JP4359759B2 - Rider ring wear measuring device and wear life prediction method - Google Patents
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Description
この発明はライダーリングの摩耗計測装置および摩耗寿命予測方法に関し、水平型往復動圧縮機のピストン外周に装着されるライダーリングの摩耗量を直接計測できるとともに、ライダーリングの摩耗寿命を高精度に予測できるようにしたものである。 The present invention relates to a rider ring wear measuring device and a wear life prediction method, which can directly measure the wear amount of a rider ring mounted on the outer periphery of a piston of a horizontal reciprocating compressor and predict the wear life of a rider ring with high accuracy. It is something that can be done.
一般に水平型往復動圧縮機などにあっては、図6に示すように、シリンダ1内を水平方向に往復動するピストン2の外周にシール用のピストンリング3に加え、荷重支持用のライダーリング4を装着してピストン2の荷重をシリンダ1で支持するようにしている。
In general, in a horizontal reciprocating compressor or the like, as shown in FIG. 6, in addition to a
このライダーリングは、ピストンとシリンダライナとの間に規定範囲内のクリアランスを確保すると同時に、シリンダライナに比べて軟質材で作ることで往復動に伴ってライダーリングを摩耗させ、保守整備時にライダーリングを交換することでシリンダライナの交換を不要とするようにしている。 This rider ring ensures clearance within the specified range between the piston and the cylinder liner, and at the same time, is made of a softer material than the cylinder liner so that the rider ring is worn due to reciprocation, and the rider ring is maintained during maintenance. It is made unnecessary to replace the cylinder liner.
このため、ライダーリングの摩耗量を知る必要があり、古くは、規定時間運転する毎に定期的に圧縮機を停止させ、開放してピストンとシリンダライナとのクリアランスをシックネスゲージなどで計測していたが、近年、連続運転しながらライダーリングの摩耗量を計測する方法が種々提案されている。 For this reason, it is necessary to know the amount of wear on the rider ring, and in the old days, the compressor was periodically stopped and opened every time it was operated for a specified time, and the clearance between the piston and cylinder liner was measured with a thickness gauge or the like. However, in recent years, various methods for measuring the wear amount of the rider ring while continuously operating have been proposed.
例えば特許文献1には、ライダーリングの摩耗検出装置として、ピストンの往復動範囲のシリンダ内周面に設けられ、シリンダの径方向の空間長を検出するためのクリアランスセンサ(例えば、図6中に記号5で示す)と、このクリアランスセンサの出力信号からピストンとの空間長を示す信号のみを抽出する信号抽出手段と、この信号抽出手段から出力される抽出信号を表示する表示手段とを備えて構成されている。
For example,
また、特許文献2には、ライダーリングの摩耗計測装置として、ピストンヘッドの上死点に符合させてシリンダライナに取付孔を形成し、この取付孔に変位ピックアップ(例えば、図6中に記号5で示す)を設けるとともに、この変位ピックアップにこれにより検出した変位信号を増幅してモニタに表示するドライバを接続して構成してある。
Further, in
これらのいずれのライダーリングの摩耗計測装置によっても、運転中であってもライダーリングの摩耗量を計測することができる。
ところが、圧縮機が、液化石油ガス(LPG)や液化天然ガス(LNG)などの貯蔵設備に設置され貯蔵タンクから蒸発する蒸発ガス(BOG)またはその他一般可燃性ガスを取扱いガスとする場合には、危険環境での使用となり、防爆構造電気機械器具型式検定に適合するものでなければならず、かかる構造についての具体的な言及がなされていない。 However, when the compressor uses evaporative gas (BOG) or other general flammable gas that evaporates from the storage tank installed in storage facilities such as liquefied petroleum gas (LPG) or liquefied natural gas (LNG). It must be used in hazardous environments and must meet the explosion-proof electrical machine type test, and no specific reference is made to such structure.
この発明はかかる従来技術の現状に鑑みてなされたもので、防爆構造を備え、運転中のライダーリングの摩耗量を直接計測できるライダーリングの摩耗計測装置およびライダーリングの摩耗寿命を高精度に予測することができるライダーリングの摩耗予測方法を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the current state of the prior art, and has an explosion-proof structure and can accurately measure the wear amount of the rider ring and the wear life of the rider ring that can directly measure the wear amount of the rider ring during operation. It is intended to provide a rider ring wear prediction method that can be used.
上記課題を解決するため、この発明の請求項1記載のライダーリングの摩耗計測装置は、ライダーリングが装着されたピストンの外周面と対向するシリンダ側壁にセンサ取付孔を貫通して設け、このセンサ取付孔に前記ピストン外周面との距離を検出するセンサを取り付け、このセンサからの検出信号を受信する受信器を設けるとともに、この受信器と前記センサとの間に伝送ボックスを介装してなり、前記センサを渦電流センサで構成するとともに、前記センサのコイルなどが位置する先端部を非導電性のセラミックス製のセンサカバーで覆うとともに、ステンレス製のセンサ本体とを熱膨張差を考慮して銀ロウで接合して防爆構造として構成し、前記伝送ボックスは、前記受信器からの高周波電流のターミネイト、フィードバック用の回帰電流出力ターミナル、前記センサとの共振回路用コンデンサおよび共振特性変化検出用ハーフブリッジを備えて構成し、前記センサと前記伝送ボックスとをセンサケーブルにより接続し、伝送ボックス内の前記共振回路用コンデンサと当該センサケーブルの容量の和で、並列共振回路を形成して構成するとともに、前記センサから前記ピストンの外周面までの距離の変化により変化する渦電流の強さを当該センサの前記コイルのインダクタンス変化として検出し、このインダクタンス変化を共振特性の変化に置き換えるように構成する一方、前記受信器は、高周波電流を供給して前記センサに渦電流を発生させる発信器、増幅器、検波回路、リニアライザおよびセンサからの変位出力の交流成分の最小値をホールドするボトムホールド回路を備えて構成するとともに、前記共振特性の変化として検出されたインダクタンス変化としての検出信号を増幅し、直線化して変位出力として前記ピストンの外周面までのギャップの変化に追従した信号を出力するとともに、前記ボトムホールド回路で変位出力の交流成分のボトムホールドを行って変換出力としたギャップの最小値を出力してライダーリングの摩耗量とするように構成してなることを特徴とするるものである。
In order to solve the above problems, a rider ring wear measuring device according to
このライダーリングの摩耗計測装置によれば、ライダーリングが装着されたピストンの外周面と対向するシリンダ側壁にセンサ取付孔を貫通して設け、このセンサ取付孔に前記ピストン外周面との距離を検出するセンサを取り付け、このセンサからの検出信号を受信する受信器を設けるとともに、この受信器と前記センサとの間に伝送ボックスを介装してなり、前記センサを渦電流センサで構成するとともに、前記センサのコイルなどが位置する先端部を非導電性のセラミックス製のセンサカバーで覆うとともに、ステンレス製のセンサ本体とを熱膨張差を考慮して銀ロウで接合して防爆構造として構成し、前記伝送ボックスは、前記受信器からの高周波電流のターミネイト、フィードバック用の回帰電流出力ターミナル、前記センサとの共振回路用コンデンサおよび共振特性変化検出用ハーフブリッジを備えて構成し、前記センサと前記伝送ボックスとをセンサケーブルにより接続し、伝送ボックス内の前記共振回路用コンデンサと当該センサケーブルの容量の和で、並列共振回路を形成して構成するとともに、前記センサから前記ピストンの外周面までの距離の変化により変化する渦電流の強さを当該センサの前記コイルのインダクタンス変化として検出し、このインダクタンス変化を共振特性の変化に置き換えるように構成する一方、前記受信器は、高周波電流を供給して前記センサに渦電流を発生させる発信器、増幅器、検波回路、リニアライザおよびセンサからの変位出力の交流成分の最小値をホールドするボトムホールド回路を備えて構成するとともに、前記共振特性の変化として検出されたインダクタンス変化としての検出信号を増幅し、直線化して変位出力として前記ピストンの外周面までのギャップの変化に追従した信号を出力するとともに、前記ボトムホールド回路で変位出力の交流成分のボトムホールドを行って変換出力としたギャップの最小値を出力してライダーリングの摩耗量とするように構成するようにしており、防爆構造のセンサと伝送ボックスを介して受信器に接続することで、本質安全防爆構造を確保しながら直接ライダーリングの摩耗量を計測できるようにしている。また、前記センサを渦電流式センサで構成するとともに、このセンサと前記伝送ボックスをセンサケーブルで接続して並列共振回路を形成するようにしており、渦電流式センサによってセンサに供給する高周波電流で被測定物であるピストンに渦電流を発生させ、ピストンとの距離の変化により変わる渦電流を、センサのコイルでインダクタンスの変化として検出し、伝送ボックス内のコンデンサとセンサケーブルの容量の和で並列共振回路を形成し、渦電流によるインダクタンス変化を共振特性の変化に変えることができるようになる。また、前記センサの先端部を、非導電材のセンサカバーで覆うとともに、このセンサカバーとセンサ本体とを接合して防爆構造としており、センサの先端部を非導電材のセンサカバーで覆って接合することで、温度や圧力に対して保護するとともに、防爆構造とするようにしている。 According to this rider ring wear measuring device, a sensor mounting hole is provided in the cylinder side wall facing the outer peripheral surface of the piston on which the rider ring is mounted, and the distance from the piston outer peripheral surface is detected in the sensor mounting hole. And a receiver for receiving a detection signal from the sensor is provided, and a transmission box is interposed between the receiver and the sensor, and the sensor is constituted by an eddy current sensor. The tip of the sensor coil and the like is covered with a non-conductive ceramic sensor cover, and a stainless steel sensor body is joined with silver brazing in consideration of the difference in thermal expansion to constitute an explosion-proof structure. The transmission box is used to terminate the high-frequency current from the receiver, the return current output terminal for feedback, and the sensor. A circuit capacitor and a resonance characteristic change detection half bridge are configured, the sensor and the transmission box are connected by a sensor cable, and the sum of the capacitance of the resonance circuit capacitor in the transmission box and the sensor cable is A parallel resonant circuit is formed and configured, and the intensity of eddy current that changes due to a change in the distance from the sensor to the outer peripheral surface of the piston is detected as an inductance change of the coil of the sensor, and this inductance change is resonated. The receiver is configured to be replaced with a change in characteristics, while the receiver supplies a high-frequency current to generate an eddy current in the sensor, an amplifier, a detector circuit, a linearizer, and a minimum of the AC component of the displacement output from the sensor It comprises a bottom hold circuit that holds the value, and the resonance characteristics The detection signal as an inductance change detected as a change is amplified and linearized to output a signal following the change in the gap to the outer peripheral surface of the piston as a displacement output, and an AC component of the displacement output by the bottom hold circuit It is configured to output the minimum value of the gap as the conversion output by performing the bottom hold of the rider and to be the amount of wear of the rider ring , and connect to the receiver via the explosion-proof sensor and the transmission box Therefore, it is possible to measure the amount of wear of rider rings directly while securing an intrinsically safe explosion-proof structure. In addition, the sensor is composed of an eddy current sensor, and the sensor and the transmission box are connected by a sensor cable to form a parallel resonance circuit. The eddy current sensor supplies a high frequency current to the sensor. An eddy current is generated in the piston being measured, and the eddy current that changes due to the change in the distance to the piston is detected as a change in inductance by the sensor coil, and is paralleled by the sum of the capacitance in the transmission box and the sensor cable. A resonance circuit is formed, and an inductance change due to an eddy current can be changed to a change in resonance characteristics. The sensor tip is covered with a non-conductive sensor cover, and the sensor cover and sensor body are joined to form an explosion-proof structure. The sensor tip is covered with a non-conductive sensor cover and joined. By doing so, it protects against temperature and pressure, and has an explosion-proof structure.
さらに、この発明の請求項2記載のライダーリングの摩耗計測装置は、請求項1記載の構成に加え、前記伝送ボックスと前記受信器との間に測定用高周波に対して低リアクタンスとなるが電源周波数に対して高リアクタンスとなってバリアを形成する安全保持器を設けたことを特徴とするものである。
Furthermore, the wear measuring device of the rider ring according to
このライダーリングの摩耗計測装置によれば、前記伝送ボックスと前記受信器との間に測定用高周波に対して低リアクタンスとなるが電源周波数に対して高リアクタンスとなってバリアを形成する安全保持器を設けるようにしており、この安全保持器を設けることで測定用高周波に対して低リアクタンスとなり電源周波数に対して高リアクタンスとなるバリアを形成することができ、本質安全防爆構造にできるようになる。 According to this rider ring wear measuring device, the safety retainer between the transmission box and the receiver has a low reactance with respect to a high frequency for measurement but a high reactance with respect to a power supply frequency to form a barrier . By providing this safety retainer, it is possible to form a barrier having a low reactance with respect to the high frequency for measurement and a high reactance with respect to the power supply frequency, and an intrinsically safe explosion-proof structure can be obtained. .
さらに、この発明の請求項3記載のライダーリングの摩耗計測装置は、請求項1または2記載の構成に加え、前記センサのセンサカバーの先端部を保護する保護部材を前記シリンダ側壁の内側に取り付けるとともに、前記センサ取付孔の基端部にセンサの先端面の位置を調整するセンサ用座金を介装することを特徴とするものである。
Furthermore, the wear measuring apparatus for rider rings according to
このライダーリングの摩耗計測装置によれば、前記センサのセンサカバーの先端部を保護する保護部材を前記シリンダ側壁の内側に取り付けるとともに、前記センサ取付孔の基端部にセンサの先端面の位置を調整するセンサ用座金を介装するようにしており、保護部材によって万一破損した場合でもセンサカバーなどがシリンダ内に侵入することを防止し、センサ用座金の厚さを変えることでセンサの先端面の位置調整ができるようにしている。 According to this rider ring wear measuring device, the protective member for protecting the tip of the sensor cover of the sensor is attached to the inside of the cylinder side wall, and the position of the tip of the sensor is positioned at the base end of the sensor attachment hole. The sensor washer to be adjusted is installed, and even if it is damaged by the protective member, the sensor cover is prevented from entering the cylinder, and the sensor tip is changed by changing the thickness of the sensor washer. The position of the surface can be adjusted.
また、この発明の請求項4記載のライダーリングの摩耗予測方法は、ライダーリングが装着されたピストンの外周面までの距離の変化からライダーリングの摩耗量を前記請求項1〜3のいずれかに記載したライダーリングの摩耗計測装置で検出し、この検出信号を一定時間ごとに採取するとともに、運転時間を積算し、現在までの運転時間が、これまでの経験に基づく前記ライダーリングの予想摩耗量が前記摩耗量の検出誤差を超えると予想される時間経過を越えたときに、これまでの検出時刻と摩耗量との採取情報を用いて運転時間に対する摩耗量の摩耗予想線図の傾きを演算し、この傾きに基づき最終計測点から摩耗予想線図を描き、予め定めた摩耗限界に達するまでの余寿命を求めるようにしたことを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for predicting wear of a rider ring according to any one of the first to third aspects, wherein the wear amount of the rider ring is determined from a change in distance to the outer peripheral surface of the piston on which the rider ring is mounted. Detected by the described rider ring wear measuring device , this detection signal is collected at regular time intervals, and the operation time is accumulated, and the current operation time is the expected wear amount of the rider ring based on previous experience. When the time that is expected to exceed the wear amount detection error is exceeded, the slope of the wear prediction diagram of the wear amount with respect to the operation time is calculated using the collected information of the detection time and wear amount so far Then, a wear prediction diagram is drawn from the final measurement point based on this inclination, and the remaining life until reaching a predetermined wear limit is obtained.
このライダーリングの摩耗寿命予測方法によれば、ライダーリングが装着されたピストンの外周面までの距離の変化からライダーリングの摩耗量を前記請求項1〜3のいずれかに記載したライダーリングの摩耗計測装置で検出し、この検出信号を一定時間ごとに採取するとともに、運転時間を積算し、現在までの運転時間が、これまでの経験に基づく前記ライダーリングの予想摩耗量が前記摩耗量の検出誤差を超えると予想される時間経過を越えたときに、これまでの検出時刻と摩耗量との採取情報を用いて運転時間に対する摩耗量の摩耗予想線図の傾きを演算し、この傾きに基づき最終計測点から摩耗予想線図を描き、予め定めた摩耗限界に達するまでの余寿命を求めるようにしており、ライダーリングが装着されたピストンの外周面までの距離の変化からライダーリングの摩耗量を請求項1〜3のいずれかに記載したライダーリングの摩耗計測装置で検出し、運転時間が所定時間を越えるまでは、寿命予測を行わず、これにより摩耗量の測定精度の影響を回避するようにし、所定時間経過後に、これまでの検出時刻と摩耗量との採取情報を用いて運転時間に対する摩耗量の摩耗予想線図の傾きを演算し、この傾きに基づき最終計測点から摩耗予想線図を描くことで、予め定めた摩耗限界に達するまでの余寿命を高精度に求めることができるようになる。また、前記所定時間経過後の運転時間を、これまでの経験に基づく前記ライダーリングの予想摩耗量が前記摩耗量の検出誤差を超えると予想される時間経過後とするようにしており、摩耗量の検出誤差を超える運転時間が経過するまでは、余寿命の予測を行わないようにして、高精度の寿命予測ができるようにしている。
According to the method for predicting the wear life of a rider ring, the wear amount of the rider ring according to any one of
さらに、この発明の請求項5記載のライダーリングの摩耗予測方法は、請求項4記載の構成に加え、前記一定時間毎の摩耗検出信号の採取を、24時間ごとに1回とするようにしたことを特徴とするものである。 Furthermore, in the wear prediction method for rider rings according to claim 5 of the present invention, in addition to the configuration according to claim 4 , the wear detection signal is collected once every 24 hours. It is characterized by this.
このライダーリングの摩耗寿命予測方法によれば、前記一定時間毎の摩耗検出信号の採取を、24時間ごとに1回とするようにしており、このような一定時間を設定することで、必要な精度の余寿命の予測できるようになる。 According to the method for predicting the wear life of the rider ring, the wear detection signal is collected once every 24 hours, and it is necessary to set such a certain time as necessary. The remaining life of accuracy can be predicted.
さらに、この発明の請求項6記載のライダーリングの摩耗予測方法は、請求項4または5記載の構成に加え、前記摩耗量の予想を開始する前記所定時間を1000時間とするようにしたことを特徴とするものである。 Further, in the wear prediction method for rider rings according to claim 6 of the present invention, in addition to the configuration according to claim 4 or 5 , the predetermined time for starting the prediction of the wear amount is set to 1000 hours. It is a feature.
このライダーリングの摩耗寿命予測方法によれば、前記摩耗量の予想を開始する前記所定時間を1000時間とするようにしており、1000時間を経過すれば、検出誤差のない検出が可能な摩耗量を得ることができるとの経験に基づき、これ以降高精度の余寿命の予測を行うようにしている。 According to this method for predicting the wear life of a rider ring, the predetermined time for starting the prediction of the wear amount is set to 1000 hours, and after 1000 hours, the wear amount that can be detected without any detection error. Based on the experience that it can be obtained, the remaining life is predicted with high accuracy.
また、この発明の請求項7記載のライダーリングの摩耗予測方法は、請求項4〜6のいずれかに記載の構成に加え、前記摩耗予想線図の傾きの演算を最小2乗法により行うようにしたことを特徴とするものである。 According to a seventh aspect of the present invention, in addition to the structure according to any one of the fourth to sixth aspects, the calculation of the inclination of the predicted wear diagram is performed by the least square method. It is characterized by that.
このライダーリングの摩耗寿命予測方法によれば、前記摩耗予想線図の傾きの演算を最小2乗法により行うようにしており、比較的容易に摩耗予想線図の傾きの演算ができ、必要な精度の余寿命の予測もできるようになる。 According to this method for predicting the wear life of rider rings, the slope of the predicted wear diagram is calculated by the least square method, and the slope of the predicted wear diagram can be calculated relatively easily, with the required accuracy. It will be possible to predict the remaining life of the product.
さらに、この発明の請求項8記載のライダーリングの摩耗予測方法は、請求項4〜10のいずれかに記載の構成に加え、前記ライダーリングの交換後は、前記摩耗量の予測に用いる前記運転時間の積算を交換後からに設定変更可能に構成したことを特徴とするものである。 Furthermore, the wear prediction method of the rider ring according to claim 8 of the present invention is the operation used for predicting the wear amount after the replacement of the rider ring in addition to the configuration according to any one of claims 4 to 10. It is characterized in that the time integration can be changed after the replacement.
このライダーリングの摩耗寿命予測方法によれば、前記ライダーリングの交換後は、前記摩耗量の予測に用いる前記運転時間の積算を交換後からに設定変更可能に構成しており、ライダーリングを交換した場合でも設定変更可能とした交換時から積算する運転時間を用いて余寿命を予測することで、交換後も高精度に余寿命の予測ができるようになる。 According to the method for predicting the wear life of the rider ring, after the rider ring is replaced, the accumulated operating time used for the wear amount prediction can be changed after the replacement. In this case, the remaining life can be predicted with high accuracy even after the replacement by predicting the remaining life using the operation time accumulated from the time of replacement, which can be changed.
この発明の請求項1記載のライダーリングの摩耗計測装置によれば、このライダーリングの摩耗計測装置によれば、ライダーリングが装着されたピストンの外周面と対向するシリンダ側壁にセンサ取付孔を貫通して設け、このセンサ取付孔に前記ピストン外周面との距離を検出するセンサを取り付け、このセンサからの検出信号を受信する受信器を設けるとともに、この受信器と前記センサとの間に伝送ボックスを介装してなり、前記センサを渦電流センサで構成するとともに、前記センサのコイルなどが位置する先端部を非導電性のセラミックス製のセンサカバーで覆うとともに、ステンレス製のセンサ本体とを熱膨張差を考慮して銀ロウで接合して防爆構造として構成し、前記伝送ボックスは、前記受信器からの高周波電流のターミネイト、フィードバック用の回帰電流出力ターミナル、前記センサとの共振回路用コンデンサおよび共振特性変化検出用ハーフブリッジを備えて構成し、前記センサと前記伝送ボックスとをセンサケーブルにより接続し、伝送ボックス内の前記共振回路用コンデンサと当該センサケーブルの容量の和で、並列共振回路を形成して構成するとともに、前記センサから前記ピストンの外周面までの距離の変化により変化する渦電流の強さを当該センサの前記コイルのインダクタンス変化として検出し、このインダクタンス変化を共振特性の変化に置き換えるように構成する一方、前記受信器は、高周波電流を供給して前記センサに渦電流を発生させる発信器、増幅器、検波回路、リニアライザおよびセンサからの変位出力の交流成分の最小値をホールドするボトムホールド回路を備えて構成するとともに、前記共振特性の変化として検出されたインダクタンス変化としての検出信号を増幅し、直線化して変位出力として前記ピストンの外周面までのギャップの変化に追従した信号を出力するとともに、前記ボトムホールド回路で変位出力の交流成分のボトムホールドを行って変換出力としたギャップの最小値を出力してライダーリングの摩耗量とするように構成するようにしたので、防爆構造のセンサと伝送ボックスを介して受信器に接続することで、本質安全防爆構造を確保しながら直接ライダーリングの摩耗量を計測することができる。また、前記センサを渦電流式センサで構成するとともに、このセンサと前記伝送ボックスをセンサケーブルで接続して並列共振回路を形成するようにしたので、渦電流式センサによってセンサに供給する高周波電流で被測定物であるピストンに渦電流を発生させ、ピストンとの距離の変化により変わる渦電流を、センサのコイルでインダクタンスの変化として検出し、伝送ボックス内のコンデンサとセンサケーブルの容量の和で並列共振回路を形成し、渦電流によるインダクタンス変化を共振特性の変化に変えることができ、一層高精度に摩耗量を計測することができる。また、前記センサの先端部を、非導電材のセンサカバーで覆うとともに、このセンサカバーとセンサ本体とを接合して防爆構造としたので、センサの先端部を非導電材のセンサカバーで覆って接合することで、温度や圧力に対して保護するとともに、センサ自体を本質安全防爆構造とすることができる。 According to the rider ring wear measuring apparatus of the first aspect of the present invention, according to the rider ring wear measuring apparatus, the sensor mounting hole is passed through the cylinder side wall facing the outer peripheral surface of the piston on which the rider ring is mounted. The sensor mounting hole is provided with a sensor for detecting the distance from the outer peripheral surface of the piston, and a receiver for receiving a detection signal from the sensor is provided, and a transmission box is provided between the receiver and the sensor. The sensor is composed of an eddy current sensor, the tip where the coil of the sensor is located is covered with a non-conductive ceramic sensor cover, and the stainless steel sensor body is heated. In consideration of the expansion difference, it is joined with silver solder to form an explosion-proof structure, and the transmission box has a high-frequency current termination from the receiver. A feedback current output terminal for feedback, a capacitor for a resonance circuit with the sensor, and a half bridge for resonance characteristic change detection, the sensor and the transmission box are connected by a sensor cable, The sum of the capacitance of the resonance circuit capacitor and the sensor cable is formed to form a parallel resonance circuit, and the intensity of the eddy current that changes due to a change in the distance from the sensor to the outer peripheral surface of the piston is determined. The receiver detects the change in inductance of the coil and replaces the change in inductance with a change in resonance characteristics, while the receiver supplies a high-frequency current to generate an eddy current in the sensor, an amplifier, and a detector. Hall the minimum AC component of displacement output from circuits, linearizers and sensors A signal that follows a change in the gap to the outer peripheral surface of the piston as a displacement output by amplifying a detection signal as an inductance change detected as a change in the resonance characteristic and linearizing the detection signal. In addition, the bottom hold circuit performs the bottom hold of the alternating current component of the displacement output and outputs the minimum value of the gap as the conversion output to obtain the wear amount of the rider ring. By connecting to the receiver via the structure sensor and the transmission box, it is possible to directly measure the wear amount of the rider ring while securing the intrinsically safe explosion-proof structure. In addition, since the sensor is composed of an eddy current sensor, and the sensor and the transmission box are connected by a sensor cable to form a parallel resonance circuit, a high-frequency current supplied to the sensor by the eddy current sensor is used. An eddy current is generated in the piston being measured, and the eddy current that changes due to the change in the distance to the piston is detected as a change in inductance by the sensor coil, and is paralleled by the sum of the capacitance in the transmission box and the sensor cable. A resonance circuit can be formed to change an inductance change due to an eddy current to a change in resonance characteristics, and the wear amount can be measured with higher accuracy. In addition, since the tip of the sensor is covered with a non-conductive material sensor cover and the sensor cover and the sensor body are joined to form an explosion-proof structure, the sensor tip is covered with a non-conductive material sensor cover. By joining, the sensor itself can be protected from temperature and pressure, and the sensor itself can have an intrinsically safe explosion-proof structure.
さらに、この発明の請求項2記載のライダーリングの摩耗計測装置によれば、前記伝送ボックスと前記受信器との間に測定用高周波に対して低リアクタンスとなり電源周波数に対して高リアクタンスとなる安全保持器を設けるようにしたので、この安全保持器を設けることで測定用高周波に対して低リアクタンスとなり電源周波数に対して高リアクタンスとなるバリアを形成することができ、一層安全性を高めて本質安全防爆構造にすることができる。
Furthermore, according to the wear measuring device of the rider ring of
さらに、この発明の請求項3記載のライダーリングの摩耗計測装置によれば、前記センサのセンサカバーの先端部を保護する保護部材を前記シリンダ側壁の内側に取り付けるとともに、前記センサ取付孔の基端部にセンサの先端面の位置を調整するセンサ用座金を介装するようにしたので、保護部材によって万一破損した場合でもセンサカバーなどがシリンダ内に侵入することを防止することができるとともに、センサ用座金の厚さを変えることでセンサの先端面の位置調整を簡単に行うことができる。
Furthermore, according to the wear measuring apparatus for rider rings according to
また、この発明の請求項4記載のライダーリングの摩耗予測方法によれば、ライダーリングが装着されたピストンの外周面までの距離の変化からライダーリングの摩耗量を前記請求項1〜3のいずれかに記載したライダーリングの摩耗計測装置で検出し、この検出信号を一定時間ごとに採取するとともに、運転時間を積算し、現在までの運転時間が、これまでの経験に基づく前記ライダーリングの予想摩耗量が前記摩耗量の検出誤差を超えると予想される時間経過を越えたときに、これまでの検出時刻と摩耗量との採取情報を用いて運転時間に対する摩耗量の摩耗予想線図の傾きを演算し、この傾きに基づき最終計測点から摩耗予想線図を描き、予め定めた摩耗限界に達するまでの余寿命を求めるようにしたので、ライダーリングが装着されたピストンの外周面までの距離の変化からライダーリングの摩耗量を請求項1〜3のいずれかに記載したライダーリングの摩耗計測装置で検出し、運転時間が所定時間を越えるまでは、寿命予測を行わず、これにより摩耗量の測定精度の影響を回避するようにし、所定時間経過後に、これまでの検出時刻と摩耗量との採取情報を用いて運転時間に対する摩耗量の摩耗予想線図の傾きを演算し、この傾きに基づき最終計測点から摩耗予想線図を描くことで、予め定めた摩耗限界に達するまでの余寿命を高精度に求めることができる。また、前記所定時間経過後の運転時間を、これまでの経験に基づく前記ライダーリングの予想摩耗量が前記摩耗量の検出誤差を超えると予想される時間経過後とするようにしたので、摩耗量の検出誤差を超える運転時間が経過するまでは、余寿命の予測を行わないようにして、検出誤差の影響を回避することができるとともに、演算による余寿命を高精度に予測することができる。
According to the rider ring wear prediction method of claim 4 of the present invention, the rider ring wear amount is determined from the change in the distance to the outer peripheral surface of the piston on which the rider ring is mounted. detected by the wear measuring device of the rider rings described crab, as well as collecting the detection signal at every predetermined time, integrates the operation time, the operation time until now expected of the rider rings based on previous experience When the amount of wear exceeds the time expected to exceed the wear amount detection error, the slope of the wear prediction diagram of the wear amount with respect to the operation time using the collected information of the detection time and wear amount so far Based on this slope, a wear prediction diagram was drawn from the final measurement point, and the remaining life until the predetermined wear limit was reached was calculated. From the change in the distance to the outer circumferential surface of the piston is detected by the wear measuring device of the rider rings which describes the amount of wear of the rider rings to any of
さらに、この発明の請求項5記載のライダーリングの摩耗予測方法によれば、前記一定時間毎の摩耗検出信号の採取を、24時間ごとに1回とするようにしたので、このような一定時間を設定することで、必要な精度で余寿命の予測を行うことができる。 Further, according to the rider ring wear prediction method according to claim 5 of the present invention, the wear detection signal is sampled once every 24 hours. By setting, the remaining life can be predicted with the required accuracy.
さらに、この発明の請求項6記載のライダーリングの摩耗予測方法によれば、前記摩耗量の予想を開始する前記所定時間を1000時間とするようにしたので、1000時間を経過すれば検出誤差のない摩耗量を得ることができるとの経験に基づき、これ以降高精度の余寿命の予測を行うことができる。 Furthermore, according to the rider ring wear prediction method according to claim 6 of the present invention, the predetermined time for starting the prediction of the wear amount is set to 1000 hours. Based on the experience that a low wear amount can be obtained, the remaining life can be predicted with high accuracy thereafter.
また、この発明の請求項7記載のライダーリングの摩耗予測方法によれば、前記摩耗予想線図の傾きの演算を最小2乗法により行うようにしたので、比較的容易に摩耗予想線図の傾きの演算を行うことができるとともに、必要な精度の余寿命の予測も行うことができる。 According to the method for predicting wear of a rider ring according to claim 7 of the present invention, since the calculation of the slope of the predicted wear chart is performed by the least square method, the slope of the predicted wear chart is relatively easy. The remaining life can be predicted with a required accuracy.
さらに、この発明の請求項8記載のライダーリングの摩耗予測方法によれば、前記ライダーリングの交換後は、前記摩耗量の予測に用いる前記運転時間の積算を交換後からに設定変更可能に構成したので、ライダーリングを交換した場合でも設定変更可能とした交換時から積算する運転時間を用いて余寿命を予測することで、交換後も高精度に余寿命の予測を行うことができる。 Further, according to the rider ring wear prediction method according to claim 8 of the present invention, after replacement of the rider ring, the setting of the accumulated operation time used for prediction of the wear amount can be changed after the replacement. Therefore, even if the rider ring is replaced, it is possible to predict the remaining life with high accuracy even after replacement by predicting the remaining life using the operation time accumulated from the time of replacement that allows setting change.
以下、この発明の実施の形態について図面に基づき詳細に説明する。
図1および図2は、この発明のライダーリングの摩耗計測装置の一実施の形態にかかり、図1は全体の概略構成図、図2はセンサおよびその取付状態の断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 and 2 relate to an embodiment of a rider ring wear measuring apparatus according to the present invention. FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram, and FIG. 2 is a sectional view of a sensor and its mounting state.
このライダーリングの摩耗計測装置10は、図1に示すように、例えば液化天然ガスの貯蔵設備に備えられる蒸発ガス(BOG)圧縮機等の危険環境に設置される圧縮機で、シリンダ1内を水平方向に往復動するピストン2の外周に取り付けられた荷重支持用のライダーリング4の摩耗量を運転中に計測できるようにするものであり、危険環境での使用に対する防爆構造電気機械器具型式検定に適合するものである。
As shown in FIG. 1, the rider ring wear measuring
このライダーリングの摩耗計測装置10は、防爆構造のセンサ11を備え、例えば渦電流式センサで構成されており、図2に拡大して示すように、センサ本体11aのコイルなどが位置する先端部が非導電性のセンサカバー11bで覆ってあり、例えばセラミックス製のセンサカバー11bが被せられ、センサ本体11aと接合してある。
The rider ring wear measuring
このセンサ11では、センサ本体11aがステンレス製とされ、セラミックス製のセンサカバー11bとの熱膨張差を考慮して銀ロウで接合してあり、これによって防爆構造を確保するようにしてある。
In this
また、このセンサ11では、中間部に大径のフランジ状のシール部11cが設けられるとともに、シール部11cの前方にネジ部11dが形成され、シリンダ1に取り付けることができるようになっている。
Further, in this
このようなセンサ11を取り付けるため圧縮機側には、シリンダ1およびシリンダライナ1aのピストン2の外周面と対向する位置に、貫通するセンサ取付孔12が形成され、シリンダ1のセンサ取付孔12の中間部にシリンダ1の内側に向かって小径となる段差状のシール面12aが形成してあり、このシール面12aにセンサ11のシール部11cを当てるようにしたとき、センサ11の先端面をシリンダライナ1aのライナ面に合せるようにしてある。
In order to mount such a
そして、これらセンサ11のシール部11cとセンサ取付孔12のシール面12aとの間に厚さの異なるシール用のガスケットを兼ねるセンサ用座金13を選択して入れることで、センサ11の先端面の位置を調整できるようにしてある。
Then, by selecting and inserting a
さらに、センサ取付孔12のシリンダライナ1a部分は、センサ11の先端部より大径とされ、センサ11の先端部外周を覆う保護部材14が配置され、万一センサカバー11bが破損した場合でもシリンダ1内への侵入を極力防止するようにしてあり、保護部材14がテフロン(登録商標)製とされ、ボルト(材質は、例えばSCM440のものが用いられ、渦電流に影響がないことを確認済み)で、シリンダ1の内側から取り付けてある。
Further, the cylinder liner 1a portion of the
このライダーリングの摩耗計測装置10では、センサ11からの検出信号を受信する受信器15を備えており、センサ11と受信器15との間に伝送ボックス16が設けられ、センサ11と伝送ボックス16とがフレキシブルチューブつきのセンサケーブル17で接続され、伝送ボックス16と受信器15とがコルゲートつきの伝送ケーブル18で接続され、防爆構造を確保できるようにしてある。
The rider ring
この伝送ボックス16は、受信器15からの高周波電流のターミネイト、フィードバック用の帰還電流出力ターミナル、センサ11との共振回路用コンデンサおよび共振特性変化検出用ハーフブリッジが備えてある。
The
そして、この伝送ボックス16とセンサケーブル17で接続されたセンサ11は、伝送ボックス16内のコンデンサとセンサケーブル17の容量の和で、並列共振回路を形成し、渦電流によるインダクタンス変化を共振特性の変化に置きかえるようにしてある。
The
さらに、受信器15の入口には、安全保持器19が設けてあり、高耐圧コンデンサと抵抗とを備え、測定用の高周波に対しては低リアクタンス、電源周波数に対しては、高リアクタンスとなり、バリアを形成するようにしてある。
Furthermore, a
また、受信器15には、発信器が備えられ、センサ11に高周波電流を供給して被測定物であるピストン2の外周面に渦電流を発生させる一方、増幅器、検波回路、リニアライザを備え、センサ11からピストン2の外周面までの距離の変化により変化する渦電流の強さを、センサ11のコイルのインダクタンス変化として検出し、この検出信号を増幅し、直線化して変位出力としてピストン2の外周面までのギャップの変化に追従した信号を出力するとともに、ボトムホールド回路を備え、変位出力の交流成分のボトムホールドを行い、変換出力としてギャップの最小値を出力するようになっており、このギャップの最小値からライダーリング4の摩耗量を知ることができる。
In addition, the
そして、このライダーリング4の摩耗量の検出結果がライダーリング摩耗監視盤20に出力され、摩耗量の表示や記録、警報などの監視を行うようになっている。
Then, the detection result of the wear amount of the rider ring 4 is output to the rider ring
このようなライダーリングの摩耗計測装置10によれば、ライダーリング4が装着されたピストン2の外周面と対向するシリンダ1およびシリンダライナ1aにセンサ取付孔12を貫通して設け、このセンサ取付孔12にピストン2の外周面との距離を検出する防爆構造のセンサ11を取り付け、このセンサ11からの検出信号を受信する受信器15を設けるとともに、この受信器15とセンサ11との間に伝送ボックス16を介装するようにしたので、防爆構造のセンサ11と伝送ボックス16を介して受信器15に接続することで、本質安全防爆構造を確保しながら直接ライダーリング4の摩耗量を計測することができる。
According to the rider ring
また、センサ11を渦電流式センサで構成するとともに、このセンサ11と伝送ボックス16をセンサケーブル17で接続して並列共振回路を形成するようにしたので、渦電流式センサ11によってセンサに供給する高周波電流で被測定物であるピストン2に渦電流を発生させ、ピストン2との距離の変化により変わる渦電流を、センサ11のコイルでインダクタンスの変化として検出し、伝送ボックス16内のコンデンサとセンサケーブル17の容量の和で並列共振回路を形成し、渦電流によるインダクタンス変化を共振特性の変化に変えることができ、一層高精度に摩耗量を計測することができる。
In addition, the
さらに、伝送ボックス16と受信器15との間に安全保持器19を設けるようにしたので、この安全保持器19を設けることで測定用高周波に対して低リアクタンスとなり電源周波数に対して高リアクタンスとなるバリアを形成することができ、一層安全性を高めて本質安全防爆構造にすることができる。
Further, since the
また、センサ11の先端部を、非導電材のセンサカバー11bで覆うとともに、このセンサカバー11bとセンサ本体11aとを銀ロウで接合して防爆構造としたので、センサ11の先端部を覆う非導電材のセンサカバー11bで、温度や圧力に対して保護するとともに、センサ自体を本質安全防爆構造とすることができる。
In addition, the tip of the
さらに、センサ11のセンサカバー11bの先端部を保護する保護部材14をシリンダ1の側壁の内側に取り付けるとともに、センサ取付孔12の基端部のシール面12aにセンサ11の先端面の位置を調整するセンサ用座金13を介装するようにしたので、保護部材14によって万一破損した場合でもセンサカバー11bなどがシリンダ1内に侵入することを防止することができるとともに、センサ用座金13の厚さを変えることでセンサ11の先端面の位置調整を簡単に行うことができる。
Further, a
次ぎに、このライダーリングの摩耗計測装置10による計測結果を利用して行うライダーリングの摩耗予測方法について、図3〜図5により説明する。
Next, a rider ring wear prediction method performed using the measurement result of the rider ring
このライダーリングの摩耗予測は、図1に示すように、中央制御室に設置された寿命監視システムのコンピュータ、モニタ、印刷表示装置などによって行われ、運転条件やシリンダライナの摺動面の状態によって徐々に変化するライダーリングの摩耗を過去、現在の摩耗速度データをもとに高精度に予測するものである。
このライダーリングの摩耗予測では、コンピュータで摩耗データおよびその時刻の採取と運転時間を積算するようにし、例えばデータの採取は実運転時間で24時間ごとに1回採取するとともに、データを少なくとも2年間記録するようにしている。これは、通常の運転では、2年の間にライダーリングンの交換が行われることから、摩耗量の予測のためには、少なくとも2年間のデータがあれば良い。
As shown in FIG. 1, the wear prediction of the rider ring is performed by a computer, monitor, print display device, etc. of a life monitoring system installed in the central control room, and depends on the operating conditions and the state of the sliding surface of the cylinder liner. Rider ring wear that gradually changes is predicted with high accuracy based on past and present wear rate data.
In this rider ring wear prediction, wear data and its time collection and operation time are accumulated by a computer. For example, data is collected once every 24 hours in actual operation time, and the data is collected for at least two years. I try to record. This is because, in normal operation, the rider's ring is exchanged for two years, and therefore data for at least two years is sufficient for predicting the amount of wear.
また、このライダーリングの摩耗予測では、ライダーリングが新しい状態から運転時間が1000時間に達するまでは、摩耗予測は行わないようにしてある。 Further, in the wear prediction of the rider ring, the wear prediction is not performed until the operation time reaches 1000 hours after the rider ring is in a new state.
これは、摩耗量のセンサによる計測誤差が0.2mmあるのに対し、これまでの経験上、1000時間運転時でのライダーリングの摩耗量は、0.2〜0.3mmと予想され、高精度に予測することができないことおよびこの間にライダーリングの寿命が来ることもなく、特に予測する必要もないからである。 This is because the measurement error by the wear amount sensor is 0.2 mm, but from the experience so far, the wear amount of the rider ring after 1000 hours of operation is expected to be 0.2 to 0.3 mm. This is because the accuracy cannot be predicted and the life of the rider ring is not reached during this time, and there is no need to predict in particular.
このように運転時間が1000時間以下では、摩耗予測を行いわないことから、ライダーリングを交換した場合には、摩耗予測に用いる運転積算時間をリセットする必要があり、交換時に忘れた場合でも、交換時に時間を戻してこれをリセットした状態にできるようにしてある。 Thus, since the wear prediction is not performed when the operation time is 1000 hours or less, when the rider ring is replaced, it is necessary to reset the operation integration time used for wear prediction. At the time of replacement, the time is returned so that it can be reset.
このような条件で行う具体的なライダーリングの摩耗予測は、図3にフロー図を示すように、積算運転時間X1を取り込み、現在装着中のライダーリングの使用時間である運転積算時間が1000時間以上であるかどうかを判断する。 As shown in the flow chart of FIG. 3, the specific rider ring wear prediction performed under such conditions takes in the accumulated operation time X1, and the accumulated operation time of the rider ring currently installed is 1000 hours. Judge whether it is above.
そして、現在までの運転積算時間が1000時間以下の場合には、ライダーリングの摩耗予測は行わず、図4(a)に示すように、終了する。 If the accumulated operation time up to the present is 1000 hours or less, the wear of the rider ring is not predicted, and the process ends as shown in FIG.
一方、現在までの運転積算時間が1000時間を越えている場合には、ライダーリングの摩耗予測を開始し、摩耗予測線図を計算によって求める。 On the other hand, when the accumulated operation time up to now exceeds 1000 hours, the wear prediction of the rider ring is started and the wear prediction diagram is obtained by calculation.
このため、現在までに採取した積算時間Xnでのライダーリングの摩耗量Ynを用い、これらのデータに基づきライダーリングの摩耗予測線図を数式1で表すことができると仮定する。
For this reason, it is assumed that the wear amount Yn of the rider ring at the accumulated time Xn collected up to now is used, and the wear prediction diagram of the rider ring can be expressed by
この数式1で表すことができるとした場合の直線の傾きkを、これまでに採取したデータ(X1、Y1)、(X2、Y2)、…、(Xn、Yn)を用いて最小2乗法によって求める。
すると、この直線の傾きkは、数式2で計算することができる。
Then, the slope k of this straight line can be calculated by
なお、この摩耗予測線の傾きの計算には、図5に示すように、ライダーリングを装着してから最終計測点までの期間(1)とコンピュータに記憶されている最大2年間の期間(2)のどちらか短い期間のデータが用いられる。 In addition, as shown in FIG. 5, the calculation of the inclination of the wear prediction line includes a period (1) from mounting the rider ring to the final measurement point (1) and a period of up to two years stored in the computer (2 ) Whichever is shorter is used.
こうして、傾きkを求めた後、図4(b)に示すように、最終計測点、すなわち最新データ(Xn、Yn)に連続して摩耗予測線を引く。 After obtaining the slope k in this way, as shown in FIG. 4B, a wear prediction line is drawn continuously from the last measurement point, that is, the latest data (Xn, Yn).
このようにして摩耗予測線を引くことで、予め定めたライダーリングの摩耗限界とから余寿命時間を計算することができる。 By drawing the wear prediction line in this way, the remaining life time can be calculated from the predetermined wear limit of the rider ring.
さらに、これまでの圧縮機の積算運転時間と実際の経過時間から稼動率を計算し、この稼動率と余寿命時間から寿命到達年月日を計算し、予測することができる。 Furthermore, the operating rate can be calculated from the accumulated operating time of the compressor so far and the actual elapsed time, and the life reaching date can be calculated and predicted from the operating rate and the remaining lifetime.
なお、データの採取に際しては、最新の計測データとその1回前の計測データを比較し、ライダーリングの摩耗量の値に0.35mm以上の差がある場合には、警報を発するようにする。これは、計器誤差が0.2mm、運転温度による熱膨張変化が0.15mmあるが、これらの和である0.35mmを超える値の差があることを警告する必要があるためである。 When collecting data, the latest measurement data is compared with the previous measurement data, and if there is a difference of 0.35 mm or more in the wear amount of the rider ring, an alarm is issued. . This is because the instrument error is 0.2 mm and the thermal expansion change due to the operating temperature is 0.15 mm, but it is necessary to warn that there is a difference in value exceeding the sum of 0.35 mm.
このようなライダーリングの摩耗予測方法によれば、ライダーリングが装着されたピストンの外周面までの距離の変化からライダーリングの摩耗量を検出し、この検出信号を一定時間ごとに採取するとともに、運転時間を積算し、現在までの運転時間が所定時間を越えたときに、これまでの検出時刻と摩耗量との採取情報を用いて運転時間に対する摩耗量の摩耗予想線図の傾きを演算し、この傾きに基づき最終計測点から摩耗予想線図を描き、予め定めた摩耗限界に達するまでの余寿命を求めるようにしたので、運転時間が所定時間を越えるまでは、寿命予測を行わず、これにより摩耗量の測定精度の影響を回避して高精度に予測でき、所定時間経過後に、これまでの検出時刻と摩耗量との採取情報を用いて運転時間に対する摩耗量の摩耗予想線図の傾きを演算し、この傾きに基づき最終計測点から摩耗予想線図を描くことで、予め定めた摩耗限界に達するまでの余寿命を高精度に求めることができる。 According to such a rider ring wear prediction method, the wear amount of the rider ring is detected from a change in the distance to the outer peripheral surface of the piston on which the rider ring is mounted, and this detection signal is collected at regular intervals. When the operating time is integrated and the operating time up to the present exceeds the predetermined time, the slope of the wear prediction graph of the wear amount with respect to the operating time is calculated using the collected information of the detection time and wear amount so far. Because, based on this slope, draw a wear prediction diagram from the final measurement point, so that the remaining life until the predetermined wear limit is reached, so life prediction is not performed until the operation time exceeds a predetermined time, As a result, it is possible to predict with high accuracy by avoiding the influence of the measurement accuracy of the wear amount, and after a predetermined time has passed, the wear amount of the wear amount with respect to the operation time is predicted using the collected information of the detection time and the wear amount so far. Calculates the inclination of the diagram, by drawing the wear predicted diagram from the last measurement point on the basis of this inclination, it is possible to determine the remaining service life to reach a predetermined wear limit with high accuracy.
さらに、一定時間毎の摩耗検出信号の採取を、実運転時間の24時間ごとに1回とすることで、必要な精度で余寿命の予測を行うことができる。 Further, by collecting the wear detection signal at regular intervals once every 24 hours of the actual operation time, the remaining life can be predicted with the required accuracy.
また、所定時間経過後の運転時間を、これまでの経験に基づくライダーリングの予想摩耗量が摩耗量の検出誤差を超えると予想される時間経過後とするようにしたので、摩耗量の検出誤差を超える運転時間が経過するまでは、余寿命の予測を行わないようにして検出誤差の影響を回避することができるとともに、演算による余寿命を高精度に予測することができる。 In addition, the operating time after the lapse of the predetermined time is set to be after the time when the expected wear amount of the rider ring based on the experience so far exceeds the wear amount detection error. Until the operating time exceeding the time elapses, it is possible to avoid the influence of the detection error by not predicting the remaining life, and to predict the remaining life by calculation with high accuracy.
さらに、摩耗量の予想を開始する所定時間を1000時間とするようにしたので、1000時間を経過すれば検出誤差のない摩耗量を得ることができるとの経験に基づき、これ以降高精度の余寿命の予測を行うことができる。 Furthermore, since the predetermined time for starting the prediction of the wear amount is set to 1000 hours, based on the experience that after 1000 hours, the wear amount without detection error can be obtained, a highly accurate remainder Life expectancy can be predicted.
また、摩耗予想線図の傾きの演算を最小2乗法により行うようにしたので、比較的容易に摩耗予想線図の傾きの演算を行うことができるとともに、必要な精度の余寿命の予測も行うことができる。 In addition, since the calculation of the slope of the predicted wear diagram is performed by the least square method, the slope of the predicted wear chart can be calculated relatively easily and the remaining life can be predicted with the required accuracy. be able to.
さらに、ライダーリングの交換後は、摩耗量の予測に用いる運転時間の積算を交換後からに設定変更可能としたので、ライダーリングを交換した場合でも設定変更可能とした交換時から積算する運転時間を用いて余寿命を予測することで、交換後も高精度に余寿命の予測を行うことができる。 In addition, after replacing the rider ring, the accumulated operating time used to predict the amount of wear can be changed after the replacement. By predicting the remaining life using, the remaining life can be predicted with high accuracy even after replacement.
1 シリンダ
1a シリンダライナ
2 ピストン
3 ピストンリング
4 ライダーリング
10 ライダーリングの摩耗計測装置
11 センサ
11a センサ本体
11b センサカバー
11c シール部
11d ネジ部
12 センサ取付孔
12a シール面
13 センサ用座金
14 保護部材
15 受信器
16 伝送ボックス
17 センサケーブル
18 伝送ケーブル
19 安全保持器
20 ライダーリング摩耗監視盤
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記センサを渦電流センサで構成するとともに、前記センサのコイルなどが位置する先端部を非導電性のセラミックス製のセンサカバーで覆うとともに、ステンレス製のセンサ本体とを熱膨張差を考慮して銀ロウで接合して防爆構造として構成し、
前記伝送ボックスは、前記受信器からの高周波電流のターミネイト、フィードバック用の回帰電流出力ターミナル、前記センサとの共振回路用コンデンサおよび共振特性変化検出用ハーフブリッジを備えて構成し、
前記センサと前記伝送ボックスとをセンサケーブルにより接続し、伝送ボックス内の前記共振回路用コンデンサと当該センサケーブルの容量の和で、並列共振回路を形成して構成するとともに、前記センサから前記ピストンの外周面までの距離の変化により変化する渦電流の強さを当該センサの前記コイルのインダクタンス変化として検出し、このインダクタンス変化を共振特性の変化に置き換えるように構成する一方、
前記受信器は、高周波電流を供給して前記センサに渦電流を発生させる発信器、増幅器、検波回路、リニアライザおよびセンサからの変位出力の交流成分の最小値をホールドするボトムホールド回路を備えて構成するとともに、前記共振特性の変化として検出されたインダクタンス変化としての検出信号を増幅し、直線化して変位出力として前記ピストンの外周面までのギャップの変化に追従した信号を出力するとともに、前記ボトムホールド回路で変位出力の交流成分のボトムホールドを行って変換出力としたギャップの最小値を出力してライダーリングの摩耗量とするように構成してなることを特徴とするライダーリングの摩耗計測装置。 A sensor mounting hole is provided through the cylinder side wall facing the outer peripheral surface of the piston on which the rider ring is mounted, and a sensor for detecting the distance from the outer peripheral surface of the piston is mounted in the sensor mounting hole. A receiver is provided, and a transmission box is interposed between the receiver and the sensor ,
The sensor is composed of an eddy current sensor, the tip where the coil of the sensor is located is covered with a non-conductive ceramic sensor cover, and the stainless steel sensor body is considered in consideration of the difference in thermal expansion. Joined with wax to form an explosion-proof structure,
The transmission box includes a termination of a high-frequency current from the receiver, a return current output terminal for feedback, a capacitor for a resonance circuit with the sensor, and a half-bridge for detecting a resonance characteristic change,
The sensor and the transmission box are connected by a sensor cable, and a parallel resonance circuit is formed by the sum of the resonance circuit capacitor in the transmission box and the capacitance of the sensor cable. While detecting the intensity of the eddy current that changes due to the change in the distance to the outer peripheral surface as the inductance change of the coil of the sensor, the inductance change is replaced with a change in resonance characteristics,
The receiver includes a transmitter for supplying a high-frequency current to generate an eddy current in the sensor, an amplifier, a detection circuit, a linearizer, and a bottom hold circuit for holding the minimum value of the AC component of the displacement output from the sensor. And amplifying a detection signal as an inductance change detected as a change in the resonance characteristic, linearizing and outputting a signal following the change in the gap to the outer peripheral surface of the piston as a displacement output, and the bottom hold An apparatus for measuring wear of a rider ring, characterized in that it is configured to perform a bottom hold of an alternating current component of displacement output by a circuit and output a minimum value of a gap as a conversion output to obtain a wear amount of the rider ring.
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