JP5409878B2 - Bearing condition diagnosis device - Google Patents
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Description
この発明は、例えば、工作機械の主軸を支持しているころがり軸受から発生する音を検出し、検出した検出値に基づいて、ころがり軸受の状態を診断する軸受状態診断装置に関する。 The present invention relates to, for example, a bearing state diagnosis apparatus that detects sound generated from a rolling bearing that supports a spindle of a machine tool and diagnoses the state of the rolling bearing based on the detected value.
軸受は多くの機械の回転機器等に用いられている。軸受の中でも、ころがり軸受は、一般的に、内輪、外輪、複数個の転動体、転動体を等間隔に保つための保持器で構成され、内輪が軸と共に回転し、外輪はハウジングに組み込まれ、固定されている。軸受には潤滑油が封入、または、供給され、主軸が回転中は、内輪と外輪は転動体との間に油膜を形成している。 Bearings are used in rotating machines of many machines. Among the bearings, the rolling bearing is generally composed of an inner ring, an outer ring, a plurality of rolling elements, and a cage for keeping the rolling elements at regular intervals. The inner ring rotates with the shaft, and the outer ring is incorporated in the housing. It has been fixed. Lubricating oil is enclosed or supplied to the bearing, and while the main shaft is rotating, an oil film is formed between the inner ring and the outer ring between the rolling elements.
軸受が正常に回転している場合は問題ないのだが、軸受が潤滑不良、異物の侵入、摩耗、過大荷重等により回転不良、焼付きが発生すると機械が正常に運転できない場合がある。そのような状況に陥るのを未然に防止するために、軸受の状態を把握し、診断することは必要である。 If the bearing is rotating normally, there is no problem. However, if the bearing is poorly lubricated, foreign matter enters, wear, excessive load, etc., rotation failure or seizure may occur, the machine may not operate normally. In order to prevent such a situation from occurring, it is necessary to grasp and diagnose the state of the bearing.
このように軸受の状態を把握し、診断する装置として、振動センサを用いる装置(例えば、特許文献1参照)、超音波センサまたはマイクロフォンを用いる装置(例えば、特許文献2参照)、AEセンサを用いる装置(例えば、特許文献3参照)が知られている。 As an apparatus for grasping and diagnosing the state of the bearing in this manner, an apparatus using a vibration sensor (for example, see Patent Document 1), an apparatus using an ultrasonic sensor or a microphone (for example, see Patent Document 2), or an AE sensor is used. An apparatus (see, for example, Patent Document 3) is known.
軸受の状態を把握するには、S/N比を高くするために、センサを軸受に直接取り付けるか、もしくはできるだけ軸受の近傍に取り付けたほうがよい。上記特許文献1に示した装置において、加速度を検出可能なセンサを用いて軸受の状態を診断する装置では、S/N比を高くするために、センサを軸受に直接取り付けるか、もしくは軸受近傍の部品であるハウジング、間座等の、より軸受に近い位置に組み込む必要がある。その場合、機械組立て時にセンサを組み込まない同様の構成機械と比較して配線処理や、センサの固定などを行う必要があり、一般的に組立て工数が増加する。また、センサが故障して交換を要する場合に、多くの時間を費やさなければならない可能性がある。そして、機械の大きさ、構造によっては、より小型のセンサを選択する必要があるため、センサが高価になる、性能を満たさない、選択可能な種類が少ない等の問題が発生する可能性がある。また、機械が複数個の軸受によって構成されている場合、軸受の数と同じ数のセンサが必要であるため、装置が高価になり、装置、機械の構成部品が複雑になる等の問題がある。しかし、センサの取り付ける位置を軸受近傍から離してしまうと、例えば、ハウジングの外周や端面に組み込むと、センサの交換の容易化、構成部品の簡易化は可能であるが、S/N比は低下する。その場合、当然、軸受毎にセンサを取り付けるのは困難となり、ひとつのセンサで複数個の軸受を診断することとなり、同じ、もしくは近い仕様の複数個の軸受で機械が構成される場合に、どの軸受に問題が発生しているのか判断するのが困難となる等の問題が発生する可能性がある。 In order to grasp the state of the bearing, in order to increase the S / N ratio, it is better to attach the sensor directly to the bearing or as close to the bearing as possible. In the apparatus shown in Patent Document 1 described above, in an apparatus for diagnosing the state of a bearing using a sensor capable of detecting acceleration, in order to increase the S / N ratio, the sensor is directly attached to the bearing or in the vicinity of the bearing. It is necessary to incorporate the parts closer to the bearings, such as housings and spacers. In that case, it is necessary to perform wiring processing, sensor fixing, and the like as compared to a similar component machine that does not incorporate a sensor at the time of assembling the machine, which generally increases assembly man-hours. Also, if the sensor fails and needs to be replaced, a lot of time may have to be spent. Depending on the size and structure of the machine, it is necessary to select a smaller sensor, which may cause problems such as an expensive sensor, insufficient performance, and fewer selectable types. . Further, when the machine is composed of a plurality of bearings, the same number of sensors as the number of bearings is required, so that the apparatus becomes expensive and the components of the apparatus and the machine are complicated. . However, if the mounting position of the sensor is moved away from the vicinity of the bearing, for example, if it is incorporated in the outer periphery or end surface of the housing, the sensor can be easily replaced and the components can be simplified, but the S / N ratio decreases. To do. In that case, of course, it is difficult to mount a sensor for each bearing, and a single sensor diagnoses multiple bearings. When a machine is configured with multiple bearings of the same or similar specifications, Problems such as difficulty in determining whether a problem occurs in the bearing may occur.
特許文献2において、音を検出可能なセンサを用いて軸受の状態を診断する装置でも、空気中を伝わる圧力の変化を測定するので、センサの位置を軸受から離すと、機械周辺の音や、軸受以外から発生する音、機械周囲の空気温度等の影響を受け、S/N比が低下する可能性がある。特に、測定可能な周波数範囲の高い(20kHz以上)超音センサの場合は、指向性が高い特性を備えるセンサが多く、さらに、測定可能な周波数感度が高くなる程、音の伝播距離が短くなるため、軸受の転走面近傍にセンサを取り付ける必要がある。 In Patent Document 2, an apparatus for diagnosing the state of a bearing using a sensor capable of detecting sound also measures a change in pressure transmitted through the air, so when the sensor is moved away from the bearing, There is a possibility that the S / N ratio is lowered under the influence of sound generated from other than the bearing, the air temperature around the machine, and the like. In particular, in the case of an ultrasonic sensor having a high measurable frequency range (20 kHz or more), there are many sensors having high directivity characteristics, and further, the higher the measurable frequency sensitivity, the shorter the sound propagation distance. Therefore, it is necessary to attach a sensor near the rolling surface of the bearing.
この発明の目的は、上記課題を解決し、構造および組立が簡単である軸受状態診断装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a bearing state diagnostic apparatus that solves the above-described problems and is simple in structure and assembly.
この発明による軸受状態診断装置の第1の態様は、軸受から発生する音を音センサによって検出し、音センサの検出値を、予め作成しておいたデータと比較して、軸受の状態を診断する軸受状態診断装置であって、少なくとも1つの軸受を収容している筒状支持体外面から距離をおいたところに少なくとも1つの音センサが配置されており、軸受および音センサが、検出音伝播経路によって連絡されており、検出音伝播経路の途中に、軸受に潤滑油を供給するための経路または軸受から潤滑油を排出するための経路が接続されることにより、両経路が一部共通化されており、経路どうしが接続されている部分から一方の経路へ向かう部分に、開閉操作弁が備えられているものである。
According to a first aspect of the bearing state diagnosis apparatus of the present invention, a sound generated from a bearing is detected by a sound sensor, and a detection value of the sound sensor is compared with data prepared in advance to diagnose the state of the bearing. A bearing condition diagnosis device for performing at least one sound sensor disposed at a distance from an outer surface of a cylindrical support housing at least one bearing, and the bearing and the sound sensor are configured to transmit detected sound. The route is connected by a route, and a route for supplying lubricant to the bearing or a route for discharging the lubricant from the bearing is connected in the middle of the detection sound propagation route. An opening / closing operation valve is provided in a portion from the portion where the routes are connected to one of the routes .
この発明による軸受状態診断装置の第2の態様は、軸受から発生する音を音センサによって検出し、音センサの検出値を、予め作成しておいたデータと比較して、軸受の状態を診断する軸受状態診断装置であって、少なくとも1つの軸受を収容している筒状支持体外面から距離をおいたところに少なくとも1つの音センサが配置されており、軸受および音センサが、検出音伝播経路によって連絡されており、音センサの基準信号として特定の周波数の音を発生する信号発生手段と、信号発生手段によって発生させられた音を軸受に伝播する伝播手段とを備えており、伝播手段が信号音伝播経路を有しており、信号音伝播経路の途中に、軸受に潤滑油を供給するための経路または軸受から潤滑油を排出するための経路が接続されることにより、両経路が一部共通化されており、経路どうしが接続されている部分から一方の経路へ向かう部分に、開閉操作弁が備えられているものである。
According to a second aspect of the bearing state diagnosis apparatus of the present invention, a sound generated from the bearing is detected by a sound sensor, and the detection value of the sound sensor is compared with data prepared in advance to diagnose the state of the bearing. A bearing condition diagnosis device for performing at least one sound sensor disposed at a distance from an outer surface of a cylindrical support housing at least one bearing, and the bearing and the sound sensor are configured to transmit detected sound. A signal generating means which is connected by a path and generates a sound of a specific frequency as a reference signal of the sound sensor, and a propagation means for propagating the sound generated by the signal generating means to the bearing; Has a signal sound propagation path, and in the middle of the signal sound propagation path, a path for supplying the lubricant to the bearing or a path for discharging the lubricant from the bearing is connected, Pathway has been partially shared, the portion toward the one path from the portion where the path to each other are connected, in which opening and closing valve is provided.
この発明による軸受状態診断装置の第3の態様は、軸受から発生する音を音センサによって検出し、音センサの検出値を、予め作成しておいたデータと比較して、軸受の状態を診断する軸受状態診断装置であって、少なくとも1つの軸受を収容している筒状支持体外面から距離をおいたところに少なくとも1つの音センサが配置されており、軸受および音センサが、検出音伝播経路によって連絡されており、音センサの基準信号として特定の周波数の音を発生する信号発生手段と、信号発生手段によって発生させられた音を軸受に伝播する伝播手段とを備えており、伝播手段が信号音伝播経路を有しており、検出音伝播経路の途中に、軸受に潤滑油を供給するための経路および軸受から潤滑油を排出するための経路のうちいずれか一方が接続されることにより、両経路が一部共通化されており、信号音伝播経路の途中に、軸受に潤滑油を供給するための経路および軸受から潤滑油を排出するための経路のうちいずれか他方が接続されることにより、両経路が一部共通化されており、経路どうしが接続されている部分から一方の経路へ向かう部分に、開閉操作弁が備えられているものである。
According to a third aspect of the bearing state diagnosis apparatus of the present invention, the sound generated from the bearing is detected by a sound sensor, and the detection value of the sound sensor is compared with data prepared in advance to diagnose the state of the bearing. A bearing condition diagnosis device for performing at least one sound sensor disposed at a distance from an outer surface of a cylindrical support housing at least one bearing, and the bearing and the sound sensor are configured to transmit detected sound. A signal generating means which is connected by a path and generates a sound of a specific frequency as a reference signal of the sound sensor, and a propagation means for propagating the sound generated by the signal generating means to the bearing; Has a signal sound propagation path, and either the path for supplying the lubricant to the bearing or the path for discharging the lubricant from the bearing is connected in the middle of the detection sound propagation path As a result, both paths are partially shared, and either the path for supplying the lubricant to the bearing or the path for discharging the lubricant from the bearing is in the middle of the signal sound propagation path. By being connected, both paths are partly shared, and an opening / closing operation valve is provided in a part from the part where the paths are connected to one of the paths .
この発明による軸受状態診断装置において、軸受、音センサおよび検出音伝播経路の組合せとしては、以下の4つがある。まず、第1の組合せは、1つの軸受を収容している筒状支持体外面から距離をおいたところに1つの音センサが配置されており、軸受および音センサが、検出音伝播経路によって連絡されているものである。 In the bearing state diagnosis apparatus according to the present invention, there are the following four combinations of the bearing, the sound sensor, and the detected sound propagation path. First, in the first combination, one sound sensor is arranged at a distance from the outer surface of the cylindrical support body that houses one bearing, and the bearing and the sound sensor are connected by a detection sound propagation path. It is what has been.
第2の組合せは、複数の軸受を収容している筒状支持体外面から距離をおいたところに1つの音センサが配置されており、各軸受および音センサが、検出音伝播経路によって連絡されているものである。 In the second combination, one sound sensor is arranged at a distance from the outer surface of the cylindrical support body that houses a plurality of bearings, and each bearing and the sound sensor are connected by a detection sound propagation path. It is what.
第3の組合せは、1つの軸受を収容している筒状支持体外面から距離をおいたところに複数の音センサが配置されており、各軸受および音センサが、検出音伝播経路によって連絡されているものである。 In the third combination, a plurality of sound sensors are arranged at a distance from the outer surface of the cylindrical support body that accommodates one bearing, and each bearing and the sound sensor are connected by a detection sound propagation path. It is what.
第4の組合せは、複数の軸受を収容している筒状支持体外面から距離をおいたところに対をなす複数の音センサが配置されており、対をなす軸受および音センサ同士が、検出音伝播経路によって連絡されているものである。 In the fourth combination, a plurality of paired sound sensors are arranged at a distance from the outer surface of the cylindrical support body that houses a plurality of bearings, and the paired bearings and the sound sensors detect each other. It is connected by the sound propagation path.
この発明による軸受状態診断装置は、軸受に設けられた経路から伝わる音によって軸受の状態を診断する機能を有している。例えば、軸受の転動体の近傍から機械の外部まで通じる経路を設け、その経路端に診断を行いたい周波数の音を検出可能なセンサを取付ける。軸受によって支持されている回転部が回転することで発生する音が経路内を伝わり、音を検出可能なセンサによって検出される情報を収集し、軸受の状態を診断する。例えば、軸受が正常に回転している場合の音を検出可能なセンサから得られる検出結果と比較して、転走面、転動体、保持器の損傷、転走面と転動体の接触部の油膜切れが発生している場合の音には違いがあるため、軸受の診断が可能である。 The bearing state diagnosis apparatus according to the present invention has a function of diagnosing the state of a bearing by sound transmitted from a path provided in the bearing. For example, a path leading from the vicinity of the rolling element of the bearing to the outside of the machine is provided, and a sensor capable of detecting a sound having a frequency to be diagnosed is attached to the end of the path. Sound generated by the rotation of the rotating part supported by the bearing is transmitted through the path, and information detected by a sensor capable of detecting sound is collected to diagnose the state of the bearing. For example, compared to the detection result obtained from a sensor capable of detecting the sound when the bearing is rotating normally, damage of the rolling surface, rolling element, cage, contact of the rolling surface and rolling element Since there is a difference in sound when an oil film breakage occurs, the bearing can be diagnosed.
この発明による軸受状態診断装置において、軸受、音センサおよび検出音伝播経路を第3または第4の組合せとする場合、複数の音センサが、音センサ毎に異なる周波数の音を検出可能であることが好ましい。 In the bearing state diagnosis device according to the present invention, when the bearing, the sound sensor, and the detection sound propagation path are the third or fourth combination, the plurality of sound sensors can detect sounds having different frequencies for each sound sensor. Is preferred.
1種類の検出可能な周波数のセンサのみを使用する場合と比較して、より広い範囲の周波数を感度よく測定可能である。例えば、低い周数帯域で感度の高いセンサと、高い周波数帯域で感度の高いセンサを備えて、経路切換え可能な装置によって軸受から発生する音を、それぞれのセンサの経路に切換え、検出を行うことによって、異なる仕様の軸受や、異なる運転状況、異なる軸受異常等に対応でき、より信頼性の高い診断が可能である。 Compared to the case where only one type of detectable frequency sensor is used, a wider range of frequencies can be measured with high sensitivity. For example, a sensor with a high sensitivity in a low frequency band and a sensor with a high sensitivity in a high frequency band are used, and the sound generated from the bearings is switched to the path of each sensor by a path switchable device, and detection is performed. Therefore, it is possible to deal with bearings of different specifications, different operating conditions, different bearing abnormalities, etc., and more reliable diagnosis is possible.
この発明による軸受状態診断装置において、軸受、音センサおよび検出音伝播経路を第2ないし第4の組合せとする場合、いずれか1つの検出音伝播経路を選択しうるように検出音伝播経路を切換える切換手段が備えられていることが好ましい。 In the bearing state diagnosis apparatus according to the present invention, when the bearing, the sound sensor, and the detection sound propagation path are the second to fourth combinations, the detection sound propagation path is switched so that any one of the detection sound propagation paths can be selected. It is preferable that a switching means is provided.
切換装置によって、前記センサに通じる経路を切換えて軸受、センサ、経路の状態を診断することが可能である。例えば、機械の回転部が複数個の軸受で支持されている場合、軸受近傍から経路を切換え可能な装置までの経路は、それぞれの軸受毎に独立した経路で構成する。経路を切換え可能な装置からセンサまでは共通の経路とし、その経路端にセンサを取付け、経路を切換えることで複数個の軸受を1つのセンサで診断可能となる。これによって、センサの数を減らせるだけでなく、機械、装置の構成を簡易化することが可能である。また、同じく軸受近傍から経路を切換え可能な装置までの経路は、それぞれの軸受毎に独立した経路で構成するが、経路を切換え可能な装置からセンサまでは、長さの異なる経路を組み合せることで、1つのセンサで異なる周波数の診断が可能となる。 With the switching device, it is possible to switch the path leading to the sensor and diagnose the state of the bearing, sensor and path. For example, when the rotating part of the machine is supported by a plurality of bearings, the path from the vicinity of the bearing to the device capable of switching the path is configured by an independent path for each bearing. A common path is provided from the device capable of switching the path to the sensor, and a sensor is attached to the end of the path, and by switching the path, a plurality of bearings can be diagnosed by one sensor. This not only reduces the number of sensors, but also simplifies the configuration of the machine and device. Similarly, the path from the vicinity of the bearing to the device whose path can be switched is configured as an independent path for each bearing, but the path from the device whose path can be switched to the sensor should be combined with different lengths. Thus, it is possible to diagnose different frequencies with one sensor.
この発明による軸受状態診断装置において、検出音伝播経路の少なくとも一部がパイプによって構成されており、パイプが、防振材層および断熱材層の少なくともいずれか一方を含む多層構造を有していることが好ましい。 In the bearing state diagnosis apparatus according to the present invention, at least a part of the detection sound propagation path is constituted by a pipe, and the pipe has a multilayer structure including at least one of a vibration isolating material layer and a heat insulating material layer. It is preferable.
軸受から発生している音以外の影響を受けにくい経路を容易に構成することが可能である。例えば、円筒のパイプに断熱材と振動吸収材と鋼材を用いた3層構造のものを経路として用いた場合、機械の各部で発生する熱に起因する温度上昇や、診断を行いたい軸受以外から発生する振動や音や、機械周囲の温度変化や、機械周囲で発生している音等の影響を低減させることが可能である。また、その円筒パイプと軸受の周辺部品であるハウジングや間座に軸受近傍から機械の外部に通じるキリ穴の両方を組み合せることで、機械、装置の構造に応じて最適な経路を構成することが可能である。 It is possible to easily configure a path that is not easily affected by sound other than the sound generated from the bearing. For example, when a three-layer structure using a heat insulating material, a vibration absorbing material, and a steel material is used as a path for a cylindrical pipe, the temperature rises due to heat generated in each part of the machine, and from other than the bearing you want to diagnose It is possible to reduce the influence of the vibration and sound generated, the temperature change around the machine, the sound generated around the machine, and the like. In addition, by combining both the cylindrical pipe and the housing and spacer that are peripheral parts of the bearing with a drill hole that leads from the vicinity of the bearing to the outside of the machine, an optimum path can be configured according to the structure of the machine and device. Is possible.
この発明による軸受状態診断装置において、検出音伝播経路内の温度を検出する温度センサが備えられていることが好ましい。 In the bearing state diagnosis apparatus according to the present invention, it is preferable that a temperature sensor for detecting the temperature in the detection sound propagation path is provided.
軸受から伝わる音の値を、それぞれの経路内の温度変化に応じて校正することが可能である。例えば、経路を構成している配管内に温度を検出可能なセンサを取り付けて温度を検出し、温度によって変化する音速の影響による値の変化を考慮することによって、より精度の高い診断を行うことが可能である。 It is possible to calibrate the value of the sound transmitted from the bearing according to the temperature change in each path. For example, a more accurate diagnosis can be performed by installing a sensor that can detect the temperature in the pipes that make up the path, and detecting the temperature, and taking into account changes in the value due to the effect of sound speed that varies with temperature. Is possible.
この発明による軸受状態診断装置の第2または第3の態様においては、音センサの基準信号として特定の周波数の音を発生する信号発生手段と、信号発生手段によって発生させられた音を軸受に伝播する伝播手段とを備えている。 In the second or third aspect of the bearing state diagnostic apparatus according to the present invention, signal generating means for generating a sound of a specific frequency as a reference signal of the sound sensor, and the sound generated by the signal generating means are propagated to the bearing. And propagation means.
前記経路に基準信号を伝え、その場合のセンサの信号を検出することで、軸受、センサ、経路が正常な場合の測定信号と比較し、軸受の異常、センサの故障、経路の詰まりなどを診断することが可能である。例えば、測定を行う前に、基準信号を検出し、その値と軸受が回転中の値を比較して、その差分によって軸受の異常を検出する。もしくは、基準信号の伝わる経路と軸受の音の伝わる経路を通じさせた状態で、基準信号を発生させて、センサによって検出される信号を正常時の信号と比較し、経路やセンサの異常を検出することにより、信頼性の高い軸受の状態診断が可能である。 By transmitting a reference signal to the path and detecting the sensor signal in that case, it is compared with the measurement signal when the bearing, sensor, and path are normal, and diagnoses bearing anomalies, sensor failures, path clogging, etc. Is possible. For example, before performing measurement, a reference signal is detected, the value is compared with a value during rotation of the bearing, and a bearing abnormality is detected based on the difference. Alternatively, the reference signal is generated in a state where the reference signal is transmitted and the bearing sound is transmitted, and the signal detected by the sensor is compared with the normal signal to detect the abnormality of the route or the sensor. Therefore, it is possible to diagnose the condition of the bearing with high reliability.
この発明による軸受状態診断装置の第3の態様においては、伝播手段が、信号音伝播経路を有しており、検出音伝播経路および信号音伝播経路の一方から軸受に潤滑油が供給され、その他方から軸受に供給された潤滑油が排出されるようになされている。 In the third aspect of the bearing state diagnostic apparatus according to the present invention, the propagation means has a signal sound propagation path, and lubricating oil is supplied to the bearing from one of the detection sound propagation path and the signal sound propagation path. The lubricating oil supplied to the bearing from one side is discharged.
検出音伝播経路および信号音伝播経路を、軸受に潤滑油を供給する経路と共通とすることによって経路の簡略化が可能である。例えば、軸受への潤滑油の供給方法をオイルエア潤滑方式とした場合に、オイルエアを供給する経路を、音が伝わる経路と共通化することで、軸受の音や基準信号を伝えるための経路を独立して設ける場合と比較して簡素化することが可能である。 By making the detection sound propagation path and the signal sound propagation path common with the path for supplying the lubricating oil to the bearing, the path can be simplified. For example, when the lubrication oil supply method to the bearing is an oil-air lubrication method, the route for supplying the sound and the reference signal is made independent by sharing the route for supplying the oil and air with the route for transmitting the sound. It is possible to simplify compared with the case where it provides.
この発明による軸受状態診断装置の第2または第3の態様において、信号音伝播経路内の温度を検出する温度センサが備えられていることが好ましい。 In the second or third aspect of the bearing state diagnostic apparatus according to the present invention, it is preferable that a temperature sensor for detecting the temperature in the signal sound propagation path is provided.
検出音伝播経路内の温度を検出する温度センサが備えられている場合と同様に、信号音伝播経路内の温度変化に対応することができる。 Similarly to the case where the temperature sensor for detecting the temperature in the detection sound propagation path is provided, it is possible to cope with the temperature change in the signal sound propagation path.
この発明によれば、軸受に設けた経路を伝わる音より診断することにより、センサ故障時のメンテナンス性の向上、機械構造の簡略化、S/N比向上による診断精度の向上に効果がある。また、軸受とセンサを繋ぐ経路を切換えることが可能なため、センサ数の低減、機械、装置の構造の簡略化、異なる仕様のセンサで検出することによる診断精度の向上などに効果があり、また、センサの基準信号を発生させることによって、センサの故障、経路の詰まりを検出可能であり、信頼性の高い診断が可能である。
また、この発明によれば、検出音伝播経路・信号音伝播経路が、軸受に潤滑油を供給する経路・軸受から潤滑油を排出する経路と一部共通であるので、経路が簡略化される。
According to the present invention, diagnosis is performed from the sound transmitted through the path provided in the bearing, thereby improving the maintainability at the time of sensor failure, simplifying the mechanical structure, and improving the diagnostic accuracy by improving the S / N ratio. In addition, the path connecting the bearings and sensors can be switched, which is effective in reducing the number of sensors, simplifying the structure of machines and devices, and improving diagnostic accuracy by detecting with sensors of different specifications. By generating a sensor reference signal, it is possible to detect sensor failure and path clogging, and to perform highly reliable diagnosis.
Further, according to the present invention, the detection sound propagation path and the signal sound propagation path are partly in common with the path for supplying the lubricating oil to the bearing and the path for discharging the lubricating oil from the bearing, so the path is simplified. .
この発明の実施の形態および比較例を、図面を参照しながらつぎに説明する。 Embodiments and comparative examples of the present invention will be described below with reference to the drawings.
以下の説明において、左右とは、図1を基準として、その左側を左、これと反対側を右というものとする。また、左側がフロント側、右側がリヤ側である。 In the following description, “left and right” means that the left side is the left and the opposite side is the right with reference to FIG. The left side is the front side and the right side is the rear side.
<比較例1>
図1を参照すると、主軸装置は、水平中空軸状主軸11と、主軸11を取り囲んでいる水平筒状スリーブ12と、主軸11の左側を軸方向に間隔をおいて支持している第1軸受21および第2軸受22と、主軸11の右側を支持している第3軸受23と、第1軸受21および第2軸受22を取り囲んでスリーブ12内面に固定されている左側ハウジング24と、第3軸受23を取り囲んでスリーブ12内面に固定されている右側ハウジング25とを備えている。
<Comparative Example 1>
Referring to FIG. 1, the main shaft device includes a horizontal hollow shaft
主軸11の外面には左から右にかけて段を介して順次連なる大径部31、中径部32および小径部33が設けられている。
The outer surface of the
第2軸受22および第3軸受23間におけるスリーブ12内面にモータ34のステータ35が固定されている。ステータ35に対応するように主軸11外面にモータ34のロータ36が固定されている。
A
左側ハウジング24内面の右端には左側内方環状突出部37が設けられている。右側ハウジング25内面の左端には右側内方環状突出部38が設けられている。
A left inner
図2に、第1軸受21の上部が詳細に示されている。第1軸受21は、左側ハウジング24内面に固定されている外輪41と、主軸11外面に固定されている内輪42と、外輪41および内輪42間に介在させられている複数の転動体43と、外輪41内面を案内面として転動体43とともに回転して、転動体43を一定間隔に保持する保持器44とよりなる。
FIG. 2 shows the upper part of the
再び図1を参照すると、第1軸受21および第2軸受22の外輪41の間には、左側ハウジング24内面に固定された外輪間座45が介在させられている。同両軸受21、22の内輪42の間には、主軸11外面に固定された内輪間座46が介在させられている。
Referring again to FIG. 1, an
スリーブ12の左側開口には左側押え蓋51が施されている。左側押え蓋51によって、第1軸受21および第2軸受22の外輪41が外輪間座45とともに左側内方環状突出部37に押圧されている。第2軸受22の右側に左側押えナット52がねじ嵌められている。左側押えナット52によって、第1軸受21および第2軸受22の内輪42が内輪間座46とともに大径部31および中径部32の段に押圧されている。スリーブ12の右側開口には右側押え蓋53が施されている。右側押え蓋53によって、第3軸受23の外輪41が右側内方環状突出部38に押圧されている。第3軸受23の右側に右側押えナット54がねじ嵌められている。右側押えナット54によって、第3軸受23の内輪42が中径部32および小径部33間の段に押圧されている。
A
再び、図2を参照すると、第1軸受21のすぐ左側の部分において、スリーブ12に第1外貫通孔61が、左側ハウジング24に第1中間貫通孔62が、左押え蓋51に第1内貫通孔63が内外方向に一直線状に連なるようにそれぞれ形成されている。第1外貫通孔61の外端開口には第1パイプ64の一端が接続されている。図1を参照すると、第2軸受22のすぐ右側の部分に設けられた貫通孔(詳しく説明しない)の外端開口には第2パイプ65の一端が接続されている。さらに、第3軸受23のすぐ右側の部分に設けられた第3貫通孔に第3パイプ66の一端が接続されている。第1外貫通孔61、第1中間貫通孔62、第1内貫通孔63および第1パイプ64によって、一連の第1検出音伝播経路71が形成されている。第2貫通孔および第2パイプ65によって、一連の第2検出音伝播経路72が形成されている。第3貫通孔および第3パイプ66によって、一連の第3検出音伝播経路73が形成されている。
Referring again to FIG. 2, in the portion on the left side of the
第1パイプ64、第2パイプ65および第3パイプ66の他端は、集合パイプ74に接続されて集合させられている。集合パイプ74には音センサ75が備えられている。音センサ75は、検出可能な周波数が20kHz以上の特定の周波数付近である超音波センサである。
The other ends of the
第1パイプ64には第1開閉操作弁76が、第2パイプ65には第2開閉操作弁77が、第3パイプ66には第3開閉操作弁78がそれぞれ備えられている。
The
これらの第1〜第3開閉操作弁76、77、78は、駆動装置81によって駆動される。また、右側押え蓋53には、主軸11の回転速度を検出するための速度センサ82が備えられている。
These first to third opening /
音センサ75にて検出された情報は、信号増幅装置83にて増幅し、フィルタ装置84にてフィルタ処理され、情報収集装置85で記録される。同時に、駆動装置81および速度センサ82の情報も情報収集装置85に記録され、それらの情報を用いて状態診断装置86にて軸受21〜23の状態を診断する。
The information detected by the
ここで、図3(a)、(b)、(c)を参照し、特定の周波数の音を検出可能に調整された経路について説明する。図3(a)のグラフは、ある特定の周波数の音を円筒管内に伝えた場合の配管の外径と内径と配管長さと音の強さの関係を示した例である。横軸は配管長さで縦軸は音の強さを示している。グラフにプロットされたデータは、配管の長さAとBの2種類(A<B)、配管の材質がナイロン材と鋼材の2種類、配管の外径と内径がφ8×φ6とφ10×φ8の2種類の場合を比較してある。また、図3(b)のグラフは、ある特定の周波数範囲の音を円筒管内に伝えた場合の配管の長さと配管の曲げ方法と音の強さの関係を示した例である。横軸は配管長さで縦軸は音の強さを示している。グラフにプロットされたデータは、配管の長さがAとBの2種類(A<B)、配管の材質が銅材の1種類、配管の外径と内径がφ6×φ4.5の1種類、配管の曲げ方法は、曲げていないものとR形状に曲げたものと直角に曲げたものを比較してある。図3(c)は、図3(a)および図3(b)のグラフより、それぞれの条件による音の強さを示した表である。つまり、配管の長さが短いほど音は強くなり、ナイロン材よりも剛性の高い鋼材の方が音は強くなり、配管の内径が大きくなるほど音は強くなり、配管の曲げがないほど音は強くなり、配管の曲げがある場合は曲げ方法が直角に曲げるより円弧で曲げた方が音は強くなる傾向にある。よって、本比較例において、3つの軸受に対して、それぞれ経路が構成されているが、これらを考慮して、長さ、管路の内径、孔の穴径、曲げ回数、曲げ方法等をできるだけそろえる必要がある。特に、長さに於いては、検出する周波数によって経路内の気柱が共鳴するため注意が必要である。本比較例で示したセンサは、検出可能な周波数が20kHz以上の特定の周波数付近である音センサ75を用いているので、経路の長さを、その周波数で共鳴する気柱の長さとすることで軸受から伝わる信号を増幅してもよい。
Here, with reference to FIGS. 3A, 3 </ b> B, and 3 </ b> C, a path that is adjusted so as to detect sound of a specific frequency will be described. The graph in FIG. 3A is an example showing the relationship between the outer diameter and inner diameter of the pipe, the pipe length, and the sound intensity when sound of a specific frequency is transmitted into the cylindrical pipe. The horizontal axis indicates the pipe length, and the vertical axis indicates the sound intensity. The data plotted in the graph are two types of pipe lengths A and B (A <B), two types of pipe materials are nylon and steel, and the outer and inner diameters of the pipes are φ8 × φ6 and φ10 × φ8. These two cases are compared. Moreover, the graph of FIG.3 (b) is the example which showed the relationship between the length of piping, the bending method of piping, and the strength of sound when the sound of a specific frequency range is transmitted in a cylindrical tube. The horizontal axis indicates the pipe length, and the vertical axis indicates the sound intensity. The data plotted in the graph is 2 types of pipe length A and B (A <B), 1 type of pipe material is copper material, 1 type of pipe outer diameter and inner diameter is φ6 × φ4.5 As for the bending method of the pipe, the unbent one, the one bent into the R shape and the one bent at a right angle are compared. FIG.3 (c) is the table | surface which showed the sound intensity by each condition from the graph of Fig.3 (a) and FIG.3 (b). In other words, the shorter the length of the pipe, the stronger the sound, the stronger the steel material than nylon, the stronger the sound, the larger the inner diameter of the pipe, the stronger the sound, and the stronger the pipe, the stronger the sound. Therefore, when there is a bend in the pipe, the sound tends to be stronger when the arc is bent with an arc than when the bending method is bent at a right angle. Therefore, in this comparative example, a path is configured for each of the three bearings. In consideration of these, the length, the inner diameter of the pipe line, the hole diameter of the hole, the number of times of bending, the bending method, and the like can be as much as possible. It is necessary to align. In particular, attention should be paid to the length because the air column in the path resonates depending on the detected frequency. Since the sensor shown in this comparative example uses the
つぎに、比較例1による状態診断について、図1および図2に加えて、図4のフローチャートを参照しながら説明する。 Next, the state diagnosis according to Comparative Example 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. 4 in addition to FIG. 1 and FIG.
まずは、主軸11が回転中に、ステップS1において測定する軸受21〜23の操作弁76〜78を開く。図1では、第1軸受21の操作弁76が開いた状態で、第2および第3軸受23、24の操作弁77、78は閉じている。第1軸受21から発生する音が、第1経路71から音センサ75に伝わる。
First, while the
ステップS2において、データの検出を開始し、音センサ75で検出された信号は、信号増幅装置83で増幅され、ステップS3に進む。
In step S2, data detection is started, and the signal detected by the
ステップS3において、信号増幅装置83で増幅された音センサ75の信号のフィルタ処理を行う。本比較例では、音センサ75の周波数が20kHz以上の特定の周波数付近であるため、その周波数付近のバンドパスフィルタ処理を行い、ステップS4に進む。
In step S3, the signal of the
ステップS4において、情報収集装置85にて、音センサ75の信号は、周波数によって決定されるサンプリング周期、検出時間で収集される。同時に、操作弁76〜78の情報および速度センサ82の情報も収集され、ステップS5に進む。
In step S4, the signal from the
ステップS5において、収集された信号、情報より軸受の状態の判断をする。まずは、収集した音センサ75の信号のRMS値を算出し、予め回転速度毎に記録していた正常時のRMS値から決定した閾値と比較する。比較した結果、閾値よりも収集した信号が大きい場合は、異常と判断する。また、さらに、異常の詳細な現象を判断するために、FFT処理等を行い、予め設定した回転周波数成分、転動体通過成分、外輪傷成分、内輪傷成分、転動体傷成分、保持器傷成分、転走面の潤滑不良成分、保持器の潤滑不良成分等と比較を行いステップS6に進む。そして、異常な信号が発生していない場合は、再びステップS1に戻り、測定した第1軸受21の操作弁76を閉じて、つぎに測定する第2軸受22または第3軸受23の操作弁77、78を開き、ステップS2に進む。
In step S5, the state of the bearing is determined from the collected signals and information. First, the RMS value of the collected signal of the
ステップS6において、異常が発生したと判断された場合は、状態診断装置86によって軸受21〜23に発生した異常の表示、アラーム信号の発生等を行い、主軸11の回転を停止する。また、図4のフローチャートの動作は、主軸11が回転中に常時行いながら状態診断を行ってもよいし、特定のサンプリング時間毎に行ってもよい。
If it is determined in step S6 that an abnormality has occurred, the
比較例1では、音を検出可能なセンサとして、検出可能な周波数が20kHz以上の特定の周波数付近である超音センサを使用したが、検出可能な周波数が数Hz〜数十Hzの広範囲なマイクロフォンを用いてもよい。しかし、その場合は、経路内の気柱の長さによる共鳴に注意する必要がある。本比較例のように、両端が開放された経路にマイクロフォンを取り付けた場合、経路の気柱の長さによって、特定の周波数で共鳴が発生する。参考例として、気柱の長さ200mm、温度25℃の場合、約433Hzの「2n−1」(n=1、2・・・)倍で共鳴が発生するため、検出を行いたい周波数が、共鳴が発生する周波数付近にある場合は経路の長さを変える必要がある。しかし、逆に、共鳴が発生する周波数付近に検出を行いたい周波数がくるように経路の長さを調整し、増幅してもよい。また、長さの違う経路に切替えて広い周波数を検出可能としてもよい(図示せず)。さらに、マイクロフォンの位置を手動もしくは自動で経路の長手方向に移動させることで広い周波数を検出可能としてもよい(図示せず)。 In Comparative Example 1, an ultrasonic sensor having a detectable frequency near a specific frequency of 20 kHz or more is used as a sensor capable of detecting sound, but a wide range of microphones having a detectable frequency of several Hz to several tens Hz. May be used. However, in that case, it is necessary to pay attention to resonance due to the length of the air column in the path. When a microphone is attached to a path that is open at both ends as in this comparative example, resonance occurs at a specific frequency depending on the length of the air column in the path. As a reference example, when the length of the air column is 200 mm and the temperature is 25 ° C., resonance occurs at “433n” times “2n−1” (n = 1, 2,...) Times. If it is near the frequency at which resonance occurs, it is necessary to change the length of the path. However, conversely, the length of the path may be adjusted and amplified so that the frequency to be detected is near the frequency at which resonance occurs. In addition, a wide frequency may be detected by switching to a path having a different length (not shown). Furthermore, a wide frequency may be detected by moving the position of the microphone manually or automatically in the longitudinal direction of the path (not shown).
比較例1では、操作弁76〜78を軸受毎に開いて、軸受から発生する音を音センサ75に伝えているが、3ヵ所、もしくは2ヶ所の操作弁76〜78を開いて診断を行い、異常が発生した場合、操作弁76〜78を軸受毎に開いて音を診断してよい。そうすることで、常時、全ての軸受5の状態を診断ながら主軸を運転することが可能であり、動作のアルゴリズムが簡素化される。
In Comparative Example 1, the
また、図1および図2に示す経路71〜73は、一連の貫通孔群およびパイプ群によって構成されている。パイプ群を構成する第1パイプ64は、図5に示すように、鋼材層91、防振材層92および断熱材層93の3層構造とすることが好ましい。このようにすれば、機械の温度、軸受以外から発生する振動や音、機械周囲の温度や音などの影響を受けることを防止できる。
Further, the
<比較例2>
図6に示す比較例2においては、比較例1において集合させられた3つの第1〜第3検出音伝播経路71〜73を改めて3つの経路に分岐させ、分岐させられた経路にそれぞれセンサを設置したものである。比較例2において、比較例1と対応する部分には、図6において、同一の符号を付して、その説明は省略する。
<Comparative example 2>
In Comparative Example 2 shown in FIG. 6, the three first to third detection
集合パイプ74には3つの第4〜第6パイプ101〜103が接続されている。各パイプ101〜103には第4〜第6音センサ111〜113および第4〜第6開閉操作弁121〜123が備えられている。各音センサ111〜113の信号は、センサ毎に信号増幅装置83によって信号が増幅される。
Three fourth to
音センサ111〜113による検出可能な周波数は、センサ毎に異なるものであってもよいし、同じものであってもよい。また、検出可能な周波数が数Hz〜数十Hzの広範囲なマイクロフォンを用いてもよい。その場合、より広範囲に感度よく軸受からの音を、軸受毎に、もしくは全て同時に診断可能であるし、マイクロフォンで回転周波数成分、転動体通過成分、外輪傷成分、内輪傷成分、転動体傷成分、保持器傷成分を診断し、音センサで潤滑不良を診断することが可能である。
The frequencies that can be detected by the
比較例2でも、経路内の気柱の長さによる共鳴に注意する必要がある。例えば、検出可能な周波数範囲が異なる音センサを組み合せた場合は、共鳴による信号の増幅を考慮してそれぞれのセンサに適した経路の長さに調整する必要がある。また、本比較例では検出可能な周波数が同じセンサを複数組み合せて、経路の長さそれぞれ変えることによって広い周波数を検出可能としてもよい。さらに、センサの位置を手動もしくは自動で経路の長手方向に移動させることで広い周波数を検出可能としてもよい(図示せず)。 Also in Comparative Example 2, it is necessary to pay attention to resonance due to the length of the air column in the path. For example, when sound sensors having different detectable frequency ranges are combined, it is necessary to adjust the length of the path suitable for each sensor in consideration of signal amplification due to resonance. In this comparative example, a wide range of frequencies may be detected by combining a plurality of sensors having the same detectable frequency and changing the length of each path. Further, a wide frequency may be detected by manually or automatically moving the sensor position in the longitudinal direction of the path (not shown).
また、図6の経路を構成するパイプは、図5に示すものと同様に、3層構造とし、機械の温度、軸受以外から発生する振動や音、機械周囲の温度や音などの影響を受けることを防ぐようにしてもよい。 Also, the pipe constituting the path of FIG. 6 has a three-layer structure, similar to that shown in FIG. You may make it prevent.
<比較例3>
次に、図7を参照しながら、比較例3について説明する。
<Comparative Example 3>
Next, Comparative Example 3 will be described with reference to FIG.
比較例3では、比較例1で示す軸受21〜23に、特定の周波数の基準信号を伝播するようにしたものである。比較例3において、比較例2の場合と同様に、比較例1と対応する部分には、図7において、同一の符号を付して、その説明は省略する。
集合パイプ74と並列に分岐パイプ131が配置されている。分岐パイプ131には基準信号発生装置132が備えられている。
In Comparative Example 3, a reference signal having a specific frequency is propagated to the
A
基準信号発生装置132は、基準信号制御装置133にて動作させる。基準信号は、音センサ75の仕様によって決定される。例えば、検出可能な周波数が20kHz以上の特定の周波数付近である音センサの場合は、その周波数の基準信号を発生する装置を用い、また、検出可能な周波数が数Hz〜数十Hzの広範囲なマイクロフォンを用いる場合は、その周波数において、特定の周波数の信号を発生する装置を用いる。本比較例では、音センサ75を用いているため、音センサ75の検出可能である特定の周波数の基準信号を発生する装置を用いることとする。
The
分岐パイプ131には第7パイプ141および第8パイプ142の一端が接続されている。第7パイプ141には第7開閉操作弁151が、第8パイプ142には第8開閉操作弁152がそれぞれ備えられている。第7パイプ141の他端は、詳しく説明しないが、第1〜第3検出音伝播経路71〜73を構成する貫通孔群に準じて、貫通孔群によって、第1および第2軸受21、22の側方で開放されているが、貫通孔群は二股に分岐させられて、その一方は第1軸受21の右方で、その他方は第2軸受22の左方でそれぞれ開放させられている。第8パイプ142の他端は、同様に、貫通孔群を通じて、第3軸受23の左方で開放されている。
第7パイプ141および一方の分岐貫通孔群によって第1信号音伝播経路161が形成されている。第7パイプ141および他方の分岐貫通孔群によって第2信号音伝播経路162が形成されている。第8パイプ142および貫通孔群によって第3信号音伝播経路163が形成されている。
One end of a
A first signal
また、比較例3において、比較例1と同様に、軸受21〜23に安定した基準信号を伝えるために経路の長さ、管路の内径、孔の穴径、曲げ回数、曲げ方法等をできるだけ揃える必要がある。特に、長さに於いては、比較例1と同様に、軸受21〜23に伝える基準信号の周波数によって経路内の気柱が共鳴するため注意が必要である。本比較例で示したセンサは、音センサ75を用いているので、経路の長さを、その周波数で共鳴する気柱の長さとすることで軸受21〜23に伝える基準信号を増幅してもよい。
In Comparative Example 3, as in Comparative Example 1, the length of the path, the inner diameter of the pipe, the diameter of the hole, the number of times of bending, the bending method, and the like are set as much as possible to transmit a stable reference signal to the
次に、比較例3における、軸受診断機能について、図7、図8および図9を参照しながら説明する。 Next, the bearing diagnosis function in the comparative example 3 will be described with reference to FIGS. 7, 8, and 9.
まずは、ステップS11において、基準信号を軸受21〜23に伝えるために、操作弁151、152を開き、ステップS12に進む。図7では、第1および第2軸受21、22に基準信号を伝える操作弁151が開いた状態で、第3軸受の操作弁152は閉じている状態である。
First, in step S11, in order to transmit the reference signal to the
ステップS2において、診断する軸受21〜23の操作弁76〜78を開くことで、基準信号が軸受21〜23の外輪41および内輪42間の隙間から検出音伝播経路71〜73を通じて音センサ75に伝わる。図7では、第1および第2軸受21、22の第1および第2検出音伝播経路71、72の操作弁76、77が開いた状態で、第3軸受23の操作弁78は閉じているので、第1および第2軸受21、22の第1および第2検出音伝播経路71、72、もしくは、音センサ75の診断が可能な状態である。
In step S2, by opening the
ステップS13において、基準信号発生装置132から基準信号を発生し、基準信号が、第1および第2信号音伝播経路161、162から第1および第2軸受21、22の外輪41および内輪42間の隙間から第1および第2検出音伝播経路71、72を伝わって音センサ75に伝わり、ステップS14に進む。本比較例3では、検出可能な周波数が20kHz以上の特定の周波数付近である音センサ75を用いるため、基準信号は、その周波数の基準信号とする。
In step S13, a reference signal is generated from the
ステップS14において、データの検出を開始し、音センサ75で検出された信号は、信号増幅装置83で増幅され、ステップS15に進む。
In step S14, data detection is started, and the signal detected by the
ステップS15において、増幅された音センサ75の信号のフィルタ処理を行う。本比較例3では、検出可能な周波数が20kHz以上の特定の周波数付近である音センサ75であるため、その周波数のバンドパスフィルタ処理を行い、ステップS16に進む。
In step S15, the amplified
ステップS16において、情報収集装置85にて、音センサ75の信号は、検出可能な周波数によって決定されるサンプリング周期、検出時間で収集される。同時に、操作弁76〜78の情報も収集され、ステップS17に進む。
In step S16, the signal of the
ステップS17において、収集された信号のRMS値が、予め正常時に測定した基準値と比較して、設定範囲内であるか、大きすぎるのか、小さすぎるのかによって、経路と音センサ75の状態を正常、異常に判別し、ステップS18に進む。
In step S17, the state of the path and the
ステップS18において、第1〜第3操作弁76〜78および第7および第8操作弁151、152の情報より、いずれの軸受21〜23の検出が完了したかを判別し、まだ検出が完了していない場合は、ステップS11に戻り、完了した場合は、ステップS19に進む。
In step S18, it is determined from the information of the first to
ステップS19において、全てのデータが収集されたところで、どの経路、装置が異常であるかを判別する。 In step S19, when all the data has been collected, it is determined which route and device is abnormal.
図9の表において、1列目、2列目、3列目の経路とは、基準信号発生装置132から軸受21〜23を通じて、音センサ75までの経路を指し、1列目、2列目、3列目の経路は、第1〜第3検出音伝播経路71〜73をそれぞれ含むものとする。
In the table of FIG. 9, the first, second, and third row paths indicate the route from the
CASE1では、軸受21〜23の1列目、2列目、3列目の経路の検出データが正常であるので、異常は発生していないと判断する。また、CASE5では、1列目の経路の検出データが異常で、2列目、3列目の検出データが正常であるので1列目の経路の音センサ75側において異常が発生していると判断する。
In CASE 1, since the detection data of the first, second, and third rows of the
ステップS19が完了したら、動作を終了し、全ての経路、装置で正常の場合は、本検出にて収集されたデータを基準データとして書き換える。図8のフローチャートの動作は、主軸装置運転前の主軸11が回転していない場合に検出してもよいし、運転中においても主軸11が回転していない場合に検出し、基準データを取得してもよい。
When step S19 is completed, the operation is terminated. If all paths and devices are normal, the data collected in the main detection is rewritten as reference data. The operation of the flowchart of FIG. 8 may be detected when the
比較例3においても、経路を形成するパイプは、3層構造とすることが好ましい。
図8のフローチャートで取得した基準データを軸受21〜23の診断に用いることで、主軸装置、音センサ75、経路の経年変化や、装置周囲の環境変化などが発生した場合も信頼性の高い診断を行うことが可能である。それは、図4のフローチャートと同様に主軸装置の診断を開始し、軸受21〜23の診断を行う場合に、音センサ75の検出データと基準データと比較することで可能となる。
Also in Comparative Example 3, it is preferable that the pipe forming the path has a three-layer structure.
By using the reference data acquired in the flowchart of FIG. 8 for the diagnosis of the
また、比較例3では、検出可能な周波数が20kHz以上の特定の周波数付近である音センサ75を用いたが、検出可能な周波数が数Hz〜数十kHzであるセンサを用いてもよい。その場合は、基準信号発生装置132も、そのセンサに適応したものを使用する。さらに、比較例3では、音センサ75が1つ取り付けられているが、複数個取り付けられていてもよい。その場合、検出可能な周波数の異なる場合、基準信号発生装置132も装置に適応したものを追加する。
In Comparative Example 3, the
<実施の形態1>
次に、実施の形態1について説明する。実施の形態1では、比較例3で示す軸受21〜23に対して、潤滑油を供給・排出可能としたものである。
<Embodiment 1>
Next, the first embodiment will be described. In the first embodiment, lubricating oil can be supplied to and discharged from the
図10(a)を参照すると、第1軸受21から上向きにのびた第1パイプ64に潤滑油供給パイプ171が合流させられている。第1パイプ64および潤滑油供給パイプ171の合流部分から、第1パイプ64の方へ向かう部分には第9開閉操作弁172が備えられている。
Referring to FIG. 10A, the lubricating
図10(b)を参照すると、第1軸受21から第7パイプ141が下向きにのびるように構成し、第7パイプ141の途中から潤滑油排出パイプ173が分岐させられている。第7パイプ141および潤滑油排出パイプ173の分岐部分から、第7パイプ141の方へ向かう部分には第10開閉操作弁174が備えられている。
Referring to FIG. 10 (b), the
第9開閉操作弁172および第10開閉操作弁174を開閉操作することによって、音伝播経路および潤滑油経路のいずれか一方が第1軸受21に連通させられ、これにより、第1軸受21に対する音の伝播または潤滑油の供給・排出が行われる。
By opening / closing the ninth opening /
本実施の形態1では、潤滑油を供給する経路と軸受21〜23の音を伝える経路、潤滑油を排出する経路と基準信号を軸受に伝える経路が一部共通であるため、経路が簡略化される。また、本実施の形態1では、潤滑油を供給する経路と、軸受21〜23の音を伝える経路を一部共通化し、潤滑油を排出する経路と、軸受21〜23に基準信号を伝える経路を一部共通化したが、その逆でもよい。また、潤滑油を供給する経路と、軸受21〜23の音を伝える経路を一部共通化した形態と、潤滑油を排出する経路と、軸受21〜23に基準信号を伝える経路を一部共通化した形態を、同じ装置に組み合せて利用してもよいし、どちらか一方を利用してもよい。
In the first embodiment, the route for supplying the lubricating oil, the route for transmitting the sound of the
比較例1、比較例2、比較例3および実施の形態1において、前記特定の周波数の音を検出するために調整した前記軸受の近傍に設けられた経路と、前記基準信号を伝えるために調整した前記軸受の近傍に設けられた経路内に、温度を測定可能なセンサを取り付けて、音が伝わる経路内の空気の温度を測定することで、軸受21〜23から伝わる音、もしくは軸受21〜23に伝える基準信号の値を、それぞれの経路内の温度変化に応じて調整することが可能である。例えば、経路を構成している配管内に温度を検出可能なセンサを取り付けて温度を検出する。経路内の気柱の共鳴を利用する場合、空気の温度変化によって音速が変化するため、経路の長さが同じの場合は、共鳴時の周波数が変化するので、センサによって検出される値が変化する。検出される周波数を変化させたくない場合は、センサの位置を経路の長手方向に移動させる、もしくは経路の長さを変化させることで対応可能である。
In Comparative Example 1, Comparative Example 2, Comparative Example 3 and Embodiment 1, the path provided in the vicinity of the bearing adjusted to detect the sound of the specific frequency, and adjustment to transmit the reference signal By attaching a sensor capable of measuring the temperature in the path provided in the vicinity of the bearing and measuring the temperature of the air in the path through which the sound is transmitted, the sound transmitted from the
21〜23 第1〜第3軸受
71〜73 第1〜第3検出音伝播経路
75 音センサ
161〜163 第1〜第3信号音伝播経路
171 潤滑油供給パイプ
172 第9開閉操作弁
173 潤滑油排出パイプ
174 第10開閉操作弁
21-23 First to third bearings
71-73 First to third detection sound propagation paths
75 sound sensor
161-163 First to third signal sound propagation paths
171 Lubricating oil supply pipe
172 9th open / close valve
173 Lubricating oil discharge pipe
174 10th open / close operation valve
Claims (3)
Priority Applications (1)
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