【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動調心ころ軸受損傷診断方法およびその診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動調心ころ軸受損傷診断装置は、低速で回転する軸受から発する信号を計測し、この計測結果から軸受の損傷程度を判断して、軸受が正常で使用可能な状態であるかどうかを判定していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の自動調心ころ軸受損傷診断装置では、軸受から受信した信号に、損傷信号以外にノイズとなるころ落ち信号が非常に多く含まれており、診断精度が悪く信頼性が低いものとなっていることが分かった。つまり、低速で回転する軸受のころが負荷圏から非負荷圏の境界面に移行するときに保持器に衝突する現象が発生し、このときの衝突音がころ落ち信号として発生して軸受から発する損傷信号に混入してしまう。このころ落ち信号の発生は、軸受の大きさや形式や軸受の回転速度によっても大きく異なるが、従来の自動調心ころ軸受損傷診断装置は、このノイズ信号であるころ落ち信号と軸受の損傷信号を一緒に信号処理してしまうため、正常な軸受であっても異常と判定してしまい、診断精度が悪く信頼性が低いものとなっていた。
【０００４】
本発明の目的とするところは、精度良く、また高い信頼性で判定することができる自動調心ころ軸受損傷診断方法およびその診断装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、軸受から発する信号を計測し、この計測結果から上記軸受が正常か否かを判定する自動調心ころ軸受損傷診断方法において、上記軸受から発生した損傷信号ところ落ち信号を波形処理回路部で抽出し、その抽出した信号からころ落ち信号と損傷信号の数を全て計測値として算出した後、対応する上記軸受のころ落ち信号演算数を算出し、上記計測値からこの算出したころ落ち信号演算数を差し引いて、これに基づいて上記軸受が正常か否かを判定するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
また本発明は上記目的を達成するために、軸受から発する信号を計測し、この計測結果から上記軸受が正常か否かを判定する自動調心ころ軸受損傷診断装置において、上記軸受から発生した損傷信号ところ落ち信号を受信するセンサ部と、その受信した信号からころ落ち信号と損傷信号のみを抽出する波形処理回路部と、その抽出した信号からころ落ち信号と損傷信号の数を全て計測値として算出するカウンタ部と、軸受に関する情報から算出したころ落ち信号演算数を上記計測値から差し引く減算器とを設けたことを特徴とする。
【０００７】
上述したように本発明の自動調心ころ軸受損傷診断方法およびその診断装置は、軸受から発生した信号から波形処理回路部でノイズ信号を除去してころ落ち信号と損傷信号のみを計測値として取り出し、この軸受に対応するころ落ち信号演算数を計算し、計測値からころ落ち信号演算数を差し引くようにしたため、損傷した軸受から発生した損傷信号のみを得ることができるようになり、軸受の良否を精度良く、また高い信頼性で判定することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。
図１は、本発明の一実施の形態による自動調心ころ軸受損傷診断方法を採用した自動調心ころ軸受損傷診断装置の要部を示すブロック構成図である。
ころ落ち信号除去回路は、センサ部１と、波形処理回路部２と、パーソナルコンピュータなどの端末部３とから構成しており、このセンサ部１は、軸受から発生した損傷信号を含むころ落ち信号を受信する受信部４と、受信した信号を処理しやすくするために増幅する増幅回路５とで構成している。波形処理回路部２は、増幅された信号からノイズ信号を除去するためのバンドパスフィルタ６と、バンドパスフィルタ６を通過した信号を包短線検波処理する検波回路７と、検波回路７の通過後に検出した出力電圧が非常に小さな全ての信号を確実に計測するために増幅する非線形の特性をもった増幅回路８と、増幅された信号からころ落ち信号と損傷信号のみを通過させるために設けたしきい値設定回路９とで構成している。
【０００９】
また端末部３は、波形処理回路部２を通過した信号をすべて計測するためのカウンタ部１０と、軸受の形式、軸受の回転数および測定する時間を入力するための入力部１２と、入力された条件から発生するころ落ち信号演算数を計算するための演算回路１３と、カウンタ部１０の計測値と演算回路１３で演算した演算数を格納するためのメモリ１１と、メモリ１１に格納したカウンタ部１０の計測値から演算回路１３での演算数を差し引くための減算器１４と、減算器１４で得た結果を表示するための表示部１５と、設定値変更回路部１６とで構成しており、この設定値変更回路部１６は、現在使われている軸受の中にころ落ち信号の発生状況が異なっていた場合にでも対応できるように、増幅回路５と、バンドパスフィルタ６と、増幅回路８と、しきい値設定回路９のそれぞれの設定を自由に変更するものである。
【００１０】
図２は、上述した自動調心ころ軸受損傷診断装置を採用したエレベータの巻き上げ機を示す正面図である。
巻き上げ機２１は、エレベータの運転中、乗客の指示に応じた指定階床に到達するまで回転し、指定階床に到達すると停止するという断続運転を繰り返す。この巻き上げ機２１により駆動されるシーブ２２と、シーブ２２と連動して駆動されるビームプーリ２３には、図示しない乗かごとカウンタウエートを両端に連結したロープが巻回されている。このビームプーリ２３は、毎分３０回から３００回程度で回転し、その左右に設けた二個の自動調心ころ軸受で支持されており、この軸受部に受信部４を構成するＡＥセンサ４ａ，４ｂがそれぞれ一個ずつ取り付けられており、このＡＥセンサ４ａ，４ｂで各軸受から発生するころ落ち信号を含む信号を全て計測するようにしている。
【００１１】
ＡＥセンサ４ａ，４ｂで計測した信号は、図１に示した自動調心ころ軸受損傷診断装置のころ落ち信号除去回路で処理する。センサ部１で計測した信号は波形処理回路部２で処理され、ころ落ち信号を含む信号の発生数が整数値で計測値としてカウンタ部１０に表示される。この計測値には、ころ落ち信号と損傷信号とが含まれており、次いで、正確な軸受の損傷を行うためにころ落ち信号を求めて除去するようにしている。
【００１２】
次に、ころ落ち信号と損傷信号とを含む計測値から除去するころ落ち信号の算出方法について説明する。
先ず、入力部１２から軸受の形式、軸受の回転数などの軸受に関する情報を入力すると共に、測定を行なう時間を入力する。例えば、軸受情報として転動体直径をＤｍ［ｍｍ］、接触角をｃｏｓα［°］、転動体ピッチ円径をｄｍ［ｍｍ］、外輪回転速度をｎｅ［ｒｐｍ］、内輪回転速度をｎｉ［ｒｐｍ］とすると、ころ落ち信号演算数ｎは、数式（１）から求めることができる。
また、図２に示したエレベータの巻き上げ機におけるビームプーリ２３の軸受は内輪固定であるため、ｎｉ＝０となり、数式（１）は次の数式（２）のように表すことができる。
ｎ＝（１＋Ｄｍｃｏｓα／ｄｍ）×ｎｅ／２ （２）
従って、ｎ≒Ｘ［ｒｐｍ］で表され、また、求めるころ落ち音の周波数ｆ［Ｈｚ］は、ｆ＝ｎ×軸受ころ数＝Ｙとなり、ころ落ち音の発生間隔である周期Ｔは、Ｔ＝１÷Ｙとなり、計測時間中に発生するころ落ち信号演算数を求めることができる。
【００１３】
演算回路１３には、このような数式に基づく演算式が組み込まれており、算出したころ落ち信号演算数は、カウンタ部１０の計測値と共にメモリ１１に格納し、測定する時間に達すると、減算器１４でカウンタ部１０の計測値から演算回路１３で求めたころ落ち信号演算数を差し引くことにより、損傷した軸受から発生した損傷信号のみを求めることができる。このとき端末部３は、軸受形状や軸受回転数などの軸受に関する情報と、測定時間を入力部１２から入力できるようにし、入力された軸受に関する情報に基づいて演算回路１３でころ落ち信号演算数を演算処理するため、自動で演算処理することができる。
【００１４】
自動調心ころ軸受損傷診断装置は、このようにして算出した損傷信号のみを表示部１５に表示し、基準となる設定値と比較して軸受の良否を精度良く、また高い信頼性で判定することができる。このとき、波形処理回路部２は、バンドパスフィルタ６と、検波回路７と、増幅回路８と、しきい値設定回路８を含み、非常に小さな信号を受信した場合でも確実な処理が可能にする非線形の特性をもった増幅回路を備えているため、演算回路１３で計算したころ落ち信号演算数と、センサ部１から受信したころ落ち信号の数を確実に一致させることができる。また設定値変更回路部１６は、現在使われている軸受の中にころ落ち信号の発生状況が異なっていた場合、増幅回路５と、バンドパスフィルタ６と、増幅回路８と、しきい値設定回路９のそれぞれに入力部１２から指令を与えて設定を変更することができる。
【００１５】
自動調心ころ軸受損傷診断方法としては、カウンタ部１０の計測値と、演算回路１３で求めたころ落ち信号演算数とを並記して表示部１５に表示し、それらの表示の差から作業者が損傷信号のみを求めて、軸受の損傷程度を判定したり、端末部３とは別に演算回路１３およびその結果の出力部を構成し、それらの表示および出力の差から作業者が損傷信号のみを求めて、軸受の損傷程度を判定したりすることができる。しかし、端末部３のように、減算器１４によってカウンタ部１０の計測値から演算回路１３で求めたころ落ち信号演算数を差し引いて、その結果を表示部１５に表示するなら、作業者の負担や計算ミスを排除して精度良く、また容易に軸受の良否判定を行なうことができる。
【００１６】
尚、本実施の形態では、ビームプーリ２３に使用された自動調心ころ軸受について説明したが、ケージプーリやカウンターウエートプーリに使用される自動調心軸受にも同様に適用することができる。また端末部３は、カウンタ部１０の計測値から演算回路１３で求めたころ落ち信号演算数を差し引いて、損傷した軸受から発生した損傷信号のみを表示部１５へ表示するようにしたが、損傷信号において軸受の良否を判定する設定値を設定し、この設定値との比較結果を表示部１５などの出力手段に出力するようにしても良い。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による自動調心ころ軸受損傷診断方法およびその診断装置は、センサ部で受信した後、波形処理回路部で処理してころ落ち信号と損傷信号のみを取り出し、その後、算出したころ落ち信号演算数を計測値から差し引くようにしたため、損傷した軸受から発生した損傷信号のみを得ることができ、精度が良く信頼性が高い判定を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による自動調心ころ軸受損傷診断装置の要部を示すブロック構成図である。
【図２】図１に示した自動調心ころ軸受損傷診断装置を取り付けたエレベータの巻き上げ機の正面図である。
【符号の説明】
１ センサ部
２ 波形処理回路部
３ 端末部
６ バンドパスフィルタ
７ 検波回路
８ 増幅回路
９ しきい値設定回路
１０ カウンタ部
１２ 入力部
１３ 演算回路
１４ 減算器
１５ 表示部
１６ 設定値変更回路部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a self-aligning roller bearing damage diagnosis method and a diagnosis device therefor.
[0002]
[Prior art]
The conventional self-aligning roller bearing damage diagnosis device measures the signal generated from the bearing rotating at low speed, judges the degree of damage to the bearing from this measurement result, and determines whether the bearing is normal and usable. Had been determined.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional self-aligning roller bearing damage diagnosis device, the signal received from the bearing includes a very large number of rolling signals that become noise in addition to the damage signal, resulting in poor diagnostic accuracy and low reliability. It turned out to be. In other words, a phenomenon occurs in which the roller of the bearing rotating at low speed collides with the retainer when moving from the load zone to the boundary surface of the non-load zone, and a collision sound at this time is generated as a roller drop signal and emitted from the bearing. It gets mixed in the damage signal. The occurrence of this roller drop signal varies greatly depending on the size and type of the bearing and the rotation speed of the bearing.However, the conventional self-aligning roller bearing damage diagnosis device Since signal processing is performed at the same time, even a normal bearing is determined to be abnormal, resulting in poor diagnostic accuracy and low reliability.
[0004]
An object of the present invention is to provide a self-aligning roller bearing damage diagnosing method and a diagnosing device capable of determining with high accuracy and high reliability.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a self-aligning roller bearing damage diagnosis method for measuring a signal emitted from a bearing and determining whether the bearing is normal from the measurement result. On the other hand, the falling signal is extracted by the waveform processing circuit unit, and after calculating all the numbers of the roller falling signal and the damage signal from the extracted signal as measurement values, the corresponding roller rolling signal operation number of the bearing is calculated, and the measurement is performed. It is characterized in that the calculated roller drop signal operation number is subtracted from the value, and based on the result, it is determined whether the bearing is normal or not.
[0006]
Further, in order to achieve the above object, the present invention provides a self-aligning roller bearing damage diagnosis device which measures a signal emitted from a bearing and determines whether the bearing is normal or not based on the measurement result. The sensor part that receives the signal drop signal, the waveform processing circuit part that extracts only the drop signal and the damage signal from the received signal, and the number of the drop signal and the damage signal from the extracted signal are all measured values. It is characterized by including a counter unit for calculating and a subtractor for subtracting the number of calculated roller drop signals from the measured value from the bearing information.
[0007]
As described above, the self-aligning roller bearing damage diagnosing method and diagnostic apparatus of the present invention removes a noise signal from a signal generated from a bearing by a waveform processing circuit unit, and extracts only a roller falling signal and a damage signal as measured values. Since the number of operation of the roller falling signal corresponding to the bearing is calculated, and the number of the operation of the roller falling signal is subtracted from the measured value, only the damage signal generated from the damaged bearing can be obtained. Can be determined with high accuracy and high reliability.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a main part of a self-aligning roller bearing damage diagnosis apparatus employing a self-aligning roller bearing damage diagnosis method according to one embodiment of the present invention.
The roller drop signal removing circuit includes a sensor unit 1, a waveform processing circuit unit 2, and a terminal unit 3 such as a personal computer. The sensor unit 1 includes a roller drop signal including a damage signal generated from a bearing. And an amplifying circuit 5 for amplifying the received signal to facilitate processing. The waveform processing circuit unit 2 includes a band-pass filter 6 for removing a noise signal from the amplified signal, a detection circuit 7 for performing envelope detection processing on the signal that has passed through the band-pass filter 6, and a signal after passing through the detection circuit 7. An amplifier circuit 8 having a non-linear characteristic for amplifying the detected output voltage to reliably measure all signals having a very small output voltage, and providing only a fall signal and a damage signal from the amplified signal. And a threshold setting circuit 9.
[0009]
The terminal unit 3 also includes a counter unit 10 for measuring all signals passing through the waveform processing circuit unit 2, an input unit 12 for inputting the type of bearing, the number of revolutions of the bearing, and a measurement time. An arithmetic circuit 13 for calculating the number of operations of the falling signal generated from the set conditions, a memory 11 for storing the measured value of the counter unit 10 and the number of operations calculated by the arithmetic circuit 13, and a counter stored in the memory 11. A subtractor 14 for subtracting the number of operations in the arithmetic circuit 13 from the measurement value of the unit 10, a display unit 15 for displaying the result obtained by the subtractor 14, and a set value changing circuit unit 16. The set value change circuit section 16 includes an amplifier circuit 5, a band-pass filter 6, and an amplifier circuit 5 so as to cope with a case where the state of occurrence of a roller drop signal is different in a bearing currently used. circuit When, it is to freely change the respective settings of the threshold setting circuit 9.
[0010]
FIG. 2 is a front view showing an elevator hoist that employs the above-described self-aligning roller bearing damage diagnosis device.
During operation of the elevator, the hoisting machine 21 repeats an intermittent operation of rotating until reaching the designated floor according to the passenger's instruction and stopping when reaching the designated floor. A sheave 22 driven by the hoisting machine 21 and a beam pulley 23 driven in conjunction with the sheave 22 are wound with ropes each having a not-shown car and a counterweight connected to both ends thereof. The beam pulley 23 rotates at about 30 to 300 times per minute, and is supported by two self-aligning roller bearings provided on the left and right sides thereof. The AE sensors 4a and 4b are used to measure all signals including a rolling signal generated from each bearing.
[0011]
The signals measured by the AE sensors 4a and 4b are processed by a roller drop signal removal circuit of the self-aligning roller bearing damage diagnosis device shown in FIG. The signal measured by the sensor unit 1 is processed by the waveform processing circuit unit 2, and the number of occurrences of the signal including the roller drop signal is displayed on the counter unit 10 as a measured value as an integer value. The measured values include a rolling signal and a damage signal, and then the rolling signal is determined and removed in order to perform accurate bearing damage.
[0012]
Next, a description will be given of a method of calculating a roll-off signal to be removed from a measured value including a roll-down signal and a damage signal.
First, information about the bearing, such as the type of the bearing and the number of revolutions of the bearing, is input from the input unit 12, and the time for performing the measurement is also input. For example, as the bearing information, the rolling element diameter is Dm [mm], the contact angle is cos α [°], the rolling element pitch circle diameter is dm [mm], the outer ring rotation speed is ne [rpm], and the inner ring rotation speed is ni [rpm]. Then, the number n of the operation of the roller drop signal can be obtained from Expression (1).
In addition, since the bearing of the beam pulley 23 in the elevator hoist shown in FIG. 2 is fixed to the inner ring, ni = 0, and the equation (1) can be expressed as the following equation (2).
n = (1 + Dmcosα / dm) × ne / 2 (2)
Therefore, it is represented by n］ X [rpm], and the frequency f [Hz] of the obtained roller-falling sound is f = n × the number of bearing rollers = Y, and the period T, which is the interval between occurrences of the roller-falling sound, is T = 1 ÷ Y, and it is possible to obtain the number of operations of the roll-down signal generated during the measurement time.
[0013]
The arithmetic circuit 13 incorporates an arithmetic expression based on such a mathematical expression. The calculated number of times of the fall-off signal operation is stored in the memory 11 together with the measured value of the counter unit 10, and when the time for measurement is reached, the subtraction is performed. By subtracting the operation number of the roller drop signal calculated by the arithmetic circuit 13 from the measured value of the counter unit 10 by the unit 14, only the damage signal generated from the damaged bearing can be obtained. At this time, the terminal unit 3 enables information about the bearing such as the bearing shape and the number of rotations of the bearing and the measurement time to be input from the input unit 12, and the arithmetic circuit 13 calculates the number of times of the rolling-down signal calculation based on the input information about the bearing. Can be automatically processed.
[0014]
The self-aligning roller bearing damage diagnosis device displays only the damage signal calculated in this way on the display unit 15 and compares it with a reference set value to determine the quality of the bearing with high accuracy and high reliability. be able to. At this time, the waveform processing circuit unit 2 includes the band-pass filter 6, the detection circuit 7, the amplification circuit 8, and the threshold setting circuit 8, so that reliable processing can be performed even when a very small signal is received. Since the amplifier circuit having the non-linear characteristic described above is provided, the number of operations of the roller drop signal calculated by the arithmetic circuit 13 and the number of the roller drop signals received from the sensor unit 1 can be surely matched. The set value change circuit section 16 includes an amplifying circuit 5, a band-pass filter 6, an amplifying circuit 8, and a threshold value setting when the state of occurrence of the roller drop signal is different in the currently used bearing. The setting can be changed by giving a command from the input unit 12 to each of the circuits 9.
[0015]
As a method for diagnosing the damage of the self-aligning roller bearing, the measured value of the counter unit 10 and the number of operation of the roller drop signal obtained by the arithmetic circuit 13 are displayed side by side on the display unit 15, and the difference between the displayed values is used by the operator. Obtains only the damage signal, determines the degree of damage to the bearing, configures the arithmetic circuit 13 and the output part of the result separately from the terminal unit 3, and allows the operator to determine only the damage signal from the difference between the display and the output. , The degree of damage to the bearing can be determined. However, as in the terminal unit 3, if the subtractor 14 subtracts the number of operation of the roller drop signal calculated by the arithmetic circuit 13 from the measurement value of the counter unit 10 and displays the result on the display unit 15, the burden on the operator is increased. It is possible to accurately and easily judge the quality of the bearing by eliminating calculation errors and calculation errors.
[0016]
In the present embodiment, the self-aligning roller bearing used for the beam pulley 23 has been described. However, the present invention can be similarly applied to a self-aligning bearing used for a cage pulley or a counterweight pulley. In addition, the terminal unit 3 subtracts the number of operation of the roller drop signal obtained by the arithmetic circuit 13 from the measurement value of the counter unit 10 and displays only the damage signal generated from the damaged bearing on the display unit 15. A set value for judging the quality of the bearing may be set in the signal, and the result of comparison with the set value may be output to an output unit such as the display unit 15.
[0017]
【The invention's effect】
As described above, the self-aligning roller bearing damage diagnosing method and the diagnostic device according to the present invention, after being received by the sensor unit, are processed by the waveform processing circuit unit to take out only the roller drop signal and the damage signal, and thereafter, the calculation is performed. Since the number of times of the rolling-down signal operation is subtracted from the measured value, only a damaged signal generated from the damaged bearing can be obtained, and a highly accurate and highly reliable determination can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a main part of a self-aligning roller bearing damage diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of an elevator hoist equipped with the self-aligning roller bearing damage diagnosis device shown in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sensor part 2 Waveform processing circuit part 3 Terminal part 6 Bandpass filter 7 Detection circuit 8 Amplification circuit 9 Threshold value setting circuit 10 Counter part 12 Input part 13 Operation circuit 14 Subtractor 15 Display part 16 Setting value change circuit part
