ11及び振動センサ12の軸受24への取り付け状態を示す図である。
Hereinafter, a railway vehicle bearing diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a railway vehicle bearing
図3において、本実施形態に係る鉄道車両用軸受診断装置1は、車両2の車軸21、駆動装置(「歯車装置」とも言う)22及び主電動機23のそれぞれに設けられた回転部品である軸受24の異常を診断する装置である。鉄道車両用軸受診断装置1は車両2の底面に取り付けられる。車両2は、2つの台車3A,3Bを有しており、各台車3A,3Bには車軸21、駆動装置22及び主電動機23がそれぞれ2つずつ設けられている。
In FIG. 3, a railway vehicle bearing
図4に示すように、車軸21に設けられた軸受24は、車軸21の回転軸210に外嵌される内輪211と、ハウジング等に内嵌される外輪212と、内輪211及び外輪212との間で転動可能に配置された複数の転動体213と、転動体213を転動自在に保持する不図示の保持器とを有する。駆動装置22及び主電動機23それぞれに設けられた軸受24も同様の構造を採るので、説明を省略する。
As shown in FIG. 4, the
車両2の車軸21、駆動装置22及び主電動機23の個々に設けられた軸受24には温度や振動を検知するためのセンサとして、温度センサ11及び振動センサ12が取り付けられている。1車両分の車軸21には、8個の温度センサ11と8個の振動センサ12が取り付けられ、1車両分の駆動装置22には、4個の温度センサ11と4個の振動センサ12が取り付けられる。また、1車両分の主電動機23には、4個の温度センサ11と4個の振動センサ12が取り付けられる。
A
温度センサ11には、例えば熱電対、サーミスタ、赤外線センサ等が用いられる。振動センサ12には、例えば加速度センサ、AE(Acoustic Emission)センサ、超音波センサ、ショックパルスセンサ等が用いられる。また、加速度、速度、歪み、応力、変位等を検出することで、等価的に振動を検出して電気信号に変換することができるものも適宜使用することができる。なお、振動センサ12を、周辺ノイズが多いことが予想される車軸21、駆動装置22及び主電動機23に取り付ける際には、絶縁型を使用する方が周辺ノイズの影響を抑制できて好適である。さらに、振動センサ12に圧電素子等の振動検出素子を使用する場合は、この素子を樹脂で一体成型する構成とすることで、耐水性、耐衝撃性を持たせることができる。
For the
図1において、鉄道車両用軸受診断装置1は、車軸センサ入力部13と、駆動・主電動機センサ入力部14と、電源部15と、車軸I/Fボード16と、駆動・主電動機I/Fボード17と、CPUユニット(演算処理部)18と、電源ユニット19とを有する。
In FIG. 1, a railway vehicle bearing
車軸センサ入力部13は、車両2の各車軸21に設けられた軸受24に取り付けられた温度センサ11と振動センサ12の検知出力を入力する。すなわち、車軸センサ入力部13は、1車両分の車軸21に対して設けられた8個の温度センサ11の個々の検知出力と8個の振動センサ12の個々の検知出力を入力する。
The axle sensor input unit 13 inputs detection outputs of the
駆動・主電動機センサ入力部14は、車両2の各駆動装置22及び各主電動機23に設けられた軸受24に取り付けられた温度センサ11と振動センサ12の検知出力を入力する。すなわち、駆動・主電動機センサ入力部14は、1車両分の駆動装置22に対して設けられた4個の温度センサ11の個々の検知出力と4個の振動センサ12の個々の検知出力を入力するとともに、1車両分の主電動機23に対して設けられた4個の温度センサ11の個々の検知出力と4個の振動センサ12の個々の検知出力を入力する。
The drive / main motor sensor input unit 14 inputs detection outputs of the
車両2の車軸21、駆動装置22及び主電動機23の個々の軸受24に取り付けられた温度センサ11及び振動センサ12にはケーブル30,31(図4参照)が接続されており、これらのケーブル30,31が結束により統合されて、車軸センサ入力部13と駆動・主電動機センサ入力部14に接続される。なお、複数の温度センサ11及び振動センサ12の個々の検知出力を不図示の中継ボックスでデジタル化した後、パラレル/シリアル変換して車軸センサ入力部13と駆動・主電動機センサ入力部14に入力するようにしてもよい。この場合、車軸センサ入力部13と駆動・主電動機センサ入力部14の入力形態をシリアル入力形式にするか、車軸センサ入力部13と駆動・主電動機センサ入力部14の直前にシリアル/パラレル変換器を設ければよい。このように、複数の温度センサ11及び振動センサ12の個々の検知出力を1車両分の検知出力として統合することで、鉄道車両用軸受診断装置1の大型化及び配線の複雑化を抑制できる。
電源部15は、車軸センサ入力部13及び駆動・主電動機センサ入力部14を動作させるための電源をこれらに供給する。車軸I/Fボード16は、車軸センサ入力部13をCPUユニット18に接続する。駆動・主電動機I/Fボード17は、駆動・主電動機センサ入力部14をCPUユニット18に接続する。電源ユニット19は、車軸I/Fボード16、駆動・主電動機I/Fボード17及びCPUユニット18を動作させるための電源をこれらに供給する。
The power supply unit 15 supplies power to operate the axle sensor input unit 13 and the drive / main motor sensor input unit 14. The axle I / F board 16 connects the axle sensor input unit 13 to the
CPUユニット18は、不図示のCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、A/D変換器、増幅器、DSP(Digital Signal Processor)等により構成される。ROMには車両2に設けられた軸受24の診断処理用のプログラムが保持されている。CPUユニット18は、当該プログラムに従い、1車両分の軸受24に取り付けられた温度センサ11及び振動センサ12の検知出力の解析及び判定を行うことにより、軸受24の異常診断を行う。
The
特に、CPUユニット18が行う異常診断においては、異常に先立つ予兆現象を検出し、予兆現象を検出した場合に限り、1車両分の温度及び振動の検知出力の解析及び判定を行う。通常、軸受に診断を必要とする異常が発生する場合、例えば急激な温度上昇や振動の振れ幅が増大する等の予兆現象が必ず存在する。予兆現象の検出は、過去値との比較や所定値との比較によって行うことができるため、実現が比較的容易である。また、予兆現象を検出した場合(例えば、温度が80℃以上になった場合)にのみ診断処理(解析→診断)を行えばよいため、複数の軸受24の個々の温度及び振動をリアルタイムに取得したデータをリアルタイムに解析する従来技術よりも演算負荷を小さくできる。この場合、予兆現象を検出してから診断処理を行っても、従来技術と同等の精度で軸受24の異常診断を行うことができる。
In particular, in the abnormality diagnosis performed by the
図5は、CPUユニット18の処理の概要を示すフローチャートである。同図において、CPUユニット18は、1車両分の軸受24の温度と振動に対するデータ計測を行い(ステップS1)、計測結果に対して予兆判定を行う(ステップS2)。すなわち、CPUユニット18は、1車両分の軸受24の温度センサ11及び振動センサ12の検知出力を1つずつ取り込んで過去値と比較し、該過去値と同一であれば、予兆現象なしと判定して次の温度又は振動の検知出力を取り込む。これに対し、取り込んだ検知出力が過去値と異なると、予兆現象ありと判定して、当該検知出力の温度センサ11又は振動センサ12を一時的に記憶する。この処理を1車両分の全ての温度センサ11及び振動センサ12に対して行う。
FIG. 5 is a flowchart showing an outline of processing of the
1車両分の温度センサ11及び振動センサ12に対して予兆判定を行った後、予兆現象ありと判定した検知出力の温度センサ11又は振動センサ12が存在する場合、CPUユニット18は、他の処理を中断して、当該センサの検知出力の解析(ステップS3)及び判定(ステップS4)を行い、当該センサが取り付けられた軸受24の異常診断を行う。CPUユニット18は、ステップS1〜ステップS4の処理を所定時間毎に行う。CPUユニット18は、予兆現象を複数検知した場合、予め優先順位付けされた順序に従って重要度の高い診断を最優先する。このように、予兆現象ありのときだけ該当する軸受24に対して診断処理(解析→判定)を行うので、CPUユニット18に演算能力の高い高性能なものを必要としない。なお、従来は、1車両分の全てのセンサに対して診断処理(解析→判定)を行い、しかもリアルタイム性を維持するために、センサ数に応じた演算能力を必要としたため、高性能なCPUユニットが必要であった。
If the
図6は、従来の鉄道車両用軸受診断装置のCPUユニット180の処理の概要を示すフローチャートである。同図に示すCPUユニット180は、1車両分の軸受24の温度と振動に対するデータ計測を行い(ステップS10)、これにより得られた検知出力を解析し(ステップS11)、解析結果を判定する(ステップS12)。すなわち、CPUユニット180は、1車両分の全ての温度センサ11及び振動センサ12の検知出力を1つずつ取り込んで解析・判定を行う。この処理では、リアルタイム性を追求するが故にセンサ数に応じて演算能力を必要とするので、CPUユニット180に演算能力の高い高性能なものが必要となる。
FIG. 6 is a flowchart showing an outline of processing of the
このように本実施形態に係る鉄道車両用軸受診断装置1によれば、2台車3A,3Bを有する車両2の1車両分の温度センサ11及び振動センサ12の個々の検知出力を1車両分の検知出力として統合するようにしたので、鉄道車両用軸受診断装置1の大型化及び配線の複雑化を抑制できる。また、複数の車両2を統合することが可能となるので、鉄道車両1編成分の軸受診断を低コストで行うことが可能となる。
As described above, according to the railway vehicle bearing
また、軸受24の異常診断において、予兆現象ありのときだけ該当する軸受24に対して診断処理(解析→判定)を行うので、センサ数に応じた演算能力を必要とせず、CPUユニット18に演算能力の高い高性能なものを必要としない。すなわち、鉄道車両用軸受診断装置1を安価に提供できる。
Further, in the abnormality diagnosis of the
なお、本実施形態に係る鉄道車両用軸受診断装置1に、液晶モニタ等のディスプレイを有し、CPUユニット18による異常診断結果を視覚表示する結果表示部を設けてもよい。
The railway vehicle bearing
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適用可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be applied without departing from the gist of the present invention.
1 鉄道車両用軸受診断装置
2 車両
3A,3B 台車
11 温度センサ
12 振動センサ
13 車軸センサ入力部
14 駆動・主電動機センサ入力部
15 電源部
16 車軸IFボード
17 駆動・主電動機IFボード
18 CPUユニット
19 電源ユニット
21 車軸
22 駆動装置
23 主電動機
24 軸受
30,31 ケーブル
210 回転軸
211 内輪
212 外輪
213 転動体
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記複数のセンサの検知出力を1車両分の検知出力として統合し、
前記演算処理部は、前記1車両分の検知出力に基づき異常に先立つ予兆現象を検出し、前記予兆現象を検出した場合に限り、前記1車両分の検知出力の解析及び判定を行うことにより異常診断を行う、鉄道車両用軸受診断装置。 A railway vehicle bearing diagnosis apparatus comprising: a plurality of sensors provided in a railway vehicle bearing; and an arithmetic processing unit that performs abnormality diagnosis based on detection outputs of the plurality of sensors.
Integrating the detection outputs of the plurality of sensors as detection outputs for one vehicle,
The arithmetic processing unit detects a sign phenomenon preceding an abnormality based on the detection output for the one vehicle, and performs an abnormality by analyzing and determining the detection output for the one vehicle only when the sign phenomenon is detected. Railway vehicle bearing diagnostic device that performs diagnosis.
前記複数のセンサは、温度センサ及び/又は振動センサを含む、鉄道車両用軸受診断装置。 The bearing diagnosis apparatus for a railway vehicle according to claim 1,
The bearing diagnosis apparatus for a railway vehicle, wherein the plurality of sensors include a temperature sensor and / or a vibration sensor.
前記1車両分の検知出力としての統合は、前記複数のセンサの検知出力をケーブルの結束又は中継ボックスにて行う、鉄道車両用軸受診断装置。 The bearing diagnosis device for a railway vehicle according to claim 1 or 2,
The railway vehicle bearing diagnosis apparatus, in which the integration of detection outputs for one vehicle is performed by cable bundling or relay boxes.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015144149A JP2017026420A (en) | 2015-07-21 | 2015-07-21 | Bearing analysis device for railway vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015144149A JP2017026420A (en) | 2015-07-21 | 2015-07-21 | Bearing analysis device for railway vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017026420A true JP2017026420A (en) | 2017-02-02 |
Family
ID=57945783
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015144149A Pending JP2017026420A (en) | 2015-07-21 | 2015-07-21 | Bearing analysis device for railway vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017026420A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020038124A (en) * | 2018-09-04 | 2020-03-12 | 日本精工株式会社 | Bearing abnormality diagnosis system and bearing abnormality diagnosis method |
-
2015
- 2015-07-21 JP JP2015144149A patent/JP2017026420A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020038124A (en) * | 2018-09-04 | 2020-03-12 | 日本精工株式会社 | Bearing abnormality diagnosis system and bearing abnormality diagnosis method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9423290B2 (en) | Abnormality diagnostic device for rolling bearing, wind turbine generation apparatus and abnormality diagnostic system | |
JP6183346B2 (en) | Abnormality diagnosis device, bearing, rotating device, industrial machine and vehicle | |
CN106020116A (en) | Robot controller capable of performing fault diagnosis of robot | |
JP6388103B1 (en) | Vibration analyzer and machine parts diagnostic system | |
JP5553002B2 (en) | Bearing abnormality diagnosis device, railway vehicle equipped with the same, and bearing abnormality diagnosis method | |
JP6961424B2 (en) | Failure diagnosis system | |
US11951615B2 (en) | Malfunction-type determination device and malfunction-type determination method | |
EP3792015A1 (en) | Robot control apparatus, maintenance management method, and maintenance management program | |
KR102697028B1 (en) | Abnormal diagnosis method and abnormal diagnosis device of cloud bearing | |
JP6852476B2 (en) | Rotating machine condition monitoring system, rotating machine condition monitoring method, programs and recording media | |
TW201607234A (en) | Electric motor control device | |
JP2018179986A (en) | Abnormality diagnostic device and program | |
JP2018185256A (en) | Device and method for diagnosing railway vehicle apparatus | |
WO2019221251A1 (en) | Bearing state monitoring method and state monitoring device | |
KR20110131411A (en) | Hub bearing test method | |
JP2017026420A (en) | Bearing analysis device for railway vehicle | |
JP2006285884A (en) | Failure diagnosis method and control apparatus therewith | |
JP7332379B2 (en) | CONDITION MONITORING DEVICE, TRANSPORT VEHICLE INSTALLING CONDITION MONITORING DEVICE, AND CONDITION MONITORING METHOD | |
JP6796562B2 (en) | Representative data selection device, device diagnostic device, program and representative data selection method | |
JP2017062196A (en) | Bearing damage sing diagnosis device | |
CN113167680A (en) | Method and apparatus for diagnosing a robot | |
KR100651190B1 (en) | A system of hindrance diagnose of electromotor for cooling in electrical railway | |
WO2022131170A1 (en) | Anomaly detection device, anomaly detection method, anomaly detection program, and system for detecting anomaly in bearing | |
JP7319399B2 (en) | In-vehicle equipment, communication system | |
CN114450647B (en) | Diagnosis of technical systems |