JP2020079620A - Coupling guard, and rotary machine device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カップリングガード、及び回転機械装置に関する。 The present invention relates to a coupling guard and a rotating machine device.
ポンプ、モータ、送風機、タービンなどの回転機械の異常による振動は、騒音の原因となるとともに、部材の疲労を助長し装置の寿命を低下させる原因となる。そのため、従来、異常時やメンテナンス時に振動が計測される。一般的に、回転機械の異常振動は回転部分に顕著に現れるため、ポンプの振動を計測する計測器は、ポンプの主軸を支持する軸受またはそれに近い箇所で、軸受けの中心を通る水平、鉛直方向に取り付けられる(ISO
10816−7)。また、特許文献1では運転状態を管理するための振動情報をポンプの形状にかかわらずに得ることができるポンプ装置、及び、ポンプ装置の監視方法が提供される。
Vibration due to an abnormality of a rotary machine such as a pump, a motor, a blower, or a turbine causes noise and promotes fatigue of members and shortens the life of the device. Therefore, conventionally, vibration is measured at the time of abnormality or maintenance. In general, abnormal vibrations of rotating machinery are prominent in rotating parts.Therefore, measuring instruments for pump vibrations should be used in the horizontal and vertical directions that pass through the center of the bearing at or near the bearing that supports the main shaft of the pump. Attached to (ISO
10816-7). Further,
回転機械の振動は設置された基礎や配管、流量などによって正常範囲が異なり当該正常範囲を規定するのが難しい。よって、異常時やメンテナンス時だけではなく、正常時から長期間連続して振動を測定し、当該測定結果の時間的な変化によって診断を行いたい、という要望がある。 The normal range of vibration of rotating machinery varies depending on the installed foundation, piping, flow rate, etc., and it is difficult to specify the normal range. Therefore, there is a demand to measure vibration continuously for a long period from the normal state, and to make a diagnosis based on a temporal change in the measurement result, not only at the time of abnormality or maintenance.
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、回転機械の振動を長期間連続して検出することを目的の1つとする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to continuously detect vibration of a rotating machine for a long period of time.
本発明の一形態によれば、原動機の駆動軸と回転機械の主軸とを連結するカップリングを覆うためのカップリングガードが提案される。前記カップリングガードは、前記カップリングまでの距離を非接触で検出可能な第1検出部を備えたセンサを少なくともひとつ備えることを特徴とする。これにより、カップリングガードに備えられたセンサによって、回転機械の振動を長期間連続して検出することができる。 According to an aspect of the present invention, a coupling guard for covering a coupling connecting a drive shaft of a prime mover and a main shaft of a rotating machine is proposed. The coupling guard includes at least one sensor including a first detection unit that can detect the distance to the coupling in a non-contact manner. Accordingly, the vibration of the rotating machine can be continuously detected for a long time by the sensor provided in the coupling guard.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、図面では、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in the drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
(実施形態1)
図1は、本発明の一実施形態に係る回転機械装置の一例としてのポンプ装置を示す概略構成図である。図1では、軸方向Ad、水平方向Hd、及び鉛直方向Vdを合わせて示している。また、以下の図面においても、軸方向Ad、水平方向Hd、及び鉛直方向Vdの一部を合わせて示している場合がある。図1に示すように、ポンプ装置20は、原動機としてのモータ30と、回転機械としてのポンプ40と、カップリング50と、ベース(基部)60と、カップリングガード100と、を備えている。本実施形態では、モータ30およびポンプ40は、共通のベース60上に設置されている。一実施形態では、モータ30およびポンプ40は別々のベース60上に設置されている。モータ30の駆動軸31は、ポンプ40の主軸41にカップリング50を介して連結される。ポンプ40は、駆動軸31のトルクがカップリング50を介して主軸41に伝達され、これにより、主軸41に固定された不図示の羽根車が回転されることで流体を搬送できる。モータ30のブラケットから延びた駆動軸31の一端部31aと、ポンプ40のケーシングから延びた主軸41の一端部41aとは、カップリング50を介して連結されている。カップリング50は、主軸31と駆動軸41を接続するためのフランジであって、軸心ALと略平行な外周面50aと軸心ALと略垂直な側面50bを有する。かかるカップリング50は、カップリングガード100によって覆われている。本実施形態のポンプ40は、主軸41が水平方向に延びる横軸形ポンプである。一実施形態のポンプ40は、主軸が鉛直方向に延びる立軸形ポンプでもよい。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a pump device as an example of a rotary machine device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the axial direction Ad, the horizontal direction Hd, and the vertical direction Vd are also shown together. In the following drawings, some of the axial direction Ad, the horizontal direction Hd, and the vertical direction Vd may also be shown together. As shown in FIG. 1, the
図2(A)は、実施形態に係るカップリングガード100を示す斜視図である。図2(B)は、実施形態に係るカップリングガード100を示す正面図である。なお、図2(A)には、外部端末80についても併せて示している。カップリングガード100は、回転するカップリング50、主軸41及び駆動軸31の露出部分に人間または異物等が接触しないように、カップリング50および該カップリング50の周辺を覆う。具体的には、図2に示すように、カップリングガード100は、ガード本体110と、脚部140とを備えている。ガード本体110は、駆動軸31(主軸41)の軸線ALに垂直な断面が八角形状であり、軸線ALに沿って延びる形状をしている。また、ガード本体110は、軸線AL方向の両端において端面部113を有し、端面部113には、駆動軸31または主軸41を挿通させる孔114が形成されている。ガード本体110の内部空間には、図1に示すように、カップリング50、駆動軸31の一端部31a、及び主軸41の一端部41aが収容される。かかるガード本体110によって、カップリング50が全体にわたって覆われる。なお、ガード本体110は、端面部113と接地面に対向する一部が開口していてもよい。
FIG. 2A is a perspective view showing the
脚部140は、ガード本体110を支持する。図2に示すように、本実施形態のカップリングガード100は、4つの脚部140を有し、各脚部140は、脚部本体141と取付部142とを備えている。一実施形態のカップリングガード100の脚部140は、この形状に限らない。例えば、脚部140は4つに限らず、任意の本数でもよい。脚部本体141は、鉛直方向に延びる平板状であり、上端がガード本体110に連続し、下端が取付部142に連続する。取付部142は、脚部本体141の下端から水平方向外側(軸線ALと反対側)に延びている。取付部142には、脚部140をベース60に固定するための孔143が形成されている。図1では、孔143に挿入されたボルト145によって
脚部140がベース60に固定されている状態を示している。ボルト145により、カップリングガード100は、後述するセンサ160A,160Bをメンテナンスするときにベース60から取り外し可能となる。これにより、常時稼働する工場設備などでポンプ40が停止できない場合でも、作業者はポンプ40に直接触れることなくセンサ160A,160Bをメンテナンスすることができる。なお、脚部本体141、ガード本体110、および、取付部142は別々の部品として構成され、連結されてもよい。
The
また、カップリングガード100のカップリング側の面には、カップリング50の外周までの距離を検出するためのセンサ160A,160Bが取り付けられている。センサ160A,160Bは、非接触でカップリング50までの距離を検出することができる検出器である。
Further,
図1に示すように、カップリング50は、主軸41と駆動軸31を接続するためのフランジであって、その直径は主軸41並びに駆動軸31よりも大きい。また、ポンプ装置20は、芯出し不良、軸ずれ、軸曲がり、軸受不良等の異常によって軸心が振れながら回転する「振れ回り」の状態となる。この「振れ回り」による変位は、主軸41、駆動軸31、および、それらの軸受に比べて径の大きなカップリング50の外周面50aの方が顕著に現れる。よって、カップリングガード100からカップリング50の外周面50aまでの距離を経過観察することで、主軸41並びに駆動軸31の「振れ回り」を早期に発見できる。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態では、センサ160A,160Bのそれぞれは、センサ本体162と、ガード本体110に取り付けられてセンサ本体162を支持するセンサケース170とを有している。ただし、センサ160A,160Bは、センサ本体162が直接にガード本体110に取り付けられるように構成されてもよい。カップリングガード100のカップリング側の面にセンサ160A,160Bを取り付けることで、ポンプ装置20が屋外に設置された場合でも、風雨などの外的環境からセンサ本体162を保護でき耐久性が向上する。これにより、振動を長期間(例えば、数日から数年間)連続して検出することができる。
In the present embodiment, each of the
図2(C)は、センサ本体162の構成図である。センサ本体162は電源部165、演算部166、入出力部167、第1検出部168、および、第2検出部169を備える。
FIG. 2C is a configuration diagram of the
電源部165はセンサ本体162の各部品(演算部166、入出力部167、第1検出部168、および、第2検出部169)に電力を供給する。電源部165は、例えば蓄電池のような電池であれば、カップリングガード100外からの配線を省略できる。また、電源部165は太陽光発電等の発電部を有し、当該発電部で発電した電力がセンサ本体162の各部品に供給されてもよい。カップリング50のメンテナンス時にカップリングガード100は取り外される。よって、カップリングガード100に備えられる電源部165は配線の必要がない電池が好ましい。
The
演算部166は、例えばCPUであって、各種プロラムに基づいて信号を処理する。具体的に演算部166は、入出力部167から入力された信号を処理し、不図示のメモリに記憶する。また、メモリに記憶された情報を入出力部167へ出力処理する。入出力部167は、外部機器や各種センサ等と情報を共有すべく入出力を行う。具体的に入出力部167は、通信、または/およびデジタル信号、アナログ信号の入出力を行う。
The
第1検出部168は、赤外線距離センサ等のレーザ式変位センサ、光学式変位センサ、渦電流センサ等のリニア近接センサ、及び超音波変位センサ等、非接触でカップリング5
0までの距離を検出する任意の検出器である。第1検出部168は、回転機械と非接触であるため、軸受け等の振動が大きい位置に直接センサを取り付けるのに比較して、計測位置の固定が安定するため長期間に渡って計測することができる。また、カップリング50はカップリングガード100に覆われているため、外部の明暗の影響が少ない。そのため、第1検出部168は光学式の変位センサを用いることができる。
The
Any detector that detects the distance to zero. Since the
第2検出部169は、導電式速度センサや圧電式加速度センサ等、カップリングガード100の絶対振動を検出するための任意の検出器である。第2検出部169は第1検出部168と同方向の絶対振動を計測するとよい。
The
なお、電源部165、演算部166、入出力部167と第1検出部168、および、第2検出部169は、別々の基板にて構成されてもよい。また、電源部165、演算部166、入出力部167は、カップリングカバー100とは別の装置に設置されてもよい。第1検出部168、第2検出部169による検出値は、入出力部167を介して演算部166に入力される。
The
図3は、図2(B)のX−X矢視断面図である。なお、図3では、水平方向Hdと鉛直方向Vdとを合わせて示している。本実施形態では、ガード本体110には、2つのセンサ160A,160Bが取り付けられている。そして、センサ(第1センサ)160Aの第1検出部168は、ガード本体110からカップリング50の外周面50aの鉛直方向Vdの距離Vを検出することができ、センサ(第2センサ)160Bの第1検出部168は、ガード本体110からカップリング50の外周面50aの水平方向Hdの距離Hを検出することができるように構成されている。つまり、センサ160A,160Bは、正常時の軸心を通る角度θが90°となる位置に設置され、互いに垂直な方向の変位を検出する。ただし、こうした例に限定されるものではなく、センサ160A,160Bは、互いに任意の角度(例えば、θ=60°、θ=180°等)だけ異なる方向の変位を検出するように構成されてもよい。また、図2及び図3に示す例では、センサ160A,160Bは、軸線AL方向において同一の位置に設けられている。ただし、こうした例に限定されず、軸線AL方向において異なる位置に設けられてもよい。この場合には、センサ160A,160Bは、同じ方向の変位を検出するように配置されてもよい。また、カップリングガード100は、2つのセンサが取り付けられるものに限定されず、1つのセンサだけが取り付けられてもよいし、3つ以上のセンサが取り付けられてもよい。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line XX of FIG. Note that, in FIG. 3, the horizontal direction Hd and the vertical direction Vd are shown together. In this embodiment, two
ポンプ装置20が正常な場合、軸心がほぼ同位置にて回転するため、カップリングガード100からカップリング50の外周面50aまでの距離は、ほぼ一定である。そのため、演算部166は、検出された距離V,Hが所定の閾値以上または以下に変化したらポンプ装置20の異常(例えば軸の触れ回り)と判断してもよい。また、センサ本体162は不図示のランプ等の表示部を有し、演算部166は検出された距離V,Hが所定の閾値以上または以下になったと判断したら、当該ランプを点灯して外部に異常を報知するとともに、ポンプを保護停止してもよい。
When the
また、ポンプ装置20は、2つのセンサ160A,160Bに、加えてまたは代えて、カップリング50の側面50bと対向する端面部113に軸方向(第3の方向)の変位を測定するためのセンサが設けられてもよい。特に、ポンプ装置10に玉軸受やスラスト軸受が用いられている場合、これらの軸受は物理的に軸方向で接触しているため、端面部113に軸方向の変位を測定するためのセンサ160Cが設けられるとよい(図2参照)。なお、センサ160Cは、センサ160A、160Bと同一の構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。また、ポンプ装置10は、カップリング50の回転速度を検出する不図示の回転パルス検出部を備えてもよい。
Further, the
なお、図3に示すように、センサ160A、160Bに対向するカップリング50の外周面50aは、第1検出部168に対向する位置に被検出部52を備えるとよい。センサ160A、160Bは、第1検出部168と被検出部52が対向していれば距離V,Hを検出でき、カップリング50が軸方向に変位して、被検出部52が第1検出部168と対向していなければ距離V,Hを検出不可とするとよい。例えば、センサ160A、160Bが赤外線のように直進する光の反射を検知する変位センサであれば、検出部52のみで当該赤外線を正常に反射でき、カップリング50における検出部52以外では当該赤外線を正常に反射できない構成とする。この場合、軸方向の変位が許容される範囲内を被検出部52とすることで、センサ160A,160Bにて軸方向の異常変位を検出することができる。
As shown in FIG. 3, the outer
また、被検出部52もしくは外周面50aの一部に、回転位置検出部52aを設け、演算部166は、第1検出部168が当該回転位置検出部52aを通過した信号にてカップリング50の回転速度を検出してもよい。回転位置検出部52aは、例えば、円環上に形成された被検出部52に、第1検出部168が距離を検知できない部分を設けてもよいし、逆に、第1検出部168が過剰に反応する部分を設けてもよい。演算部166はカップリング50までの距離とカップリング50の回転速度とに基づいて振動変位を算出できる。
In addition, the rotational
上記したように、本実施形態のガード本体110は、断面が八角形となっており、水平面を画定する上面部112aと、鉛直面を画定する側面部112bと、を有している。そして、上面部112aにセンサ160Aが取り付けられており、側面部112bにセンサ160Bが取り付けられている。換言すると、ガード本体110は、センサ160A,160Bが取り付けられる領域に平面部を有している。このように、ガード本体110における平面状の上面部112aと側面部112bとにセンサ160A,160Bが取り付けられることにより、曲面状の場所にセンサを取り付けるのに比してセンサ160A,160Bを容易に配置することができる。
As described above, the
センサ160A,160Bは、入出力部167を介して、ポンプ装置20の外部機器へ検出信号を有線または無線で送信できるとよい。外部機器の一例としては、PDA(Personal Digital Assistant)やパソコン等の汎用の情報端末でもよいし、遠方監視器や専用リモコンなどの専用端末でもよく、ポンプ装置20を制御する制御機器や状態監視する監視機器等が挙げられる。また、図2に示すように、センサ160A,160Bの入出力部167は、検出情報を外部端末80等の外部に無線送信できるように構成されるとよい。ここで、無線送信としては、例えば近距離無線通信(NFC:Near Field Communication)の技術を利用することができる。また、Bluetooth(登録商標)およびWi−Fiなど、任意の方式の無線通信を利用することができる。ただし、NFCは、外部端末80をセンサ160A,160Bに近づけるだけで通信を完了させることができる点で有利である。また、有線通信としては、例えばセンサ160A,160Bの入出力部167にUSB(Universal Serial Bus)のような外部接続端子が設けられ、ここに外部端末80が接続されることによって通信がなされてもよいし、RS422,RS232C,RS485等のシリアル通信でもよい。
The
センサ160A,160Bの演算部166は、第1検出部168が任意の検出タイミング(例えば数μ秒から数秒)で検出した距離V、Hを履歴として記憶し、制御機器または外部端末80等は任意の情報取得タイミング(例えば、数秒から数日または数カ月等)で当該記憶された距離V、H等を検出情報として取得する。これにより、センサ160A,160Bから詳細な検出情報を取得した制御機器または外部端末80等は、カップリング50の変位、振動、及び動的な軌跡などを記録して監視したり、ポンプ装置20の故障診断などを行うことができる。また、制御機器または外部端末80等は、演算部166が検
出したポンプ装置20の異常(例えば軸の触れ回り)を表示するのみでもよい。
The
センサ160A,160Bの演算部166は、第2検出部169が任意の検出タイミング(例えば数μ秒から数秒)で検出したガード本体110の振動に基いて、第1検出部168が検出した距離V、Hを補正するとよい。ポンプ40もしくはモータ30が振動すると、ベース60を介して当該振動がガード本体110に伝わる。よって、第2検出部169にて検出したカップリングガード100の絶対振動を用いて、距離V,Hを補正することで、演算部166は、カップリング50の振動をより正確に診断できる。特に、ポンプ装置20は、不図示の防振架台上に設置される場合がある。この場合、防振架台の揺れにガード本体110が共振してしまうことがある。そのため、第2検出部169にてガード本体110の振動を検出することで、より正確にカップリング50の振動を検出することができる。
The
さらに、センサ160A,160Bが検出信号を無線送信できるような場合には、センサ160A,160Bの周囲が無線信号を透過させる素材で形成されているとよい。例えば、センサ本体162を収容するセンサケース170が樹脂などの無線信号を透過させる素材で形成されるとよい。また、ガード本体110全体、又は少なくともガード本体110におけるセンサ160A,160Bに接触する領域112a1、112b1が、樹脂などの無線通信を透過させる素材で形成されるとよい。これにより、センサ160A,160Bによる無線通信を良好に行うことができる。また、カップリングガード100全体を樹脂とすれば、鉄板をプレス加工で形成するのに比べて、ベース60からガード本体110に伝わる振動を抑制することができ、距離V、Hをより正確に検出することができる。
Further, in the case where the
以上説明したように、本実施形態によるポンプ装置20では、カップリングガード100に取り付けられているセンサ160A,160B,160Cによって、カップリング50の回転時にカップリング50の変位を検出することができる。センサ160A,160B,160Cのうち少なくともひとつがガード本体110に取り付けられることにより、振動を長期間(例えば、数日から数年間)連続して検出することができる。また、既設のポンプ装置で新たに振動計測の要望がある場合、作業者は既設のポンプ装置にカップリングガード100の追加または交換を行えばよい。これにより、ポンプが停止できない現場でもポンプに接することなく振動計が設置できる。
As described above, in the
(変形例)
上記した実施形態では、センサ160A,160Bは、ガード本体110内側の上面部112aと側面部112bとに取り付けられるものとした。しかし、こうした例に限定されず、図4に示すように、上面部112aと側面部112bとを接続する斜面部112cにセンサ160A,160Bが設けられてもよい。また、図4に示すように、センサ160A,160Bは、ガード本体110を貫通して取り付けられてもよい。これにより、カップリングガード100がベース60に取り付けられた状態で、作業者が回転部に接することなくセンサ160A,160Bのメンテナンスができる。更に、2つのセンサ160A,160Bが設けられるものに限定されず、例えば上面部112a、2つの側面部112b、下面部112dのそれぞれに4つのセンサが取り付けられてもよい。
(Modification)
In the above-described embodiment, the
上記した実施形態では、ガード本体110は、軸線ALに垂直な断面が八角形状であるものとした。しかし、こうした例に限定されず、ガード本体110は、軸線ALに垂直な断面が、四角形状などの任意の多角形状であってもよい。これにより、図1から図3に示すように、センサ160A,160Bが取り付けられる領域112が平面(水平面、鉛直面)に構成される。また、図5の変形例のカップリングガード100Aに示すように、ガード本体110Aは、略円筒状であってもよい。この場合にも、ガード本体110Aは、センサ160A,160Bが取り付けられる領域112が平面(水平面、鉛直面)に構成
されていることが好ましいが、こうした例には限定されない。
In the above-described embodiment, the
また、上記した実施形態では、カップリングガード100のガード本体110が、カップリング50の全周を覆うものとしたが、こうした例に限定されるものではない。例えば、図6の変形例のカップリングガード100Bに示すように、下方が開口した断面形状であり、ベース60と共にカップリング50を覆うものとしてもよい。こうした場合には、カップリングガード100Bには、非接触でカップリング50の変位を検出できるようにセンサ160A,160Bが設けられるとよい。
Further, in the above-described embodiment, the
なお、図6に示すように、カップリングガード100Bがベース60に取り付けられる場合には、カップリングガード100Bは、ベース60との取付部142Bに防振体144を有するとよい。具体的には、カップリングガード100Bは、ベース60上に防振体を介して設置される。カップリングガード100Bのガード本体110Bが防振体144を介してベース60に取り付けられることで、ベース60からの振動がガード本体110Bに作用することを抑制できる。これにより、センサ160A,160B,160Cによる検出情報にカップリングガード100B自体の振動が含まれてしまうことを抑制でき、カップリング50の変位の検出精度を向上させることができる。なお、こうした防振体144を図2に示す脚部140の取付部142に設けることで、図2に示すカップリングガード100についても同様の効果を奏することができる。
As shown in FIG. 6, when the
さらに、実施形態または変形例におけるカップリングガード100,100A,100Bは、リブ等の種々の補強機構を有してもよい。一例として、図7に示す変形例のカップリングガード100Cは、接地面つまりベース60に近い部位ほど肉厚であり、ベース60から離れるほど肉薄であるように構成されている。こうした構成により、カップリングガード100の剛性を高くすることができ、カップリングガード100自体が振動することを抑制することができるので、センサ160A,160B,160Cによるカップリング50の変位の検出精度を向上させることができる。
Further, the coupling guards 100, 100A, 100B in the embodiment or the modification may have various reinforcing mechanisms such as ribs. As an example, the
上記した実施形態では、カップリングガード100は、ポンプ40とモータ30とを支持するベース60に支持されるものとした。しかしながら、こうした例に限定されず、例えば図8に示す変形例のカップリングガード100Dのように、カップリングガード100Dが、ポンプ40とモータ30との少なくとも一方に支持されてもよい。図8に示す例では、カップリングガード100Dの端面部113は、ポンプ40とモータ30との両方に取り付けられている。こうした場合には、カップリングガード100Dは、ポンプ40との取付部に防振体144Daを有するものとしたり、モータ30との取付部に防振体144Dbを有するとよい。こうすることにより、カップリングガード100Dにポンプ40又はモータ30からの振動が伝達されることを抑制することができ、センサ160A,160Bによるカップリング50の変位の検出精度を向上させることができる。
In the above-described embodiment, the
(実施形態2)
図9は、実施形態2のポンプ装置の一例を示す概略構成図である。なお、図9では、図1と同一の構成には同一の符号を付しており、重複する説明は省略する。図9に示す例では、例えばCPUで構成される演算部26と、ポート又は通信部等で構成される入出力部27と、を有する制御装置22が示されている。そして、カップリングガード100に設けられたセンサ160A,センサ160B,160Cのそれぞれは第1および第2検出部168、169を備え、それらの検出値は有線または無線で制御装置22の入出力部27に入力される。演算部26は、上記した演算部166と同様に機能し、更には、複数のセンサ160A,160B,160Cの検出値および/またはカップリング50の回転速度を用いてカップリング50の振動を算出するとよい。このように、複数のセンサ160A,160Bでの検出値を単一の制御装置22に入力することにより、制御装置22は多方
向における変位を同時に計測し、当該多方向の変位と回転数の相互関係に基づいて振動変位を算出し、更に振動変位に基づいて振動速度ならびに振動加速度等を算出することができる。その際、カップリング50の回転速度は計測されてもよいし、予め設定された値や不図示のポンプ制御装置による指令値等を用いてもよい。例えば、制御装置22は、第1検出部168,第2検出部169にて検出された振動変位に基づいて振動速度並びに振動加速度を算出し、当該振動の周波数分析(FFT)を行い分析結果に基づいて異常振動を判定してもよい。
(Embodiment 2)
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing an example of the pump device according to the second embodiment. Note that, in FIG. 9, the same configurations as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and overlapping description will be omitted. In the example shown in FIG. 9, a
なお、上述した実施形態1において、センサ160Aとセンサ160B,160Cが通信等にて距離V,H、を共有してもよい。その場合、制御装置22に代えてセンサ160Aまたは/およびセンサ160Bが振動変位、振動速度並びに振動加速度を算出するとよい。更には、センサ160Aまたは/およびセンサ160Bが当該振動の周波数分析(FFT)を行い分析結果に基づいて異常振動を判定してもよい。
In the first embodiment described above, the
以上説明した本実施形態は、以下の形態としても記載することができる。
[形態1]形態1によれば、原動機の駆動軸と回転機械の主軸とを連結するカップリングを覆うためのカップリングガードが提案され、前記カップリングガードは、前記カップリングまでの距離を非接触で検出可能な第1検出部を備えるセンサを、少なくともひとつ備えることを特徴とする。形態1によれば、カップリングガードに備えられたセンサによって、回転機械の振動を長時間連続して検出することができる。
The present embodiment described above can be described as the following forms.
[Mode 1] According to
[形態2]形態2によれば、形態1のカップリングガードにおいて、前記センサがカップリング側の面に取り付けられていることを特徴とする。形態2によれば、外的環境からセンサを保護でき耐久性が向上する。
[Mode 2] According to mode 2, in the coupling guard of
[形態3]形態3によれば、形態1のカップリングガードにおいて、前記カップリングガードは、前記センサが、前記カップリングガードの外表面と前記カップリング側の面とを貫通して取り付けられている。形態3によれば、作業者がカップリングガードの外側から第1検出部のメンテナンス等を行うことができる。
[Mode 3] According to mode 3, in the coupling guard of
[形態4]形態4によれば、形態1から3のカップリングガードにおいて、前記センサは、前記カップリングまでの第1方向の距離を検出するための第1センサ、前記第1方向に垂直な第2方向の距離を検出するための第2センサ、及び前記主軸の軸方向である第3方向の変位を検出するための第3センサのうちの少なくともひとつである。
[Mode 4] According to mode 4, in the coupling guards of
[形態5]形態5によれば、形態1から4のカップリングガードにおいて、前記カップリングガードにおける前記センサが取り付けられる領域は平面に構成されている。
[Mode 5] According to Mode 5, in the coupling guards of
[形態6]形態6によれば、形態5のカップリングガードにおいて、前記カップリングガードは、前記駆動軸の軸方向に垂直な断面が多角形状である。 [Mode 6] According to mode 6, in the coupling guard of mode 5, the cross section of the coupling guard perpendicular to the axial direction of the drive shaft is polygonal.
[形態7]形態7によれば、形態1から6のカップリングガードにおいて、前記カップリングガードは、前記原動機と前記回転機械との少なくとも一方が設置される基部に防振体を介して取り付けられる。
[Mode 7] According to mode 7, in the coupling guards of
[形態8]形態8によれば、形態1から7のカップリングガードにおいて、前記カップリングガードは、前記原動機と前記回転機械との少なくとも一方に防振体を介して取り付けられる。
[Mode 8] According to mode 8, in the coupling guards of
[形態9]形態9によれば、形態1から8のカップリングガードにおいて、前記カップリ
ングガードは、接地面に近い部位ほど肉厚であり、設置面から離れるほど肉薄であるように構成されている。こうした構成により、カップリングガードの剛性を高くすることができ、カップリングガード自体が振動することを抑制することができるので、センサによる変位の検出精度を向上させることができる。
[Mode 9] According to Mode 9, in the coupling guards of
[形態10]形態10によれば、形態1から9のカップリングガードにおいて、前記センサは、検出情報を外部に無線送信できるように構成される。
[Mode 10] According to mode 10, in the coupling guards of
[形態11]形態11によれば、形態1から10のカップリングガードにおいて、前記センサは、電池にて電力が供給される。形態11によれば、配線を簡略化することができる。
[Mode 11] According to mode 11, in the coupling guards of
[形態12]形態12によれば、形態1から11のカップリングガードにおいて、前記センサは、前記カップリングガードの振動を検出するための第2検出部を更に有する。
[Mode 12] According to Mode 12, in the coupling guards of
[形態13]形態13によれば、回転機械装置が提案され、前記回転機械装置は、原動機と、回転機械と、前記原動機の駆動軸と前記回転機械の主軸とを連結するカップリングと、前記カップリングを覆う形態1から12のカップリングガードと、を備える。
[Mode 13] According to Mode 13, a rotary machine device is proposed, and the rotary machine device includes a prime mover, a rotary machine, a coupling connecting a drive shaft of the prime mover and a main shaft of the rotary machine, and Coupling guards of
[形態14]形態14によれば、形態13の回転機械装置において、前記カップリングは、前記第1検出部による検出に対応した被検出部を有する。 [Mode 14] According to mode 14, in the rotary machine device of mode 13, the coupling has a detected portion corresponding to the detection by the first detection portion.
[形態15]形態15によれば、形態13または14の回転機械装置において、前記カップリングは、前記第1検出部による検出に対応した回転位置検出部を有する。 [Mode 15] According to Mode 15, in the rotary machine device of Mode 13 or 14, the coupling has a rotational position detection unit corresponding to the detection by the first detection unit.
[形態16]形態16によれば、形態13から15の回転機械装置において、前記回転機械はポンプである。 [Mode 16] According to mode 16, in the rotary machine device of modes 13 to 15, the rotary machine is a pump.
[形態17]形態17によれば、形態13から16の回転機械装置において、前記第1検出部の検出値に基づいて前記カップリングの振動を算出する演算部を備える。 [Mode 17] According to mode 17, the rotary machine according to modes 13 to 16 includes an arithmetic unit that calculates the vibration of the coupling based on the detection value of the first detection unit.
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、実施形態および変形例の任意の組み合わせが可能であり、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments of the present invention are intended to facilitate understanding of the present invention and do not limit the present invention. The present invention can be modified and improved without departing from the spirit of the invention, and it goes without saying that the present invention includes equivalents thereof. Further, in the range in which at least a part of the problems described above can be solved, or in the range in which at least a part of the effect is achieved, any combination of the embodiment and the modified examples is possible, and is described in the claims and the specification. It is possible to arbitrarily combine or omit the respective constituent elements.
20…ポンプ装置
30…モータ
31…駆動軸
40…ポンプ
41…回転軸
50…カップリング
52…被検出部
60…ベース
80…外部端末
100、100A〜100D…カップリングガード
110、110A、110B…ガード本体
140…脚部
142…取付部
144…防振体
160A…センサ(第1センサ)
160B…センサ(第2センサ)
160C…センサ(第3センサ)
162…センサ本体
165…電源部
166…演算部
167…入出力部
168…第1検出部
169…第2検出部
170…センサケース
112a…上面部
112b…側面部
112c…斜面部
112d…下面部
AL…軸線
Hd…水平方向
Vd…鉛直方向
20...
160B... Sensor (second sensor)
160C... Sensor (third sensor)
162... Sensor
Claims (17)
前記カップリングガードは、
前記カップリングまでの距離を非接触で検出可能な第1検出部を備えたセンサを、少なくともひとつ備えることを特徴とする、カップリングガード。 A coupling guard for covering the coupling connecting the drive shaft of the prime mover and the main shaft of the rotating machine,
The coupling guard is
A coupling guard, comprising at least one sensor having a first detection unit capable of detecting a distance to the coupling in a non-contact manner.
請求項1から6の何れか1項に記載のカップリングガード。 The coupling guard is attached to a base portion on which at least one of the prime mover and the rotary machine is installed via a vibration isolator.
The coupling guard according to any one of claims 1 to 6.
請求項1から7の何れか1項に記載のカップリングガード。 The coupling guard is attached to at least one of the prime mover and the rotating machine via a vibration isolator,
The coupling guard according to any one of claims 1 to 7.
請求項1から9の何れか1項に記載のカップリングガード。 The sensor is configured to wirelessly transmit detection information to the outside,
The coupling guard according to any one of claims 1 to 9.
回転機械と、
前記原動機の駆動軸と前記回転機械の主軸とを連結するカップリングと、
前記カップリングを覆う請求項1から12に記載のカップリングガードと、
を備える回転機械装置。 A prime mover,
A rotating machine,
A coupling that connects the drive shaft of the prime mover and the main shaft of the rotating machine;
The coupling guard according to claim 1, which covers the coupling,
A rotating machine device.
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- 2018-11-13 JP JP2018212943A patent/JP2020079620A/en active Pending
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