JP6258443B2 - 機械の回転部材を支持するための転がり軸受けを監視する方法 - Google Patents

Description

本発明の目的は、軸受けの破損を避けるために、軸受けの公称性能からの逸脱を特定することを狙った、機械、例えば、繊維機械の転がり軸受けを監視する方法である。

知られているように、プラント、例えば、紡績ラインが、経済的に採算がとれるためには、機械構成要素の突然の破損による中断なしに、プラントが絶え間なく稼働することが必要である。構成要素の破損は、不都合なことには、予測不能であることが多く、機械稼働を修復するのに要する修理は、かなり長期間にわたる製造の停止を伴うことが多い。

したがって、プラントにおける機械に対して、破損が発生する前に、スケジュール化された介入、または監視システムによって制御された介入を実施することによって、適時に介入することが非常に重要である。そのような保全管理アプローチは、「予知保全（ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）」の表現で知られている。

本出願者の国際出願ＰＣＴ／ＩＢ２０１５／０５３４５１に記載された、紡績ラインの機械の物理量の監視システムは、そのような背景の範囲に入るものである。

通常、移動部品を有する構成要素は、疲労および摩耗現象、使用の状態（例えば、適切な潤滑の欠如）、または構成要素自体の製造欠陥（例えば、マイクロクラックの存在、もしくは寸法および幾何学形状の公差の不適合）による、予期しない破損に巻き込まれる。

予期しない破損を最も頻繁に伴う構成要素は、機械の軸を回転支持するために使用される転がり軸受けである。

今日、そのような軸受けの監視システムが知られており、それらは、軸受け自体によって誘発される振動現象の振幅、周波数、または形状を測定することによって、たいていは、破損事象が発生する１時間または２時間前に構成要素の破損を予見することができる。

急な通知であるために、そのようなシステムは、残念ながら、よくても機械やプラントの停止しか計画することができず、突然の介入を実行することをオペレータに強制する。

ＰＣＴ／ＩＢ２０１５／０５３４５１ ＵＳ２０１５／２１１５８１Ａ１ ＥＰ００２９７３６Ａ１ ＧＢ２４２９０２０Ａ ＥＰ２４５５７７２Ａ２

本発明の目的は、機械、例えば、紡績ラインの繊維機械用の転がり軸受けを監視する方法を準備することであって、この方法は、破損事象を十分に前もって予測するために、軸受けの公称性能からの逸脱を測定することを可能にする。

そのような目的は、請求項１に記載の監視方法によって達成される。それに従属する請求項は、さらなる実施形態を記述する。

本発明による監視方法の特徴および利点は、分かりやすくするために、紡績ラインの機械を参照する添付の図面に従って、非限定の例として与えられる、以下の説明から明白になるであろう。

紡績フレーム（ｓｐｉｎｎｉｎｇ ｆｒａｍｅ）のスピンドル移動システムを示す図。 図１におけるシステムの移動ユニットを示す図。 本発明の一実施形態による方法に従って温度ピークを特定するための、経時的な温度傾向を示す図。 図２における移動ユニットの軸受けについての、経時的な温度傾向を示す図。

開示を分かりやすくするために、以下では、繊維機械、特に、紡績ラインの紡績フレームを明示的に参照するが、本発明はいかなる機械にも適用できることを理解すべきである。

例えば、本発明による方法は、工具機械マンドレル用の軸受け、シート切断用の機械部材の（例えば、シートコイルの巻き戻し用、またはシートコイルの切断用の回転部材の）軸受け、印刷機械のローラ用の軸受け、コンベアベルトの軸受けにも適用可能である。

しかしながら、特に、本発明は、紡績ライン、例えば、ブロールーム機械（ｂｌｏｗ ｒｏｏｍ ｍａｃｈｉｎｅ）（プラッカ（ｐｌｕｃｋｅｒ）、ミキサ、オープナ、ミキシングローダ、スケールローダまたはタフトブレンダ（ｔｕｆｔ ｂｌｅｎｄｅｒ）など）、カーディング機械（ｃａｒｄｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ）、コーミング機械（ｃｏｍｂｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ）（ドローイングフレーム（ｄｒａｗｉｎｇ ｆｒａｍｅ）、ラップワインダ（ｌａｐ ｗｉｎｄｅｒ）、またはコーマ（ｃｏｍｂｅｒ）など）、紡績機械（ロービングフレーム（ｒｏｖｉｎｇ ｆｒａｍｅ）または紡績フレーム）に適用が可能である。

図１を参照すると、紡績フレームは、複数の垂直スピンドル２を備え、これらは縦方向軸Ｘに沿って整列されて、専門用語で紡績フレームの「バンク」と呼ばれる、通常、２つの対向する群に組織されて、配設されている。

事前定義された数のスピンドル２が、ベルト４、４’によって、それぞれの回転軸のまわりに回転させられ、このベルトは、電気モータ８と、好ましくはアイドラホイール（ｉｄｌｅｒ ｗｈｅｅｌ）１０とを備える、移動ユニット６によって移動させられる。

図２を参照すると、各移動ユニット６は、ベルト４、４’と係合されて、ベルトをスピンドル２に向かって、または並置の移動ユニットに向かって偏向させる、複数のアイドラプーリー１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを備える。

例えば、前記プーリー１２ａ〜１２ｄは、単一のプレート１４によって、好ましくは調節可能な方法で支持される。

各プーリー１２ａ〜１２ｄは、プーリーの回転支持のための、それぞれの転がり軸受けを備える。

本発明による監視システムは、各転がり軸受けと関連づけられた、または近接して位置する転がり軸受けの群と関連づけられた、少なくとも１つの温度センサ１６を備える。

例えば、温度センサは、プーリー１２ａ〜１２ｄの支持プレート１４と関連づけられる。

温度センサは、センサ自体を包囲する領域における温度を測定するのに適しており、監視システムは、通常、複数の温度センサと、受信された信号を評価するために前記温度センサと動作可能に接続された管理手段とを備える。

例えば、温度センサは、測温抵抗体（ｔｈｅｒｍｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）である。

本発明によれば、この監視方法は、温度センサによって測定された温度値を備える、温度データの群の収集を行う。

特に、温度データの群は、測定された温度の経時的な傾向を定義する。

好ましい実施形態によれば、温度は、好ましくは規則的な時間間隔で、例えば毎分測定される。

代替的な実施形態によれば、温度は、連続的に測定される。

この監視方法によれば、事前定義された時間間隔も、例えば１２時間に等しく特定され、その間、紡績フレームは事前定義された作動状態を維持し、その作動状態は不変であった。

さらに、測定された最後の温度値と、測定された最後の温度値より前の、事前定義された時間間隔内に測定された温度データの群の値とを選択することによって検出された温度の評価が、規則的な間隔、例えば２時間毎に行われる。このように選択された温度値は、値の選択を定義する。

言い換えると、温度傾向は、行われた最後の測定と、最後の測定に先行する１２時間における測定とを考慮に入れることによって、考慮される。そのような傾向は、値の選択を構成する。

この監視方法によれば、例えば、４℃から１０℃の間、より好ましくは、５℃から６℃の間に含まれる、事前定義された温度閾値ＤＴも特定される（図３）。

前記の事前定義された温度間隔閾値に基づいて、１つの測定と、時間的に後続する測定との間の温度差が、間隔閾値より大きいか、またはそれと等しくなる毎に、値の選択において温度ピークが特定される点において、本発明の方法に従って、温度ピークが定義される。

例えば、間隔閾値が５℃に設定される場合には、１つの測定と、後続する測定との間の温度差が、５℃より大きいか、等しくなる度に、温度ピークが、値の選択において特定される。

例えば、図３における仮説的な傾向によると、時点ｔ１、ｔ２、ｔ３に測定された温度に対応する、値Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の選択は、差Ｔ２−Ｔ１だけが間隔閾値ＤＴに等しいため、１つのピークだけを強調している。

そのようなピークは、最適条件下では事前定義された作動状態に対して一定温度を維持する傾向がある、軸受けの公称性能から逸脱する異常値を構成する。

さらに、本発明の方法によれば、４から６の間に含まれ、例えば５に等しい、事前定義された警報閾値数Ｎｐが特定され、これに基づいて警報状態が合図される。

特に、閾値数に等しいか、それよりも大きいピークの数が、値の選択において特定される場合には、そのような測定値によって、関係する転がり軸受けの公称性能からの逸脱がそれによって測定される、警報状態が引き起こされる。そのような評価は、警報基準の例を構成する。

例えば、値の選択において５つのピークが特定された場合には、この監視方法は、保全手順を開始するのに使用される公称性能からの逸脱が測定されたので、警報状態の合図を行う。

例えば、図４は、紡績フレームの転がり軸受けに対して、本発明による監視方法を適用する実際の実験的事例を参照する。

特に、図４は、時間（時（ｈｏｕｒ））による温度傾向（℃）を示す。午前８時に、前夜の午後８：００から午前８：００までの値の選択において５つのピークｐ１〜ｐ５が測定されており、そのため、警報信号を生成する。

この方法が、システム、例えば紡績ラインの機械に応用されるとき、システムは、好ましくは、経時的に測定された温度データを記憶するための、前記温度センサに動作可能に接続された記憶手段と、軸受けの監視方法を実行するようにプログラムされ、記憶手段に動作可能に接続された電子管理手段とを備える。

さらに別の実施形態によれば、システムは、工場内に配置されており、記憶手段は、工場内、または前記工場に対して遠く離れて配置されており、一方、管理手段は、前記工場に対して遠く離れてあり、通常、いくつかのプラントから生じるデータを管理して評価する。

本発明による監視方法は、転がり軸受けの公称性能からの逸脱が、破損事象に対して十分に前もって、効率的に測定されることを革新的に可能にし、これによって、必要とされる保全作業を実行するために、機械停止が最良に計画されることを可能にする
当業者が、付随的な要件に満たすために、添付の特許請求の範囲に定義される保護の範囲から逸脱することなく、上述の方法に対して修正を行うことができることは明白である。
出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を以下に付記する。
［１］機械の部材用の転がり軸受けを監視する方法であって、前記方法は、前記軸受けの、または前記軸受けを包囲する領域の、温度値を経時的に測定し、それにより経時的な温度傾向を構成し、前記経時的な温度の傾向における温度ピークを特定し、前記ピークが警報基準を満足すると、警報状態を強調することを備える、方法。
［２］前記温度ピークを特定するために、事前定義された温度閾値（ＤＴ）が特定され、１つの測定と、時間的に後続する測定との間の温度差が前記間隔閾値（ＤＴ）より大きいか、または前記間隔閾値（ＤＴ）に等しくなる度に、温度ピークが特定される、［１］に記載の方法。
［３］前記間隔閾値（ＤＴ）が、４℃から１０℃の間、より好ましくは５℃から６℃の間に含まれる、［２］に記載の方法。
［４］前記警報基準に従って、事前定義された警報閾値数（Ｎｐ）が特定され、ピーク数が前記閾値数（Ｎｐ）に等しいか、または前記閾値数（Ｎｐ）より大きいと特定される場合には、警報状態が合図される、［１］から［３］のいずれか一に記載の方法。
［５］前記閾値数（Ｎｐ）が５に等しい、［４］に記載の方法。
［６］前記温度が、不連続な時間間隔で、例えば毎分測定される、［１］から［５］のいずれか一に記載の方法。
［７］前記温度が、経時的に連続的に測定される、［１］から［６］のいずれか一に記載の方法。
［８］事前定義された時間間隔が特定され、前記ピークの検出のために、前記温度傾向が、最後の測定より前の前記事前定義された時間間隔において考慮される、［１］から［７］のいずれか一に記載の方法。
［９］転がり軸受けによって支持された、少なくとも１つの回転可能部材と、前記軸受けの、または前記軸受けを包囲する領域の、温度の測定のための、少なくとも１つの温度センサとを備える、例えば、ブロールーム機械（プラッカ、ミキサ、オープナ、ミキシングローダ、スケールローダもしくはタフトブレンダなど）、またはカーディング機械、またはコーミング機械（ドローイングフレーム、ラップワインダもしくはコーマなど）、または紡績機械（ロービングフレームもしくは紡績フレームなど）である紡績ラインの機械。
［１０］紡績ラインであって、転がり軸受けによって支持された、少なくとも１つの回転可能部材と、前記軸受けの、または前記軸受けを包囲する領域の、温度の測定のための、少なくとも１つの温度センサとを備える、ブロールーム機械（プラッカ、ミキサ、オープナ、ミキシングローダ、スケールローダもしくはタフトブレンダなど）、またはカーディング機械、またはコーミング機械（ドローイングフレーム、ラップワインダもしくはコーマなど）、または紡績機械（ロービングフレームもしくは紡績フレームなど）と、経時的に測定された温度データを記憶するために、前記温度センサに動作可能に接続された、記憶手段と、前記軸受けを監視する方法を実行するようにプログラムされ、前記記憶手段に動作可能に接続された、電子管理手段とを備え、前記方法は、前記軸受けの、または前記軸受けを包囲する領域の、温度値を経時的に測定し、それにより経時的な温度傾向を構成し、前記経時的な温度の傾向における温度ピークを特定し、前記ピークが警報基準を満足すると、警報状態を強調することを備える、紡績ライン。
［１１］監視システムであって、ブロールーム機械（プラッカ、ミキサ、オープナ、ミキシングローダ、スケールローダもしくはタフトブレンダなど）、またはカーディング機械、またはコーミング機械（ドローイングフレーム、ラップワインダもしくはコーマなど）、または紡績機械（ロービングフレームもしくは紡績フレームなど）を備える、紡績ミルに配置された紡績ラインと、ここにおいて、前記機械は、転がり軸受けによって支持された、少なくとも１つの回転可能部材と、前記軸受けの、または前記軸受けを包囲する領域の、温度を測定するための少なくとも１つの温度センサとを備え、経時的に測定された温度データを記憶するために、前記温度センサに動作可能に接続された、記憶手段と、前記軸受けを監視する方法を実行するようにプログラムされ、前記記憶手段に動作可能に接続され、前記紡績フレームに対して遠く離れて配置された電子管理手段とを備え、前記方法は、前記軸受けの、または前記軸受けを包囲する領域の、温度値を経時的に測定し、それにより経時的な温度傾向を構成し、前記経時的な温度の傾向における温度ピークを特定し、前記ピークが警報基準を満足すると、警報状態を強調することを備える、監視システム。

Claims (6)

1. 機械の部材用の転がり軸受けを監視する方法であって、前記方法は、前記軸受けの、または前記軸受けを包囲する領域の、温度値を経時的に測定し、それにより経時的な温度傾向を定義し、前記経時的な温度の傾向における温度ピークを特定し、前記温度ピークが警報基準を満足すると、警報状態を強調することを備え、
   前記温度ピークを特定するために、事前定義された温度間隔閾値（ＤＴ）が特定され、１つの測定と、時間的に後続する測定との間の温度差が前記温度間隔閾値（ＤＴ）より大きいか、または前記温度間隔閾値（ＤＴ）に等しくなる度に、温度ピークが特定され、
   前記警報基準に従って、事前定義された警報閾値数（Ｎｐ）が特定され、ピーク数が前記警報閾値数（Ｎｐ）に等しいか、または前記警報閾値数（Ｎｐ）より大きいと特定される場合には、警報状態が合図される、
   る方法。
2. 前記温度間隔閾値（ＤＴ）が、４℃から１０℃の間に含まれる、請求項１に記載の方法。
3. 前記警報閾値数（Ｎｐ）が５に等しい、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記温度が、不連続な時間間隔で測定される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記温度が、経時的に連続的に測定される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
6. 事前定義された時間間隔が特定され、前記温度ピークの検出のために、前記温度傾向が、最後の測定より前の前記事前定義された時間間隔において処理される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。

Images