JP2963111B2 - 軸受の寿命診断装置 - Google Patents
軸受の寿命診断装置Info
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- JP2963111B2 JP2963111B2 JP1257393A JP25739389A JP2963111B2 JP 2963111 B2 JP2963111 B2 JP 2963111B2 JP 1257393 A JP1257393 A JP 1257393A JP 25739389 A JP25739389 A JP 25739389A JP 2963111 B2 JP2963111 B2 JP 2963111B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、軸受が発生するAEを検出するAEセンサ
と、このAEセンサからのAE信号を基準値と比較し、AE信
号が上記基準値を越えたときに信号を出力する比較手段
とを備え、上記比較手段からの信号に基づいて上記軸受
が寿命であるか否かを判別するようにした軸受の寿命診
断装置に関する。
と、このAEセンサからのAE信号を基準値と比較し、AE信
号が上記基準値を越えたときに信号を出力する比較手段
とを備え、上記比較手段からの信号に基づいて上記軸受
が寿命であるか否かを判別するようにした軸受の寿命診
断装置に関する。
＜従来の技術＞ 従来、軸受の寿命診断装置としては軸受が発生するAE
を検出するAEセンサと、このAEセンサからのAE信号を基
準値と比較し、AE信号が上記基準値を越えたときに異常
を表わす異常信号を出力する比較手段とを備え、上記比
較手段からの異常信号の単位時間当たりの発生数、すな
わち発生レートを算出して、この算出した発生レートが
一定のしきいレートを越えたときに、軸受は寿命に至っ
たと判別するようにしたものがある。軸受の寿命とは、
軸受表面に剥離が生じるまでの使用期間を言う。
を検出するAEセンサと、このAEセンサからのAE信号を基
準値と比較し、AE信号が上記基準値を越えたときに異常
を表わす異常信号を出力する比較手段とを備え、上記比
較手段からの異常信号の単位時間当たりの発生数、すな
わち発生レートを算出して、この算出した発生レートが
一定のしきいレートを越えたときに、軸受は寿命に至っ
たと判別するようにしたものがある。軸受の寿命とは、
軸受表面に剥離が生じるまでの使用期間を言う。
＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、上記従来の軸受の寿命診断装置におい
ては、軸受の寿命の判別は、比較手段からの信号の発生
レートとしきいレートとの比較結果のみに基づいて行な
われるため、以下の例に見られるように、誤診の可能性
が非常に高い。
ては、軸受の寿命の判別は、比較手段からの信号の発生
レートとしきいレートとの比較結果のみに基づいて行な
われるため、以下の例に見られるように、誤診の可能性
が非常に高い。
第５図は異常信号の発生レートと軸受の寿命との関係
を示した図で、この図には直線A,B,Cによってそれぞれ
表される３つのケースが示されている。しきいレートを
2400として、これらの３つのケースを上記従来の診断装
置で診断した場合、直線Ａで示すケースにおいては、寿
命の約15％の時点で発生レートが一時的にしきいレート
を越え（図中○印）るため、十分に余命があるにもかか
わらず軸受は寿命であると誤診される。
を示した図で、この図には直線A,B,Cによってそれぞれ
表される３つのケースが示されている。しきいレートを
2400として、これらの３つのケースを上記従来の診断装
置で診断した場合、直線Ａで示すケースにおいては、寿
命の約15％の時点で発生レートが一時的にしきいレート
を越え（図中○印）るため、十分に余命があるにもかか
わらず軸受は寿命であると誤診される。
逆に、直線Ｃで示すように、比較手段からの異常信号
の発生レートがしきいレート以下に維持されながら寿命
（100％）に至るようなケースにおいては、実際には軸
受はすでに寿命に至っているにもかかわらず、発生レー
トがしきいレートを越える寿命の約135％の時点まで
は、軸受は寿命だと判別されず、やはりこの場合も、誤
診ということになる。
の発生レートがしきいレート以下に維持されながら寿命
（100％）に至るようなケースにおいては、実際には軸
受はすでに寿命に至っているにもかかわらず、発生レー
トがしきいレートを越える寿命の約135％の時点まで
は、軸受は寿命だと判別されず、やはりこの場合も、誤
診ということになる。
そこで、この発明の目的は、正確に、つまり、安全側
かつ適切な時点で軸受が寿命であると診断することがで
きる軸受の寿命診断装置を提供することにある。
かつ適切な時点で軸受が寿命であると診断することがで
きる軸受の寿命診断装置を提供することにある。
＜課題を解決するための手段＞ 軸受がその寿命とされる剥離に至るまでには、転動面
あるいは転動面下における微視的クラックの発生、進展
という経過をたどる。軸受は微視的クラックの発生時あ
るいは進展時に、それまで蓄えられてきた歪エネルギー
を音波の形で放出する。これがAEであり、本発明は、軸
受が寿命に至るまでにAEとして放出される歪エネルギー
の総和はある一定の値を取るという現象の発見に基づい
てなされた。
あるいは転動面下における微視的クラックの発生、進展
という経過をたどる。軸受は微視的クラックの発生時あ
るいは進展時に、それまで蓄えられてきた歪エネルギー
を音波の形で放出する。これがAEであり、本発明は、軸
受が寿命に至るまでにAEとして放出される歪エネルギー
の総和はある一定の値を取るという現象の発見に基づい
てなされた。
したがって、この発明の軸受の寿命診断装置は、軸受
が発生するAEを検出するAEセンサと、このAEセンサから
のAE信号を基準値と比較し、AE信号が上記基準値を越え
たときに信号を出力する比較手段とを備え、上記比較手
段からの信号に基づいて上記軸受が寿命であるか否かを
判別するようにした軸受の寿命診断装置において、AE信
号が上記基準値を越えて上記比較手段が信号を発生する
ときのAE信号の振幅を記憶する振幅記憶手段と、上記比
較手段からの信号の単位時間当たりの発生数と上記振幅
記憶手段に記憶された振幅とに基づいて、軸受が発生す
るAEの単位時間当たりの放出エネルギーを算出して、こ
の単位時間当たりの放出エネルギーを積算する放出エネ
ルギー積算手段と、上記放出エネルギー積算手段で算出
された放出エネルギー積算値と基準値とを比較して、放
出エネルギー積算値が基準値を越えたときに軸受が寿命
に至ったことを表す信号を出力する判別手段とを備えた
ことを特徴としている。
が発生するAEを検出するAEセンサと、このAEセンサから
のAE信号を基準値と比較し、AE信号が上記基準値を越え
たときに信号を出力する比較手段とを備え、上記比較手
段からの信号に基づいて上記軸受が寿命であるか否かを
判別するようにした軸受の寿命診断装置において、AE信
号が上記基準値を越えて上記比較手段が信号を発生する
ときのAE信号の振幅を記憶する振幅記憶手段と、上記比
較手段からの信号の単位時間当たりの発生数と上記振幅
記憶手段に記憶された振幅とに基づいて、軸受が発生す
るAEの単位時間当たりの放出エネルギーを算出して、こ
の単位時間当たりの放出エネルギーを積算する放出エネ
ルギー積算手段と、上記放出エネルギー積算手段で算出
された放出エネルギー積算値と基準値とを比較して、放
出エネルギー積算値が基準値を越えたときに軸受が寿命
に至ったことを表す信号を出力する判別手段とを備えた
ことを特徴としている。
＜作用＞ 上記放出エネルギー積算手段によって、上記比較手段
からの信号の単位時間当たりの発生数と上記振幅記憶手
段に記憶された振幅とに基づいて、軸受が発生するAEの
単位時間当たりの放出エネルギーが順次算出されると共
に、積算される。この放出エネルギー積算手段で算出さ
れた放出エネルギー積算値と基準値とは判別手段により
比較され、放出エネルギー積算値がこの基準値を越えた
ときに軸受は寿命に至ったと判別される。
からの信号の単位時間当たりの発生数と上記振幅記憶手
段に記憶された振幅とに基づいて、軸受が発生するAEの
単位時間当たりの放出エネルギーが順次算出されると共
に、積算される。この放出エネルギー積算手段で算出さ
れた放出エネルギー積算値と基準値とは判別手段により
比較され、放出エネルギー積算値がこの基準値を越えた
ときに軸受は寿命に至ったと判別される。
＜実施例＞ 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明す
る。
る。
第１図において、１はAEセンサ、２はプリアンプ、３
はバンドパスフィルター、４はメインアンプ、５は包絡
線検波回路、６は特性フィルター、７はA/D変換回路、
８はコンピュータ、９は表示回路である。
はバンドパスフィルター、４はメインアンプ、５は包絡
線検波回路、６は特性フィルター、７はA/D変換回路、
８はコンピュータ、９は表示回路である。
上記AEセンサ１は図示しない軸受あるいはこの軸受を
支持する図示しないケース等に装着され、上記軸受から
のAE原波形信号を検出する。このAE原波形信号は、プリ
アンプ２で増幅された後、バンドパスフィルター３に入
力され、その周波数成分のうち、クラックの発生等、軸
受の異常に関係した例えば150〜400KHZの周波数成分が
通過させられる。
支持する図示しないケース等に装着され、上記軸受から
のAE原波形信号を検出する。このAE原波形信号は、プリ
アンプ２で増幅された後、バンドパスフィルター３に入
力され、その周波数成分のうち、クラックの発生等、軸
受の異常に関係した例えば150〜400KHZの周波数成分が
通過させられる。
バンドパスフィルター３を通過したAE信号はメインア
ンプ４により増幅された後、包絡線検波回路５に入力さ
れ、この包絡線検波回路５により包絡線検波された後、
特性フィルター６に入力される。この特性フィルター６
は、包絡線検波信号のうち軸受の特定部位の特性を表す
周波数成分のみを通過させるフィルターである。したが
って、たとえば上記特性フィルター６が内輪特性フィル
ターであれば、内輪特性周波数成分のみが、また外輪特
性フィルターであれば、外輪特性周波数成分のみが通過
させられる。なお、複数部位の異常検出を行う場合は、
部位に応じた特性フィルターが複数個設置される。
ンプ４により増幅された後、包絡線検波回路５に入力さ
れ、この包絡線検波回路５により包絡線検波された後、
特性フィルター６に入力される。この特性フィルター６
は、包絡線検波信号のうち軸受の特定部位の特性を表す
周波数成分のみを通過させるフィルターである。したが
って、たとえば上記特性フィルター６が内輪特性フィル
ターであれば、内輪特性周波数成分のみが、また外輪特
性フィルターであれば、外輪特性周波数成分のみが通過
させられる。なお、複数部位の異常検出を行う場合は、
部位に応じた特性フィルターが複数個設置される。
特性フィルター６を通過した包絡線検波信号は、A/D
変換回路７によりA/D変換された後、コンピュータ８に
入力される。コンピュータ８は、第２図に示すフローチ
ャートに従って入力信号を処理して軸受の寿命診断を行
う。以下、第２図に従って説明する。
変換回路７によりA/D変換された後、コンピュータ８に
入力される。コンピュータ８は、第２図に示すフローチ
ャートに従って入力信号を処理して軸受の寿命診断を行
う。以下、第２図に従って説明する。
まず、ステップS1で、後続の処理で必要な基準値Vh,
基準値SLの設定および放出エネルギー積算値Ｄ（詳細は
後述）の初期化を行う。
基準値SLの設定および放出エネルギー積算値Ｄ（詳細は
後述）の初期化を行う。
次いで、ステップS2で、内臓タイマーをリセットする
と共に、基準値Vhより大きいAE信号の単位時間当たりの
発生数（以下、AE発生数と言う。）CLの初期化，単位時
間内に発生するAEの平均振幅AMPの初期化，および単位
時間あたりのAEの放出エネルギー値CWの初期化を行う。
と共に、基準値Vhより大きいAE信号の単位時間当たりの
発生数（以下、AE発生数と言う。）CLの初期化，単位時
間内に発生するAEの平均振幅AMPの初期化，および単位
時間あたりのAEの放出エネルギー値CWの初期化を行う。
次いで、ステップS3において、A/D変換されたAE信号
を基準値Vhと比較する。この結果、AE信号が基準値Vhを
越えていると判断すると、ステップS4へ進み、AE発生数
のカウント値CLに１を加える。それと同時に、このとき
のAE信号の振幅をAMPiとして図示しない内臓メモリに格
納する。
を基準値Vhと比較する。この結果、AE信号が基準値Vhを
越えていると判断すると、ステップS4へ進み、AE発生数
のカウント値CLに１を加える。それと同時に、このとき
のAE信号の振幅をAMPiとして図示しない内臓メモリに格
納する。
コンピュータ８は、次のステップS5でタイマーが所定
時間の計時を終了したと判断するまで、上記ステップS3
およびS4の処理を繰り返す。
時間の計時を終了したと判断するまで、上記ステップS3
およびS4の処理を繰り返す。
ステップS5で所定時間（単位時間）が経過したと判断
すると、次のステップS6において、メモリに格納してい
た各振幅値AMPiを積算し、積算値を今回の単位時間当た
りのAE発生数CLで割ることによって平均振幅AMPを求め
る。そして、ステップS7で、ステップS6で求めた平均振
幅AMPならびに基準値Vhを用いて、基準値Vhに対する平
均振幅AMPの割合AMP/Vhを求め、さらにAMP/Vhに上記AE
発生数CLを掛けて、今回の単位時間当たりのAEの放出エ
ネルギーCWを求める。ちなみに、AMP/Vhは第４図に示す
ような値をとる。この第４図から、AMP/Vhは寿命の100
％の近傍箇所で急激な変化を示さないことが分かる。
すると、次のステップS6において、メモリに格納してい
た各振幅値AMPiを積算し、積算値を今回の単位時間当た
りのAE発生数CLで割ることによって平均振幅AMPを求め
る。そして、ステップS7で、ステップS6で求めた平均振
幅AMPならびに基準値Vhを用いて、基準値Vhに対する平
均振幅AMPの割合AMP/Vhを求め、さらにAMP/Vhに上記AE
発生数CLを掛けて、今回の単位時間当たりのAEの放出エ
ネルギーCWを求める。ちなみに、AMP/Vhは第４図に示す
ような値をとる。この第４図から、AMP/Vhは寿命の100
％の近傍箇所で急激な変化を示さないことが分かる。
次に、ステップS8において、前ステップで求めた放出
エネルギーCWを前回までの放出エネルギーの積算値Ｄに
加算して、今回の放出エネルギー積算値Ｄとする。続い
て、ステップS9で、今回算出された放出エネルギーの積
算値Ｄを基準値SLと比較し、比較の結果、Ｄ≧SLである
と判別すると、ステップS10に進んで、軸受に寿命がき
たことを示す寿命信号を第１図の表示回路９に出力す
る。
エネルギーCWを前回までの放出エネルギーの積算値Ｄに
加算して、今回の放出エネルギー積算値Ｄとする。続い
て、ステップS9で、今回算出された放出エネルギーの積
算値Ｄを基準値SLと比較し、比較の結果、Ｄ≧SLである
と判別すると、ステップS10に進んで、軸受に寿命がき
たことを示す寿命信号を第１図の表示回路９に出力す
る。
一方、ステップS9で放出エネルギーの積算値Ｄが基準
値SLに達していないと判断すると、ステップS2に戻って
再び単位時間当たりの放出エネルギーCWを求めるための
処理を開始し、ステップS9でＤ≧SLと判断するまで、ス
テップS2〜S9の処理を繰り返す。
値SLに達していないと判断すると、ステップS2に戻って
再び単位時間当たりの放出エネルギーCWを求めるための
処理を開始し、ステップS9でＤ≧SLと判断するまで、ス
テップS2〜S9の処理を繰り返す。
第３図は上記処理によって実際に診断を行ったときの
軸受の寿命と放出エネルギーの積算値Ｄとの関係を示し
ている。第３図に直線A,B,Cによって示したケースはそ
れぞれ第５図におけるケースA,B,Cに対応している。こ
の診断に際しては、放出エネルギー積算値Ｄに対する基
準値SLを2.6×106と設定した。図中○印は、軸受が寿命
だと診断された時点を示している。この図からもわかる
ように、従来の寿命診断装置では誤診されたケースA,C
も、本実施例によれば、寿命に対して95％以上のところ
で寿命の診断を行うことができた。
軸受の寿命と放出エネルギーの積算値Ｄとの関係を示し
ている。第３図に直線A,B,Cによって示したケースはそ
れぞれ第５図におけるケースA,B,Cに対応している。こ
の診断に際しては、放出エネルギー積算値Ｄに対する基
準値SLを2.6×106と設定した。図中○印は、軸受が寿命
だと診断された時点を示している。この図からもわかる
ように、従来の寿命診断装置では誤診されたケースA,C
も、本実施例によれば、寿命に対して95％以上のところ
で寿命の診断を行うことができた。
＜発明の効果＞ 以上の説明より明らかなように、本発明は、AEの放出
エネルギーはクラックの発生、進展による歪エネルギー
に対応しているという観点から、軸受の転動面あるいは
転動面下の微視的クラックの発生、進展に関係した一定
レベル以上のAEの単位時間当たりの発生数ではなく、AE
の振幅とAEの発生数の累計とを同時に考慮して、放出エ
ネルギーに基づいて寿命を判断しているので、一定レベ
ル以上のAEの単位時間当たりの発生数のみに基づく従来
の診断に比較して、安全側、かつ余命を大きく残すこと
のない適切な時点で軸受の寿命を診断することができ
る。
エネルギーはクラックの発生、進展による歪エネルギー
に対応しているという観点から、軸受の転動面あるいは
転動面下の微視的クラックの発生、進展に関係した一定
レベル以上のAEの単位時間当たりの発生数ではなく、AE
の振幅とAEの発生数の累計とを同時に考慮して、放出エ
ネルギーに基づいて寿命を判断しているので、一定レベ
ル以上のAEの単位時間当たりの発生数のみに基づく従来
の診断に比較して、安全側、かつ余命を大きく残すこと
のない適切な時点で軸受の寿命を診断することができ
る。
第１図は本発明の一実施例である軸受の寿命診断装置の
ブロック図、第２図は第１図のコンピュータによって行
なわれる寿命診断処理のフローチャート、第３図は軸受
異常に関係あるAEの放出エネルギー積算値と軸受の寿命
との関係を示した図、第４図は基準振幅に対するAE振幅
の割合と軸受の寿命との関係を示した図、第５図は従来
の診断方法を説明する図である。
ブロック図、第２図は第１図のコンピュータによって行
なわれる寿命診断処理のフローチャート、第３図は軸受
異常に関係あるAEの放出エネルギー積算値と軸受の寿命
との関係を示した図、第４図は基準振幅に対するAE振幅
の割合と軸受の寿命との関係を示した図、第５図は従来
の診断方法を説明する図である。
Claims (1)
- 【請求項１】軸受が発生するAEを検出するAEセンサと、
このAEセンサからのAE信号を基準値と比較し、AE信号が
上記基準値を越えたときに信号を出力する比較手段とを
備え、上記比較手段からの信号に基づいて上記軸受が寿
命であるか否かを判別するようにした軸受の寿命診断装
置において、 AE信号が上記基準値を越えて上記比較手段が信号を発生
するときのAE信号の振幅を記憶する振幅記憶手段と、 上記比較手段からの信号の単位時間当たりの発生数と上
記振幅記憶手段に記憶された振幅とに基づいて、軸受が
発生するAEの単位時間当たりの放出エネルギーを算出し
て、この単位時間当たりの放出エネルギーを積算する放
出エネルギー積算手段と、 上記放出エネルギー積算手段で算出された放出エネルギ
ー積算値と基準値とを比較して、放出エネルギー積算値
が基準値を越えたときに軸受が寿命に至ったことを表す
信号を出力する判別手段とを備えたことを特徴とする軸
受の寿命診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1257393A JP2963111B2 (ja) | 1989-10-02 | 1989-10-02 | 軸受の寿命診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1257393A JP2963111B2 (ja) | 1989-10-02 | 1989-10-02 | 軸受の寿命診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03120438A JPH03120438A (ja) | 1991-05-22 |
| JP2963111B2 true JP2963111B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=17305766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1257393A Expired - Fee Related JP2963111B2 (ja) | 1989-10-02 | 1989-10-02 | 軸受の寿命診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2963111B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111896257B (zh) * | 2020-07-15 | 2022-03-18 | 江门职业技术学院 | 一种滚动轴承故障诊断方法及系统 |
-
1989
- 1989-10-02 JP JP1257393A patent/JP2963111B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03120438A (ja) | 1991-05-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |