JP2017125691A - Bearing control device and bearing control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軸受制御装置に係り、特に、軸受劣化制御に好適な軸受制御装置及び軸受制御システムに関する。 The present invention relates to a bearing control device, and more particularly to a bearing control device and a bearing control system suitable for bearing deterioration control.
軸受は回転機器の回転を促すための機器である。軸受が故障した場合、回転機器の動作停止が生ずる恐れがある。そこで、軸受の劣化が生じないようメンテナンス作業が行われている。
軸受の状態を判定する技術として、例えば特許文献1に記載される技術が提案されている。特許文献1では、センサ(音響センサ、振動センサ、超音波センサ)より得られる測定データを1回転分或いは1周期(間欠回転)分の検波波形から、振幅分布波形を求め、当該振幅分布波形から基準分布波形(推定正規化波形)を求め、求めた基準分布波形と振幅分布波形に基づき、軸受の状態(正常/異常)を判定する構成が開示されている。そして、振幅分布波形から、最頻値Fmaxより振幅が大となる領域で近似曲線を生成し、その勾配を閾値と比較し軸受の状態を判定する構成、更には、振幅分布波形のうち基準分布波形と同一の振幅での頻度が上回る部分と、所定の基準頻度Frefとの領域の面積ARを閾値と比較し状態を判定(正常/異常)する構成が記載されている。
The bearing is a device for promoting the rotation of the rotating device. If the bearing breaks down, the operation of the rotating equipment may be stopped. Therefore, maintenance work is performed so as not to cause deterioration of the bearing.
As a technique for determining the state of the bearing, for example, a technique described in
また、特許文献2には、玉軸受及びころ軸受が開示され、ロータの中心軸に対し相互に直交に径方向に配置されるセンサ(位置センサ)からの測定データに基づき、ロータの振動ベクトルを算出し、得られたロータの振動ベクトルと逆方向の圧力ベクトルを発生させる構成が開示されている。そして、特許文献2では、上記逆方向のベクトルを発生させるため、軸受の横断面において、相互に直交するよう4カ所に配される潤滑油供給孔より供給する潤滑油量を制御し、ロータの振動を抑制(制振)する構成が記載されている。
しかしながら、特許文献1では、センサより入力される測定データに基づき、軸受の正常/異常を容易に判断する構成が開示されているに過ぎず、測定対象である軸受の経時変化を含む劣化特性情報(劣化特性曲線)については何ら考慮されていない。
また、特許文献2には、ロータの振動を抑制する制振装置が開示されているに過ぎず、そもそも測定対象である軸受の劣化については考慮されておらず、ましてや、測定対象である軸受の経年変化又は経時変化を含む劣化特性情報(劣化特性曲線)については何ら考慮されていない。
また、軸受は潤滑油の状態或いは稼働状態によっても、軸受そのものの劣化特性が異なる。そのため、高精度な劣化特性曲線を推定するためには、軸受が据え付けられる現場で故障するまで稼働データを計測する必要がある。しかしながら、軸受に対し負荷を与えることなく通常状態で軸受を稼働させた場合、軸受は安全係数が高く故障するまでに30年〜50年ほどの時間を要する。従って、高精度な劣化特性曲線を短時間で取得することが強く望まれている。
However,
Further,
Further, the deterioration characteristics of the bearing itself vary depending on the state of the lubricating oil or the operating state. Therefore, in order to estimate a highly accurate deterioration characteristic curve, it is necessary to measure operation data until failure occurs at the site where the bearing is installed. However, when the bearing is operated in a normal state without applying a load to the bearing, the bearing has a high safety factor and requires about 30 to 50 years until failure. Therefore, it is strongly desired to acquire a highly accurate deterioration characteristic curve in a short time.
そこで、本発明は、軸受を有する回転機械の稼働前に、予め当該軸受の劣化特性曲線を短時間で取得し、この取得された軸受の劣化特性曲線に基づき、軸受の劣化診断の高精度化を可能とする軸受制御装置及び軸受制御システムを提供する。 Therefore, the present invention acquires the deterioration characteristic curve of the bearing in advance in a short time before the operation of the rotating machine having the bearing, and based on the acquired deterioration characteristic curve of the bearing, improves the accuracy of the deterioration diagnosis of the bearing. Provided are a bearing control device and a bearing control system that enable the above.
上記課題を解決するため、本発明に係る軸受制御装置は、測定対象である回転体の軸受に、負荷を与える負荷発生部と、前記与えられた負荷によって時間の経過とともに前記測定対象に生じる劣化特性情報を取得する劣化特性情報取得部と、を備え、前記負荷発生部は、前記取得された劣化特性情報に基づいて前記測定対象に与える負荷を変化させることを特徴とする。
また、本発明に係る軸受制御システムは、少なくともロータを有する回転機械と、前記ロータを回転可能に支持する軸受と、前記軸受を制御する軸受制御装置と、を備え、前記軸受制御装置は、測定対象である回転体の軸受に、負荷を与える負荷発生部と、前記与えられた負荷によって時間の経過とともに前記測定対象に生じる劣化特性情報を取得する劣化特性情報取得部と、を有し、前記負荷発生部は、前記取得された劣化特性情報に基づいて、前記測定対象に与える負荷を変化させることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, a bearing control device according to the present invention includes a load generating unit that applies a load to a bearing of a rotating body that is a measurement target, and deterioration that occurs in the measurement target over time due to the given load. A deterioration characteristic information acquisition unit that acquires characteristic information, wherein the load generation unit changes a load applied to the measurement object based on the acquired deterioration characteristic information.
In addition, a bearing control system according to the present invention includes a rotating machine having at least a rotor, a bearing that rotatably supports the rotor, and a bearing control device that controls the bearing. A load generating unit that applies a load to the bearing of the rotating body that is a target, and a deterioration characteristic information acquiring unit that acquires deterioration characteristic information generated in the measurement target over time due to the applied load, and The load generation unit changes a load applied to the measurement target based on the acquired deterioration characteristic information.
本発明によれば、軸受を有する回転機械の稼働前に、予め当該軸受の劣化特性曲線が短時間で得られることから、この推定された軸受の劣化特性曲線に基づき、軸受の劣化診断の高精度化を可能とする軸受制御装置及び軸受制御システムを提供することが可能となる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
According to the present invention, since the deterioration characteristic curve of the bearing can be obtained in advance in a short time before the operation of the rotating machine having the bearing, the bearing deterioration diagnosis can be performed based on the estimated deterioration characteristic curve of the bearing. It is possible to provide a bearing control device and a bearing control system that enable accuracy.
Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.
本明細書において、「軸受を有する回転装置」とは、玉軸受又はころ軸受を含み、玉軸受又はころ軸受を構成する内輪が回転するものをいう。また、本明細書において「軸受を有する回転装置」を、単に、軸受と称する場合もある。
また、本明細書において、軸受には、上述の玉軸受、ころ軸受に加え、磁気軸受も含むものである。更に、本明細書においては、「劣化特性曲線」とは、軸受を有する回転装置の経時変化を含む劣化特性情報を含む。
In this specification, the “rotating device having a bearing” includes a ball bearing or a roller bearing, and an inner ring that constitutes the ball bearing or the roller bearing rotates. In the present specification, the “rotating device having a bearing” may be simply referred to as a bearing.
In the present specification, the bearing includes a magnetic bearing in addition to the above-described ball bearing and roller bearing. Further, in the present specification, the “deterioration characteristic curve” includes deterioration characteristic information including a change with time of a rotating device having a bearing.
以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施例に係る実施例1の軸受制御システムの概略全体構成図である。図1に示すように、軸受制御システム100は、ロータ3を有する回転機械4、ロータ3を回転可能に支持する軸受を有する回転装置2、軸受を有する回転装置2に取り付けられたセンサ5、及び、少なくともセンサ5からの計測値を取得し、軸受を有する回転装置2及び/又はロータ3に印加(付与)する負荷を制御する軸受制御装置1を備える。ここで、回転機械4は、例えば、タービン、発電機、電動機、又は圧縮機等である。
FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram of a bearing control system according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a
図2に、図1に示す軸受を有する回転装置2のA−A断面矢視図を示す。図2に示すように、軸受を有する回転装置2は、ロータ3の外周面を覆うように配される円筒状の内輪21、円筒状の内輪21の外周面を覆い且つ内輪21の外周面より径方向外側に所定の間隔にて離間し同心円状に配される円筒状の外輪22、及び、外輪22の外周面を覆い且つ外輪22の外周面より径方向に僅かな間隙を介して配される円筒状のハウジング24を備える。また、円筒状の内輪21の外周面には、周方向に所定の間隔にて円弧状の深溝が複数形成されている。一方、円筒状の外輪22の内周面には、上記内輪21の外周面に形成された深溝と対向する位置に円弧状の深溝が形成されている。すなわち、内輪21の外周面に形成された深溝と、外輪22の内周面に形成された深溝とは、径方向に整列するよう配されている。これら、内輪21の外周面に形成された深溝と外輪22の内周面に形成された深溝との間に玉23が配されている。これにより、ラジアル荷重、アキシャル荷重、又はこれらの組み合わせである合成荷重を受けることができる。
FIG. 2 shows an AA cross-sectional arrow view of the
図2に示す例では、玉23の数は10個であるが、玉23の個数は10個に限られるものでは無い。また、図2に示す軸受を有する回転装置2は、深溝玉軸受であり、少なくとも、外輪22の外周面とハウジング24の内周面との僅かな間隙及び、ロータ3の外周面と内輪21の内周面との間には、潤滑油が充填されている。なお、図2では図示しないが、軸受を有する回転装置2は、潤滑油の供給路及び潤滑油を軸受を有する回転装置2の外部へ排出(除去)するためのオイルドレーンを備える。
また、図2に示すように、円筒状のハウジング24の外周面に、ロータ3の軸心から見て直交する位置に、センサ5a及びセンサ5bが取り付けられている。ここで、センサ5a及びセンサ5bとして、例えば、振動センサ(加速度ピックアップ)、音響センサ、或いは温度センサ等が用いられる。
In the example illustrated in FIG. 2, the number of
Further, as shown in FIG. 2, the
図3は、図1に示す軸受制御装置1の機能ブロック図である。図3では、信号線を点線矢印にて示している。なお、信号線は、有線、無線の何れでも良いが、信号線の引き回しを考慮すると無線とすることが好ましい。図3に示すように、軸受制御装置1は、センサ5a及びセンサ5bより計測される計測値を入力する入力I/F6、入力I/F6を介しれ計測値を取得する計測値取得部7、劣化制御指令生成部8、負荷指令生成部9、劣化特性曲線推定部10、設計情報DB(データベース)11、故障モードDB(データベース)12、劣化特性曲線格納部13、判定部14、表示制御部15、及び、出力I/F16を備え、これらは内部バス17を介して相互に接続されている。
また、軸受制御装置1は、負荷指令生成部9により生成された負荷指令を、出力I/F16を介して受信すると共に、受信された負荷指令に対応する負荷を、軸受を有する回転装置2及び/又はロータ3へ印加(付与)する負荷発生部18を有する。軸受制御装置1は、劣化特性曲線推定部10により算出された詳細後述する劣化特性曲線(劣化特性情報)を、表示制御部15及び出力I/F16を介して画面上に表示する表示部19を備える。
FIG. 3 is a functional block diagram of the bearing
Further, the bearing
なお、劣化制御指令生成部8、負荷指令生成部9、劣化特性曲線推定部10、判定部14、及び表示制御部15は、例えば、各種プログラムを格納するROM、及び演算過程又はプログラムの実行過程において一時的にデータを格納するRAM等の記憶装置、ROMに格納される各種プログラムを実行するCPU等のプロセッサにより実現される。
The deterioration control
ここで、軸受制御装置1の動作の概要について説明する。軸受制御装置1は、劣化制御指令生成部8により発せられる劣化制御指令情報に基づき、負荷指令生成部9が負荷指令を生成し、当該負荷指令に対応する負荷を負荷発生部18により、軸受を有する回転装置2及び/又はロータ3に対し印加(付与)し、軸受を有する回転装置2の劣化制御を行う。負荷が印加(付与)された状態での軸受を有する回転装置2の状態をセンサ5a及びセンサ5bにて収集し、劣化特性曲線推定部10は、収集されたセンサ5a及びセンサ5bからの計測値及び設計情報DB11に格納されている設計情報を用いて、劣化特性曲線の算出を行う。算出された劣化特性曲線は、表示制御部15、内部バス17、及び出力I/F16を介して表示部19の画面上に表示される。なお、軸受を有する回転装置2の運転中に生じる劣化としては、軸ずれ、内輪傷、外輪傷混入、及び潤滑油不良による焼きつきが想定されている。
Here, the outline | summary of operation | movement of the bearing
軸受を有する回転装置2及び/又はロータ3への負荷発生部18の取り付け方については、接触型もしくは非接触型があげられる。軸受制御装置1は、軸受を有する回転装置2に対し能動的に負荷を印加することにより、軸受を有する回転装置2の劣化を加速又は促進させ、劣化特性曲線を短時間で得ることが可能となる。
また、判定部14は、予め上述のように劣化特性曲線推定部10に算出され、劣化特性曲線格納部13に格納される劣化特性曲線と、センサ5a及びセンサ5bからの計測値を入力I/F6及び計測値取得部7を介して取得し、劣化特性曲線と計測値とを比較することで、軸受を有する回転装置2の診断(正常又は異常の判断)を行う。判定部14による軸受を有する回転装置2の正常又は異常との判定結果は、例えば、詳細後述するメンテナンス時期であることの報知、或いは、判定結果が異常であった場合において、異常が生じている軸受を有する回転装置2にて回転可能に支持されるロータ3を有する回転機械4の状態に応じた制御を行う縮退制御等に供される。ここで、縮退制御とは、例えば、回転機械4が電動機の場合にはロータ3の回転数を低下させる制御であり、また、回転機械4に連結される圧縮機を想定した場合には、回転数を同一とし圧力を低下させる(圧縮量を減少させる)制御等である。
As for how to attach the
Further, the
負荷発生部18は、例えば、磁力発生部、電熱線、又は潤滑油を除去するオイルドレーン等が用いられる。
負荷発生部18として磁力発生部を用いる場合、磁力の性質を利用しロータ3の回転を、等速回転から不均一に回転させることができる。その結果、軸受を有する回転装置2に負荷を付与することができ、劣化の促進度合を制御することができる。また、磁力発生部を負荷発生部18として用いることにより、軸受を有する回転装置2に対するロータ3のミスアライメント、ロータ3の回転を不均一にすることによる温度上昇といった故障モードの負荷を与えることも可能となる。負荷の与え方として、磁力発生部にて磁力を発生させることにより、軸受を有する回転装置2が通常運転時と比較し負担がかかるように負荷を与えていく。更には、吸引の磁力を変更する(0.0001Tから0.0002T)もしくは、磁力発生の有無を交互に繰り返すことにより、軸受を有する回転装置2が振動する。換言すれば、磁力発生部を負荷発生部18として用いることで、軸受を有する回転装置2に対し振動を付加する加振部として機能する。
For example, a magnetic force generator, a heating wire, or an oil drain that removes lubricating oil is used as the
When a magnetic force generation unit is used as the
また、負荷発生部18として電熱線を用いる場合、軸受を有する回転装置2に取り付けられた電熱線に通電することで、温度上昇させることにより、図2に示した軸受を有する回転装置2を構成する、外輪22の外周面とハウジング24の内周面との僅かな間隙及びロータ3の外周面と内輪21の内周面との間に充填された潤滑油が加熱され、潤滑油の劣化の促進度合を制御することができる。
また、負荷発生部18としてオイルドレーンを用いる場合は、オイルドレーンを介して軸受を有する回転装置2を構成する、外輪22の外周面とハウジング24の内周面との僅かな間隙及びロータ3の外周面と内輪21の内周面との間に充填された潤滑油を、軸受を有する回転装置2の外部へと排出(除去)することにより、潤滑油の減少(不足)による焼きつきの故障モードを制御できる。
Moreover, when using a heating wire as the
Further, when an oil drain is used as the
上記に加え、負荷発生部18は、負荷指令生成部9からの負荷指令に対応して、軸受を有する回転装置2の回転数を変更する機能も有する。例えば、現在の軸受を有する回転装置2の回転数が950rpmの場合、負荷発生部18は、負荷指令生成部9より回転数を50rpm上昇させるとの負荷指令を受信すると、軸受を有する回転装置2の回転数が1000rpmとなるよう制御する。このように回転数が上昇することにより軸ずれの故障モードを制御できる。
In addition to the above, the
次に、故障モードDB11及び設計情報DB12のデータ構造について説明する。
図4に、故障モードDBのデータ構造の説明図を示す。図4に示すように、故障モードDB11は、「故障モード」、「負荷発生部種類」、及び「負荷指令」が相互に対応付けられてテーブル形式にて格納するデータ構造を有する。
例えば、「故障モード」が「軸ずれ」の場合、「負荷発生部種類」は「回転速度」であり、「負荷指令」は「+50rpm」が対応付けて格納されている。この場合、負荷指令生成部9(図3)は、内部バス17及び出力I/F16を介して負荷発生部18へ、負荷指令として「軸受を有する回転装置の回転数を50rpm上昇させる」との指令を出力する。
Next, the data structures of the
FIG. 4 is an explanatory diagram of the data structure of the failure mode DB. As illustrated in FIG. 4, the
For example, when the “failure mode” is “axis deviation”, the “load generation unit type” is “rotational speed”, and the “load command” is stored in association with “+50 rpm”. In this case, the load command generation unit 9 (FIG. 3) notifies the
また、「故障モード」が「内輪傷」の場合、「負荷発生部種類」は「加熱(電熱線)」であり、「負荷指令」は「+3℃」が対応付けて格納されている。この場合、負荷発生部18は軸受を有する回転装置2に取り付けられた電熱線であり、負荷指令生成部9は、内部バス17及び出力I/F16を介して負荷発生部18である電熱線へ、負荷指令として「3℃上昇させる」との電熱線の温度指令(温度の上昇の制御指令情報)を出力する。上述のとおり、軸受を有する回転装置2の温度上昇により、外輪22の外周面とハウジング24の内周面との僅かな間隙及びロータ3の外周面と内輪21の内周面との間に充填された潤滑油が加熱され、潤滑油が劣化、すなわち、潤滑油の純度が低下する。
When the “failure mode” is “inner ring flaw”, the “load generation part type” is “heating (heating wire)”, and the “load command” is stored in association with “+ 3 ° C.”. In this case, the
また、「故障モード」が「外輪傷」の場合、「負荷発生部種類」は「磁力発生」であり、「負荷指令」は「+0.0001T」が対応付けて格納されている。この場合、負荷発生部18は磁力発生部であり、負荷指令生成部9は、内部バス17及び出力I/F16を介して負荷発生部18である磁力発生部へ、負荷指令として「0.0001T増加させる」との指令を出力する。同様に、「故障モード」が「焼きつき」の場合、「負荷発生部種類」は「磁力発生」であり、「負荷指令」は「+0.0001T」が対応付けて格納されており、負荷指令生成部9は、内部バス17及び出力I/F16を介して負荷発生部18である磁力発生部へ、負荷指令として「0.0001T増加させる」との指令を出力する。
When the “failure mode” is “outer ring flaw”, the “load generation unit type” is “magnetic force generation”, and the “load command” is stored in association with “+ 0.0001T”. In this case, the
図5は、設計情報DB11のデータ構造の説明図である。図5に示すように、設計情報DB11は、軸受を有する回転装置2の設計時における情報として、「機器」、「種類」、及び「玉数」が相互に対応付けられてテーブル形式にて格納するデータ構造を有する。
例えば、「機器」が「軸受A」の場合、「種類」は「深溝軸受」であり、「玉数」は「10」個が対応付けて格納されている。この場合、軸受Aは、深溝軸受であって、内輪の外周面と外輪の内周面との間に10個の玉が配される軸受を有する回転装置2であることを示している。この軸受Aの構成は、上述の図2に示した構造に対応している。また、「機器」が「軸受B」の場合、「種類」は「すべり軸受」であり、「玉数」は「8」個が対応付けて格納されている。すなわち、設計情報DB11には、軸受の型式毎に軸受の種類及び玉数が登録されている。複数の軸受を有する回転装置2の場合は、軸受の型式毎に軸受の種類及び玉数が格納される。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the data structure of the
For example, when “equipment” is “bearing A”, “type” is “deep groove bearing”, and “ten” is stored in association with “10”. In this case, the bearing A is a deep groove bearing, and shows that the
図6に、軸受制御装置1の処理フロー図を示す。
図6に示すように、先ず、ステップS11では、図3に示す劣化制御指令生成部8は、内部バス17を介して設計情報DB11へアクセスし、軸受を有する回転装置2(実機)が、軸受の型式、軸受の種類及び玉数を特定する。ここでは、図2に示した深溝軸受で玉数が10個の軸受Aの場合を想定する。その後、劣化制御指令生成部8は、内部バス17を介して故障モードDB12へアクセスし、「故障モード」を取り込む。ここでは一例として、「故障モード」が「焼きつき」の場合を例に以下説明する。
FIG. 6 shows a process flow diagram of the bearing
As shown in FIG. 6, first, in step S11, the deterioration
ステップS12では、劣化制御指令生成部8は、故障モードDB12より「故障モード」が「焼きつき」の場合の「負荷発生部種類」(負荷モード)を取り込む。ここでは「磁力発生」、すなわち、負荷発生部18が磁力発生部であることを抽出し、劣化制御指令生成部8は、劣化制御指令として、負荷発生部18としての磁力発生部に焼きつきの故障モードの制御を実行するよう、内部バス17を介して負荷指令生成部9へ出力する。負荷指令生成部9は、劣化制御指令を受信すると、内部バス17を介して故障モードDB12にアクセスし、「故障モード」が「焼きつき」であり、「負荷発生部種類」が「磁力発生」の場合の「負荷指令」として「+0.0001T」を抽出する。その後、負荷指令生成部9は、内部バス17及び出力I/F16を介して負荷発生部18である磁力発生部へ、負荷指令として「0.0001T増加させる」との指令を出力する。続いて、軸受を有する回転装置2に取り付けられたセンサ5a及びセンサ5bから、入力I/F6及び内部バス17を介して計測値を所定の周期で取り込む。ここで、センサ5a及びセンサ5bは振動センサであって、軸受を有する回転装置2の加速度振幅値を計測値として取り込む。負荷指令生成部8は、この計測値として取り込まれた加速度振幅値を時刻情報と共に内部バス17を介して劣化特性曲推定部10へ出力する。
In step S <b> 12, the deterioration control
ステップS13では、劣化特性曲線推定部10は、稼働時間情報を取り込む。すなわち、負荷指令生成部8より受信される加速度振幅値と時刻情報、更に軸受を有する回転装置2の一分間あたりの回転数とに基づき累積回転数を取得する。
ステップS14では、劣化特性曲線生成部10は、例えば、一定の回転数毎に加速度振幅値をプロットし、これらプロットされた計測点を線で結ぶことにより劣化特性曲線を算出する。
In step S <b> 13, the deterioration characteristic
In step S14, for example, the deterioration characteristic
ステップS15では、劣化特性曲線推定部10は、ロータ3を有する回転機械4及びロータ3を回転可能に支持する軸受を有する回転装置2から構成される機器の停止の有無を判定する。判定の結果、機器が停止している場合は、処理を終了する。一方、判定の結果、機器が稼働中の場合には再びステップS12に戻り、ステップS12〜ステップS15までの処理を実行する。
In step S <b> 15, the deterioration characteristic
次に、ステップS14における劣化特性曲線算出の詳細について説明する。図7に、劣化特性曲線推定部による劣化特性曲線算出フロー図を示す。
ステップS141では、劣化特性曲線推定部10は、センサ5a及びセンサ5bからの計測値を、上述のように負荷指令生成部8から内部バス17を介して取得する。
ステップS142では、劣化特性曲線推定部10は、取得された計測値から特徴を抽出する。ここで、抽出される特徴は、例えば、上述の加速度振幅値、実効値(root mean square value: RMS)、或いは加速度振幅値に各種処理を施し得られるマハラノビス距離等である。
Next, details of the deterioration characteristic curve calculation in step S14 will be described. FIG. 7 shows a flowchart of calculating the deterioration characteristic curve by the deterioration characteristic curve estimation unit.
In step S141, the deterioration characteristic
In step S142, the deterioration characteristic
ステップS143では、劣化特性曲線推定部10は、稼働時間情報を取り込み、横軸を稼働時間とし縦軸を特徴とした分布又は配列を求め、劣化特性曲線として内部バス17を介して劣化特性曲線格納部13へ保存する(S144)。なお、上述のとおり、稼働時間情報に代えて累積回転数としても良い。
In step S143, the deterioration characteristic
本実施例では、2つのセンサ5a及び5bにて計測する構成としたが、これに限られず、センサの設置数は適宜設定すれば良い。
また、図6のステップS12において、負荷モードの取り込みを、負荷指令生成部9に代えて劣化制御指令生成部8が実行するよう構成しても良い。また、図7のステップS141では、劣化特性曲線推定部10は、センサ5a及びセンサ5bからの計測値を、負荷指令生成部8から内部バス17を介して取得する構成としたが、これに限られるものでは無い。例えば、劣化特性曲線推定部8が、入力I/F6及び内部バス17を介して、センサ5a及びセンサ5aによる計測値を取得するよう構成しても良い。
In this embodiment, the measurement is performed by the two
In addition, in step S12 of FIG. 6, the load mode may be captured by the deterioration control
以下では、累積回転数と劣化指標(実効値:RMS)との関係で示される劣化特性曲線を一例として説明する。
図8は、累積回転数と劣化指標(実効値)との関係を示す劣化特性曲線図である。図8は、横軸に累積回転数をとり、縦軸を劣化指標(実効値)とする劣化特性曲線図である。横軸の累積回転数は、例えば、100rpmの回転速度で1000分間稼働した場合の累積回転数は100000回となり、2000分間稼働した場合の累積回転数は200000回となる。また、縦軸に示される劣化指標(実効値)は、センサ5a及び5bにて計測される振幅値の実効値を求め、求めた実効値と劣化指標との関係は、ISOにより国際標準(国際規格)として規定された値を用いている。劣化指標は、実効値の値により3段階に分類され、「正常(Normal)」は劣化指標が「1」以下、「注意(Caution)」は劣化指標が「1」より大きく「2」以下、「危険(Danger)」は劣化指標が「2」より大きい範囲として定義される。また、累積回転数にも依存することから、累積回転数も加味する必要がある。例えば、累積回転数の増加に伴い、軸受を有する回転装置2そのものが経年変化又は経時変化することが想定される。経年変化又は経時変化が生じた場合、実効値が上昇するため累積回転数についても実効値の比較の際に加味する必要がある。これらを考慮し、「正常(Normal)」、「注意(Caution)」、及び「危険(Danger)」の3段階に分類した結果を図8に示している。
Hereinafter, a deterioration characteristic curve indicated by the relationship between the cumulative rotation speed and the deterioration index (effective value: RMS) will be described as an example.
FIG. 8 is a deterioration characteristic curve diagram showing the relationship between the accumulated rotational speed and the deterioration index (effective value). FIG. 8 is a deterioration characteristic curve diagram in which the horizontal axis represents the cumulative number of rotations and the vertical axis represents the deterioration index (effective value). For example, the cumulative number of rotations on the horizontal axis is 100,000 when the operation is performed for 1000 minutes at a rotation speed of 100 rpm, and is 200,000 when the operation is performed for 2000 minutes. The deterioration index (effective value) shown on the vertical axis is the effective value of the amplitude value measured by the
また、累積回転数に応じて3段階に分類し、累積回転数が「100000回」以下では「No Visible Damage」、すなわち異常を視認できない状態、累積回転数が「100000回」より大きく「200000回」以下では「Visible Damage」、すなわち異常が視認可能な状態、また、累積回転数が「200000回」より大きい場合では「Severe Damage」、すなわち直ちに機器を停止し、部品交換或いは、機器自体の交換作業が必要となる状態と定義している。
図8に示す劣化特性曲線を得ることにより、軸受を有する回転装置2の劣化傾向を容易に把握することが可能となる。
Further, it is classified into three stages according to the cumulative number of revolutions. When the cumulative number of revolutions is “100,000 times” or less, “No Visible Image”, that is, an abnormality cannot be visually recognized, the cumulative number of revolutions is larger than “100000 times” and “200000 times”. In the following, “Visible Image”, that is, in a state where the abnormality is visible, and when the cumulative rotation number is greater than “200000 times”, “Severe Image”, that is, immediately stop the device and replace the component or replace the device itself. It is defined as a state that requires work.
By obtaining the deterioration characteristic curve shown in FIG. 8, it is possible to easily grasp the deterioration tendency of the
なお、本実施例では、計測される振幅値の実効値を劣化指標としたが、必ずしもこれに限られるものでは無い。例えば、センサ5a及びセンサ5bとして音響センサを用い、音響センサにより計測される音圧(db)の実効値を劣化指標としても良い。また、温度センサを用い、温度センサにより計測される温度に基づき劣化指標を設定しても良い。
劣化の促進度合は、軸受を有する回転装置2に付与する負荷量に依存することから、負荷量を増大させることにより劣化加速度が10倍程度早まることが予想され、劣化特性曲線を短時間で取得することが可能となる。
In the present embodiment, the effective value of the measured amplitude value is used as the degradation index, but the present invention is not necessarily limited to this. For example, acoustic sensors may be used as the
The degree of acceleration of deterioration depends on the amount of load applied to the
図9は、負荷指令生成部9(図3)により生成される負荷指令であって、加振方法を示す図である。例えば、負荷発生部18として磁力発生部を用いる場合、図9に示すようにスィープによる加振を行う。この場合、軸受を有する回転装置2の固有回転数(固有振動数)を通過させるよう磁力の周波数に関する制御を行う。例えば、固有振動数が1000rpmの場合、1000rpmを通過させるよう980rpmから1020rpmの間でスィープ制御を行うことにより磁力の大きさを制御する。スィープ制御を行うことにより、軸受を有する回転装置2に負荷を与えることが可能となり、故障モードにおける「焼きつけ」等を模擬することが可能となる。
FIG. 9 shows a load command generated by the load command generator 9 (FIG. 3) and shows a vibration method. For example, when a magnetic force generation unit is used as the
図10は、劣化特性曲線を用いた判定部14(図3)による判定処理の説明図である。図10に示すように、先ず判定部14は内部バス17を介して劣化特性曲線格納部にアクセスし、劣化特性曲線を取得する。また、判定部14は、入力I/F6、計測値取得部7、及び内部バス17を介して、センサ5a及びセンサ5bによる計測値を取得する。ここでのセンサ5a及びセンサ5bは、振動センサであることから取得される計測値は振幅値である。判定部14は、取得された計測値と劣化特性曲線とを照合する。なお、図10では計測値を黒丸にてプロットしているが、ここでの計測値は、振幅値の実効値である。振幅値の実効値である計測値は、累積回転数100000回のときの値であり、劣化特性曲線を超えることなく、劣化特性曲線の劣化指標(実効値)である「1」未満の値であることから、判定部14は「正常(Normal)」と判定する。
FIG. 10 is an explanatory diagram of determination processing by the determination unit 14 (FIG. 3) using the deterioration characteristic curve. As shown in FIG. 10, the
なお、仮に、振幅値の実効値である計測値が、累積回転数100000回〜200000回の間であって、劣化特性曲線を超える値の場合、判定部14は、「Visible Damage」(異常が視認可能な状態)で且つ「注意(Caution)」を要すると判定する。また、例えば、振幅値の実効値である計測値が、累積回転数が100000回〜200000回の間であって、「Visible Damage」(異常が視認可能な状態)のゾーンに位置する場合であっても、劣化指標(実効値)が「1」以下の場合は、判定部14は、「正常(Normal)」と判定することが妥当となる。振幅値の実効値である計測値が、劣化特性曲線を超える値の場合、軸受を有する回転装置2の劣化状態については、該当するゾーンの状態と判定することが望ましい。
このように、判定部14による判定結果は、メンテナンス(保守点検)の要否又はメンテナンスの時期を判断する上で有効となる。
If the measured value that is the effective value of the amplitude value is between 100,000 and 200,000 accumulated rotations and exceeds the deterioration characteristic curve, the
As described above, the determination result by the
また、仮に、累積回転数が100000回であって、振幅値の実効値である計測値が劣化特性曲線の劣化指標(実効値)よりも小さい場合において、更に、累積回転数100000回〜200000回の間における劣化特性曲線の算出を行う場合には、次のような処理を行えばよい。負荷発生部18として磁力発生部を用いる場合、劣化指標(実効値)を一旦大きくした後、劣化特性曲線の算出を行う。具体的には、負荷指令生成部9が、負荷発生部18である磁力発生部に対し、例えば、0.001Tから0.002Tへと増加さる負荷指令を出力する。これにより、図6及び図7に示した処理を、劣化特性曲線推定部10が実行することにより、累積回転数が100000回〜200000回の間における劣化特性曲線を算出することができる。
Further, if the accumulated rotational speed is 100,000 times and the measured value that is the effective value of the amplitude value is smaller than the deterioration index (effective value) of the deterioration characteristic curve, the cumulative rotational speed is further 100,000 to 200,000 times. When calculating the deterioration characteristic curve during the period, the following process may be performed. When a magnetic force generation unit is used as the
図11は、劣化特性曲線を用いた判定部14による判定処理の説明図である。図11に示す例では、累積回転数が100000回の時点における振幅値の実効値である計測値が劣化特性曲線を超える場合を表している。この場合、判定部14は、「注意(Caution)」且つ「No Visible Damage」(異常を視認できない状態)とはんていするものの、軸受を有する回転装置2を直ちに停止する必要はないと判断する。また、図11に示す例では、累積回転数が100000回の時点における振幅値の実効値である計測値が、劣化特性曲線における累積回転数150000回の場合と劣化指標(実効値)と同一である。この状況で、累積回転数が100000回〜200000回の間における劣化特性曲線を算出する場合、先ず、負荷発生部18である磁力発生部を用いて負荷を通常よりも少なくし、軸受を有する回転装置2を累積回転数が150000回に達するまで回転させる。その後、磁力発生部を用いて劣化を加速させる。ここで、通常よりも負荷を少なくする方法としては、磁力発生部からの磁力を反発方向に加え、軸受を有する回転装置2の回転時に負荷が少なくなるようにし、劣化指標(実効値)が一定の値を超えた際に、磁力発生部の制御を行い、軸受を有する回転装置2の劣化を加速する。
FIG. 11 is an explanatory diagram of determination processing by the
図12は、表示部19の表示画面構成例を示す図であって、図10に示した状態における表示画面例である。図12に示すように、表示部19の表示画面30は、累積回転数と劣化指標(実効値)との関係を示す劣化特性曲線と共に振幅値の実効値である計測値を非表示する第1表示領域31、判定部14による判定結果をメッセージ表示する第2表示領域32、及び各種コマンドを入力するための、「読込」ボタン33、「判定」ボタン34が表示される領域(以下、コマンド入力領域と称する)から構成される。また、表示画面30上の最も上部に表示される領域には、第1表示領域31及び第2表示領域32が表示されるウィンドウ全体を、クローズ、縮小/拡大表示、表示部19のコントロールバーへの移動等を指定するためのボタンが表示される。
FIG. 12 is a diagram showing a display screen configuration example of the
図12に示すように、ユーザにより図示しないマウス等の入力部によりカーソルが「読込」ボタン33上に移動され、クリックされると、「読込」ボタン33がアクティブとなる。これに対応して、表示制御部15(図3)は、内部バスを介して劣化特性曲線格納部13にアクセスし劣化特性曲線を取得し、センサ5a及びセンサ5bによる計測値である振幅値の実効値と共に取得した劣化特性曲線を第1表示領域31に表示する。
また、ユーザによりマウス等の入力部によりカーソルが「判定」ボタン34上に移動され、クリックされると、「判定」ボタン34がアクティブとなる。これに対応して図10にて説明したように判定部14が判定処理を実行し、表示制御部15は判定部14による判定結果として、「正常 特に、現状ではメンテナンスの必要はありません。」とのメッセージを第2表示領域32に表示する。これにより、ユーザは容易に軸受を有する回転装置2の劣化状態を把握することが可能となる。
As shown in FIG. 12, the cursor is moved onto a “read”
In addition, when the user moves the cursor onto the “determination”
図13は、表示部19の表示画面構成例を示す図であって、図11に示した状態における表示画面例である。図13に示すように、表示部19の表示画面30は、累積回転数と劣化指標(実効値)との関係を示す劣化特性曲線と共に振幅値の実効値である計測値を非表示する第1表示領域31、判定部14による判定結果をメッセージ表示する第2表示領域32、及び各種コマンドを入力するための、「読込」ボタン33、「判定」ボタン34が表示される領域(以下、コマンド入力領域と称する)から構成される。また、表示画面30上の最も上部に表示される領域には、第1表示領域31及び第2表示領域32が表示されるウィンドウ全体を、クローズ、縮小/拡大表示、表示部19のコントロールバーへの移動等を指定するためのボタンが表示される。
FIG. 13 is a diagram showing a display screen configuration example of the
図13に示すように、ユーザにより図示しないマウス等の入力部によりカーソルが「読込」ボタン33上に移動され、クリックされると、「読込」ボタン33がアクティブとなる。これに対応して、表示制御部15(図3)は、内部バスを介して劣化特性曲線格納部13にアクセスし劣化特性曲線を取得し、センサ5a及びセンサ5bによる計測値である振幅値の実効値と共に取得した劣化特性曲線を第1表示領域31に表示する。
また、ユーザによりマウス等の入力部によりカーソルが「判定」ボタン34上に移動され、クリックされると、「判定」ボタン34がアクティブとなる。これに対応して図11にて説明したように判定部14が判定処理を実行し、表示制御部15は判定部14による判定結果として、「異常 メンテナンスの必要があります。」とのメッセージを第2表示領域32に表示する。これにより、ユーザは容易に軸受を有する回転装置2の劣化状態を把握することができると共に、メンテナンスの必要性の認識及びメンテナンス時期を把握することが可能となる。
As shown in FIG. 13, the cursor is moved onto a “read”
In addition, when the user moves the cursor onto the “determination”
なお、図12及び図13では、判定部14による判定結果をメッセージ表示する第2表示領域32を有する構成としたが、必ずしもこれに限られるものでは無い。例えば、劣化特性曲線及び計測値である振幅値の実効値を表示する第1表示領域31のみを有する構成としても良い。この場合においても、ユーザは容易に軸受を有する回転装置2の劣化状態を容易に把握することができる。
12 and 13, the
図14は、負荷発生部18として磁力発生部を用いた場合の取り付け例を示す図である。図14に示すように、ロータ3を回転可能に支持する軸受を有する回転装置2に対し、ロータ3の一方端側に、4個の磁力発生部18aを配する。また、図15は、図14に示す磁力発生部18aにより負荷を印加した場合の状態を示す図である。図15に示すように例えば、4個の磁力発生部18aのうち、1個の磁力発生部18aのみから磁力を発生させることで、ロータ3に作用する磁力にアンバランスを生じさせ、故障モードのうち、軸ずれを模擬する状態とする。これにより、アンバランス発生後の劣化特性曲線を算出することが可能となる。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of attachment when a magnetic force generation unit is used as the
図16は、軸受制御システムを圧縮機へ適用した場合の概略構成図である。図16に示すように、電動機である回転機械4は、回転機械4内に埋め込まれた軸受を有する回転装置2、軸受を有する回転装置2により回転可能に支持されるロータ3、ロータ3の外周面に所定の間隔にて離間し配される磁力発生部18a、及びセンサ5を備える。電動機である回転機械4のロータ3の回転駆動力を圧縮機40へ伝達するベルト41を有する。センサ5にからの計測値は軸受制御装置1に入力され、軸受制御装置1より磁力発生部18aに負荷指令が送信される。この負荷指令に対応して磁力発生部18aが磁力を発生することにより、軸受を有する回転装置2の劣化を加速し、上述のように、軸受を有する回転装置2の劣化特性曲線を得ることが可能となる。
FIG. 16 is a schematic configuration diagram when the bearing control system is applied to a compressor. As shown in FIG. 16, the rotating machine 4 which is an electric motor includes a
本実施例によれば、軸受を有する回転機械の稼働前に、予め当該軸受の劣化特性曲線が短時間で得られることから、この推定された軸受の劣化特性曲線に基づき、軸受の劣化診断の高精度化を可能とする軸受制御装置及び軸受制御システムを提供することが可能となる。
また、本実施例によれば、短時間にて軸受に関する劣化を加速することができることから、製品稼動前に劣化特性曲線を得ることができる。また、軸受のデータを計測する時間を短縮することができ、計測したデータに基づき算出した劣化特性曲線を用いて劣化診断を行うことができる。
According to this embodiment, since the deterioration characteristic curve of the bearing can be obtained in a short time before the operation of the rotary machine having the bearing, the deterioration diagnosis of the bearing is performed based on the estimated deterioration characteristic curve of the bearing. It is possible to provide a bearing control device and a bearing control system that enable high accuracy.
In addition, according to the present embodiment, since the deterioration related to the bearing can be accelerated in a short time, a deterioration characteristic curve can be obtained before the product is operated. Further, the time for measuring the bearing data can be shortened, and the deterioration diagnosis can be performed using the deterioration characteristic curve calculated based on the measured data.
更に、本実施例によれば、軸受制御装置を構成する判定部により、劣化特性曲線及び計測される軸受けのデータに基づき、軸受の正常又は異常の判定結果及びメンテナンスの要否に関するメッセージが表示部の表示画面上に表示されるため、ユーザは容易に軸受を有する回転装置2の劣化状態を把握することができると共に、メンテナンスの必要性の認識及びメンテナンス時期を把握することが可能となる。
Further, according to the present embodiment, the determination unit constituting the bearing control device displays a message indicating whether the bearing is normal or abnormal and whether maintenance is necessary based on the deterioration characteristic curve and the measured bearing data. Therefore, the user can easily grasp the deterioration state of the
図17は、本発明の他の実施例に係る実施例2の軸受制御装置を構成する磁気軸受の取り付け例を示す図である。本実施例ではロータ3を回転可能に支持する第1の磁気軸受及び第2の磁気軸受を備え、少なくとも一方の磁気軸受が磁気軸受の劣化を促進させる負荷発生部として機能する点が実施例1と異なる。その他の構成は実施例1と同様であり、実施例1と同様の構成要素に同一符号を付し、実施例1と重複する説明を省略する。
FIG. 17 is a diagram showing an example of mounting a magnetic bearing constituting the bearing control device of the second embodiment according to another embodiment of the present invention. In the present embodiment, the first magnetic bearing and the second magnetic bearing that rotatably support the
図17に示すように、本実施例の軸受制御装置は、回転機械4に備えられるロータ3の長手方向両側に配される第1の磁気軸受2a及び第2の磁気軸受2bを備える。第1の磁気軸受2a及び第2の磁気軸受2bには、それぞれセンサ5取り付けられている。ここで、センサ5として、例えば、振動センサ(加速度ピックアップ)、音響センサ、或いは温度センサ等が用いられる。
図18は、図17に示す磁気軸受により負荷を印加した場合の状態を示す図である。図18では、第1の磁気軸受2a及び/又は第2の磁気軸受2bの図示しないコイルへ通電する電流値を制御することで、ロータ3に作用する磁力にアンバランスを生じさせ、ロータ3に軸ずれを発生させた状態を示している。これにより第1の磁気軸受2a及び第2の磁気軸受2bに対し、例えば、実施例1で説明した故障モードDB12に格納される「故障モード」の「焼きつき」に対応する劣化の促進度合を制御できる。
As shown in FIG. 17, the bearing control device of this embodiment includes a first
18 is a diagram showing a state when a load is applied by the magnetic bearing shown in FIG. In FIG. 18, by controlling the current value applied to a coil (not shown) of the first
図19は、図16に示す第1の磁気軸受2aのA−A断面矢視図である。図19に示すように、第1の磁気軸受2aは、コイル51aが捲回され、円筒状のハウジング24の内周面より中央に配されるロータ3へと向かい延伸する鉄心と、コイル51baが捲回され、ハウジング24の内周面ロータへと向かい延伸する鉄心のペアにて形成される第1極を備える。また、同様に、コイル52aが捲回される鉄心とコイル52bが捲回される鉄心のペアにて形成される第2極、コイル53aが捲回される鉄心とコイル53bが捲回される鉄心のペアにて形成される第3極、及び、コイル54aが捲回される鉄心とコイル54bが捲回される鉄心のペアにて形成される第4極を備える。第1極のコイル51a及びコイル51bへ電流IAが通電されると、点線で示すように、ハウジング24、2つの鉄心、エアギャップ、及びロータ3を磁束が通る磁路が形成される。第2極についても同様にコイル52a及びコイル52bへ電流IBを通電することで磁路が形成され、第3極についても同様にコイル53a及びコイル53bへ電流ICを通電することで磁路が形成され、第4極についても同様にコイル54a及びコイル54bへ電流IDを通電することで磁路が形成される。第1の磁気軸受2a及び第2の磁気軸受2bは、ラジアル磁気軸受である。
FIG. 19 is an AA cross-sectional arrow view of the first
また、図19に示すように、円筒状のハウジング24の外周面に、ロータ3の軸心から見て直交する位置に、センサ5a及びセンサ5bが取り付けられている。
図3に示した軸受制御装置1を構成する負荷指令生成部9は、例えば、電流IA〜IDの電流指令値を負荷指令として、内部バス17及び出力I/F16を介して、負荷発生部18としての機能も有する第1の磁気軸受2aに出力する。これにより、ロータ3に作用する磁力のアンバランスを発生させ、ロータ3が傾斜することより、上述の図18に示す状態となる。
Further, as shown in FIG. 19, the
The load command generator 9 constituting the bearing
図20は、設計情報DBのデータ構造の説明図である。図20に示すように、設計情報DB11は、磁気軸受の設計時における情報として、「機器」、「種類」、及び「極数」が相互に対応付けられてテーブル形式にて格納するデータ構造を有する。
例えば、「機器」が「軸受C」の場合、「種類」は「吸引」であり、「極数」は「8」極が対応付けて格納されている。また、「機器」が「軸受D」の場合、「種類」は「磁力発生」であり、「極数」は「4」極が対応付けて格納されている。
FIG. 20 is an explanatory diagram of the data structure of the design information DB. As shown in FIG. 20, the
For example, when “equipment” is “bearing C”, “type” is “suction”, and “number of poles” is stored in association with “8” poles. When “device” is “bearing D”, “type” is “magnetic force generation”, and “number of poles” is stored in association with “4” poles.
劣化制御指令生成部8、劣化特性曲線推定部10、及び判定部14等の動作等は上述の実施例1と同様である。
The operations of the deterioration control
なお、本実施例では、ハウジング24の形状を円筒形状としたが、これに限られず、角管状等であっても良い。本実施例の第1の磁気軸受2a及び第2の磁気軸受2bをラジアル磁気軸受としたが、これに代えてスラスト磁気軸受としても良い。
In the present embodiment, the shape of the
また、本実施例では、第1の磁気軸受2aに負荷発生部18としての機能を持たせる構成としたが、これに限られず、第2の磁気軸受2bのみに負荷発生部18としての機能を持たせる構成としても良く、更には、第1の磁気軸受2a及び第2の磁気軸受2bの協働により負荷発生部18として機能させる構成としても良い。
In the present embodiment, the first
本実施例によれば、実施例1の効果に加え、第1の磁気軸受及び第2の磁気軸受が軸受の機能を果たすことはもとより、少なくとも一方の磁気軸受を構成するコイルへの通電量を変化させることにより、例えば、ロータを傾斜させることができる。すなわち、磁気軸受は、負荷発生部としても機能することから、実施例1における玉軸受又はころ軸受及び負荷発生部としての磁力発生部の構成に比較し、部品点数の低減及び装置の小型化が可能となる。 According to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the first magnetic bearing and the second magnetic bearing perform the function of the bearing, and the energization amount to the coil constituting at least one of the magnetic bearings is reduced. By changing, for example, the rotor can be inclined. That is, since the magnetic bearing also functions as a load generating unit, the number of parts and the size of the apparatus can be reduced compared to the configuration of the ball bearing or roller bearing and the magnetic force generating unit as the load generating unit in Example 1. It becomes possible.
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。 In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
1・・・軸受制御装置
2・・・軸受を有する回転装置
2a・・・第1の磁気軸受
2b・・・第2の磁気軸受
3・・・ロータ
4・・・回転機械
5,5a,5b・・・センサ
6・・・入力I/F
7・・・計測値取得部
8・・・劣化制御指令生成部
9・・・負荷指令生成部
10・・・劣化特性曲線推定部
11・・・設計情報DB
12・・・故障モードDB
13・・・劣化特性曲線格納部
14・・・判定部
15・・・表示制御部
16・・・出力I/F
17・・・内部バス
18・・・負荷発生部
18a・・・磁力発生部
19・・・表示部
21・・・内輪
22・・・外輪
23・・・玉
24・・・ハウジング
30・・・表示画面
31・・・第1表示領域
32・・・第2表示領域
33・・・読込ボタン
34・・・判定ボタン
40・・・圧縮機
41・・・ベルト
51a,51b・・・コイル
52a,52b・・・コイル
53a,53b・・・コイル
53a,53b・・・コイル
100・・・軸受制御システム
DESCRIPTION OF
7 ... Measured
12 ... Failure mode DB
13 ... Deterioration characteristic
17 ...
Claims (14)
前記与えられた負荷によって時間の経過とともに前記測定対象に生じる劣化特性情報を取得する劣化特性情報取得部と、を備え、
前記負荷発生部は、前記取得された劣化特性情報に基づいて前記測定対象に与える負荷を変化させることを特徴とする軸受制御装置。 A load generator that applies a load to the bearing of the rotating body to be measured;
A deterioration characteristic information acquisition unit that acquires deterioration characteristic information generated in the measurement object over time due to the given load, and
The load control unit changes a load applied to the measurement object based on the acquired deterioration characteristic information.
前記負荷発生部による負荷が印加された前記測定対象の状態を計測する計測部と、
前記計測部により得られる時系列の計測値に基づき前記測定対象の劣化特性曲線を生成する劣化特性曲線生成部と、を備えることを特徴とする軸受制御装置。 The bearing control device according to claim 1,
A measurement unit that measures the state of the measurement target to which a load is applied by the load generation unit;
A bearing control device comprising: a deterioration characteristic curve generation unit that generates a deterioration characteristic curve of the measurement object based on a time-series measurement value obtained by the measurement unit.
前記劣化特性曲線を格納する劣化特性曲線格納部と、
前記計測部からの計測値と前記劣化特性曲線に基づき、前記測定対象の異常の有無及び/又は異常の程度を判定する判定部と、を備えることを特徴とする軸受制御装置。 The bearing control device according to claim 2,
A deterioration characteristic curve storage unit for storing the deterioration characteristic curve;
A bearing control device comprising: a determination unit that determines presence / absence and / or degree of abnormality of the measurement target based on a measurement value from the measurement unit and the deterioration characteristic curve.
表示部と、
前記劣化特性曲線格納部に格納される劣化特性曲線及び前記計測部からの現在の計測値を、前記表示部へ出力する表示制御部と、を備えることを特徴とする軸受制御装置。 In the bearing control device according to claim 3,
A display unit;
A bearing control device comprising: a display control unit that outputs a deterioration characteristic curve stored in the deterioration characteristic curve storage unit and a current measurement value from the measurement unit to the display unit.
前記判定部による判定結果が異常である場合、前記表示制御部は前記測定対象のメンテナンスの要否を示すメッセージ情報を前記表示部に出力することを特徴とする軸受制御装置。 In the bearing control device according to claim 4,
When the determination result by the determination unit is abnormal, the display control unit outputs message information indicating whether maintenance of the measurement target is necessary or not to the display unit.
前記測定対象の設計情報を格納する設計情報データベースと、
少なくとも前記測定対象の故障の態様及び負荷指令を対応付けて格納する故障モードデータベースと、を備え、
前記負荷発生部は、前記設計情報データベース及び前記故障モードデータベースを参照し、前記測定対象に与える負荷の変化量を決定することを特徴とする軸受制御装置。 In the bearing control device according to claim 5,
A design information database for storing design information of the measurement object;
A failure mode database that stores at least a mode of a failure to be measured and a load command in association with each other, and
The load generation unit determines a load change amount to be applied to the measurement target with reference to the design information database and the failure mode database.
前記表示部の表示画面は、前記劣化特性曲線格納部に格納される劣化特性曲線及び前記計測部からの現在の計測値を表示する第1表示領域と、前記判定部による判定結果及び前記測定対象のメンテナンスの要否を示すメッセージ情報を表示する第2表示領域を有することを特徴とする軸受制御装置。 The bearing control device according to claim 6, wherein
The display screen of the display unit includes a first display area for displaying a deterioration characteristic curve stored in the deterioration characteristic curve storage unit and a current measurement value from the measurement unit, a determination result by the determination unit, and the measurement target A bearing control device having a second display area for displaying message information indicating whether maintenance is required.
前記負荷発生部は、少なくとも磁力発生部及び電熱線並びに潤滑油を排出するためのオイルドレーンのうちいずれか一つであることを特徴とする軸受制御装置。 The bearing control device according to claim 7,
The bearing control device according to claim 1, wherein the load generating unit is at least one of a magnetic force generating unit, a heating wire, and an oil drain for discharging lubricating oil.
前記測定対象及び前記負荷発生部は、磁気軸受であることを特徴とする軸受制御装置。 The bearing control device according to claim 7,
The measurement object and the load generating unit are magnetic bearings.
前記ロータを回転可能に支持する軸受と、
前記軸受を制御する軸受制御装置と、を備える軸受制御システムであって、
前記軸受制御装置は、
測定対象である回転体の軸受に、負荷を与える負荷発生部と、
前記与えられた負荷によって時間の経過とともに前記測定対象に生じる劣化特性情報を取得する劣化特性情報取得部と、を有し、
前記負荷発生部は、前記取得された劣化特性情報に基づいて、前記測定対象に与える負荷を変化させることを特徴とする軸受制御システム。 A rotating machine having at least a rotor;
A bearing that rotatably supports the rotor;
A bearing control system for controlling the bearing, comprising:
The bearing control device includes:
A load generator that applies a load to the bearing of the rotating body to be measured;
A deterioration characteristic information acquisition unit that acquires deterioration characteristic information generated in the measurement object over time due to the given load,
The load generation unit changes a load applied to the measurement object based on the acquired deterioration characteristic information.
前記軸受制御装置は、
前記負荷発生部による負荷が印加された前記測定対象の状態を計測する計測部と、
前記計測部により得られる時系列の計測値に基づき前記測定対象の劣化特性曲線を生成する劣化特性曲線生成部と、を備えることを特徴とする軸受制御システム。 The bearing control system according to claim 10,
The bearing control device includes:
A measurement unit that measures the state of the measurement target to which a load is applied by the load generation unit;
A bearing control system comprising: a deterioration characteristic curve generation unit that generates a deterioration characteristic curve of the measurement object based on a time-series measurement value obtained by the measurement unit.
前記軸受制御装置は、
前記劣化特性曲線を格納する劣化特性曲線格納部と、
前記計測部からの計測値と前記劣化特性曲線に基づき、前記測定対象の異常の有無及び/又は異常の程度を判定する判定部と、を備えることを特徴とする軸受制御システム。 The bearing control system according to claim 11,
The bearing control device includes:
A deterioration characteristic curve storage unit for storing the deterioration characteristic curve;
A bearing control system comprising: a determination unit that determines presence / absence and / or degree of abnormality of the measurement target based on a measurement value from the measurement unit and the deterioration characteristic curve.
前記軸受制御装置は、
前記測定対象の設計情報を格納する設計情報データベースと、
少なくとも前記測定対象の故障の態様及び負荷指令を対応付けて格納する故障モードデータベースと、を備え、
前記負荷発生部は、前記設計情報データベース及び前記故障モードデータベースを参照し、前記測定対象に与える負荷の変化量を決定することを特徴とする軸受制御システム。 The bearing control system according to claim 12,
The bearing control device includes:
A design information database for storing design information of the measurement object;
A failure mode database that stores at least a mode of a failure to be measured and a load command in association with each other, and
The load generating unit refers to the design information database and the failure mode database, and determines a change amount of a load applied to the measurement object.
表示部を有し、
前記表示部の表示画面は、前記劣化特性曲線格納部に格納される劣化特性曲線及び前記計測部からの現在の計測値を表示する第1表示領域と、前記判定部による判定結果及び前記測定対象のメンテナンスの要否を示すメッセージ情報を表示する第2表示領域を有することを特徴とする軸受制御システム。 The bearing control system according to claim 13,
Having a display,
The display screen of the display unit includes a first display area for displaying a deterioration characteristic curve stored in the deterioration characteristic curve storage unit and a current measurement value from the measurement unit, a determination result by the determination unit, and the measurement target A bearing control system comprising a second display area for displaying message information indicating whether maintenance is required.
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-
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- 2016-01-12 JP JP2016003296A patent/JP2017125691A/en active Pending
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CN113677443A (en) * | 2019-04-12 | 2021-11-19 | 株式会社佐竹 | Operation monitoring system for screening device |
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