JP6961513B2 - Bearing monitoring device and rotating machine equipped with this bearing monitoring device - Google Patents
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Description
本開示は、軸受監視装置及びこの軸受監視装置を備えた回転機械に関する。 The present disclosure relates to a bearing monitoring device and a rotating machine provided with the bearing monitoring device.
蒸気タービンや圧縮機等の大型の回転機械では、オイルホイップ等の軸受起因の不安定振動防止のため、ティルティングパッド軸受が使用されることが多い。従来のティルティングパッド軸受は例えば、パッド間の給油口から潤滑油を供給し油浴状態で使用されていたが、近年では軸受損失の低減による性能向上を図るため、ノズルを用いてパッド上流部からロータに直接潤滑油を噴射する直接潤滑方式のティルティングパッド軸受(以下、直潤軸受)が使用されるようになっている。 In large rotating machines such as steam turbines and compressors, tilting pad bearings are often used to prevent unstable vibration caused by bearings such as oil whips. Conventional tilting pad bearings have been used in an oil bath state by supplying lubricating oil from the oil filler port between the pads, for example, but in recent years, in order to improve performance by reducing bearing loss, a nozzle is used to the upstream part of the pad. Direct lubrication type tilting pad bearings (hereinafter referred to as direct lubrication bearings) that inject lubricating oil directly into the rotor have come to be used.
直潤軸受において、さらなる性能向上のために給油量低減が求められているが、給油量低減により、給油量が不足した場合における直潤軸受の不安定振動のリスクも顕在化している。給油量が不足した場合、パッド入口部の潤滑油が枯渇し潤滑油が不足している領域(スターブド領域)が発生し、見かけのパッド張り角(各パッドにおいてロータを支持する領域をロータの軸心を中心とする中心角で表したもの)が低減する。軸受の動特性がこのように変化することで、軸系の固有振動数で振動する不安定振動(ピーキー振動)が発生する可能性があると考えられる。 In direct moisture bearings, it is required to reduce the amount of lubrication in order to further improve the performance. However, due to the reduction in the amount of lubrication, the risk of unstable vibration of the direct moisture bearing when the amount of lubrication is insufficient has become apparent. When the amount of lubrication is insufficient, the lubricating oil at the pad inlet is depleted and a region where the lubricating oil is insufficient (starved region) occurs, and the apparent pad tension angle (the region that supports the rotor in each pad is the shaft of the rotor). (Represented by the central angle centered on the heart) is reduced. It is considered that unstable vibration (peaky vibration) that vibrates at the natural frequency of the shaft system may occur due to such changes in the dynamic characteristics of the bearing.
直潤軸受に関するものではないが、回転機械の回転数やプラントの負荷状態を判定し、これに基づいて軸振動異常検知用判定値、振動状態判定値、プロセス状態判定値を取り出して、プラントの振動やプロセス値を計測したデータと比較することにより異常軸振動を監視判断する装置が特許文献1に記載されている。
Although it is not related to direct bearings, the rotation speed of the rotating machine and the load state of the plant are judged, and based on this, the judgment value for detecting shaft vibration abnormality, the vibration state judgment value, and the process state judgment value are taken out and the
これまで、スターブド領域と軸系安定性(ロータの振動の減衰しやすさを表す減衰比)との関係は明確になっていなかったが、本発明者らの鋭意検討の結果、給油量が不足することでスターブド領域が増大し、同時に減衰比が低下することが明らかとなった。 Until now, the relationship between the starved region and the shaft system stability (damping ratio indicating the ease of damping of rotor vibration) has not been clarified, but as a result of diligent studies by the present inventors, the amount of refueling is insufficient. It was clarified that this increased the starved region and at the same time decreased the damping ratio.
上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも1つの実施形態は、ピーキー振動の発生リスクを推定できる軸受監視装置及びこの軸受監視装置を備えた回転機械を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, at least one embodiment of the present disclosure is an object of providing a bearing monitoring device capable of estimating the risk of occurrence of peaky vibration and a rotating machine provided with the bearing monitoring device.
(1)本発明の少なくとも1つの実施形態に係る軸受監視装置は、
回転軸を支持するための軸受を監視する軸受監視装置であって、
前記軸受は、
前記回転軸の周方向に沿って設けられた少なくとも1つの軸受パッドと、
前記回転軸の外周面に面する前記軸受パッドの内周面と前記回転軸の前記外周面との間に潤滑油を供給する少なくとも1つのノズルと
を備え、
前記軸受監視装置は、
前記軸受パッドの前記内周面と前記回転軸の前記外周面との間の前記潤滑油の油膜圧力を前記回転軸の周方向に沿って検出可能に構成された圧力検出部材と、
スターブド角計測部を含む制御部と
を備え、
前記スターブド角計測部は、前記圧力検出部材の検出結果に基づいて、前記軸受パッドの前記内周面と前記回転軸の前記外周面との間で前記潤滑油が不足している領域の前記周方向の範囲であって、前記回転軸の軸線を中心とする中心角で前記範囲を表したスターブド角を計測する。
(1) The bearing monitoring device according to at least one embodiment of the present invention is
A bearing monitoring device that monitors bearings to support the rotating shaft.
The bearing is
At least one bearing pad provided along the circumferential direction of the rotating shaft, and
It is provided with at least one nozzle for supplying lubricating oil between the inner peripheral surface of the bearing pad facing the outer peripheral surface of the rotating shaft and the outer peripheral surface of the rotating shaft.
The bearing monitoring device is
A pressure detecting member configured to be able to detect the oil film pressure of the lubricating oil between the inner peripheral surface of the bearing pad and the outer peripheral surface of the rotating shaft along the circumferential direction of the rotating shaft.
Equipped with a control unit including a starved angle measurement unit
Based on the detection result of the pressure detecting member, the starved angle measuring unit has the peripheral surface of the region where the lubricating oil is insufficient between the inner peripheral surface of the bearing pad and the outer peripheral surface of the rotating shaft. The starved angle, which is a range of directions and represents the range at a central angle centered on the axis of the rotation axis, is measured.
上記(1)の構成によると、計測されたスターブド角から潤滑油が不足している領域(スターブド領域)が形成されているか否かを判定できるので、ピーキー振動の発生リスクを推定することができる。 According to the configuration of (1) above, it is possible to determine from the measured starved angle whether or not a region lacking lubricating oil (starved region) is formed, so that the risk of peaky vibration can be estimated. ..
(2)いくつかの実施形態では、上記(1)の構成において、
前記圧力検出部材は複数の固定圧力センサを含み、該複数の固定圧力センサは、前記軸受パッドの前記内周面上に前記回転軸の周方向に沿って互いの間に間隔をあけて設けられている。
(2) In some embodiments, in the configuration of (1) above,
The pressure detecting member includes a plurality of fixed pressure sensors, and the plurality of fixed pressure sensors are provided on the inner peripheral surface of the bearing pad at intervals along the circumferential direction of the rotating shaft. ing.
上記(2)の構成によると、回転軸に圧力センサを設ける場合と比べて圧力検出部材の構成が簡単になる。 According to the configuration of (2) above, the configuration of the pressure detecting member becomes simpler than the case where the pressure sensor is provided on the rotating shaft.
(3)いくつかの実施形態では、上記(1)または(2)の構成において、
前記圧力検出部材は少なくとも1つの回転圧力センサを含み、該少なくとも1つの回転圧力センサは前記回転軸の前記外周面上に設けられている。
(3) In some embodiments, in the configuration of (1) or (2) above,
The pressure detecting member includes at least one rotational pressure sensor, and the at least one rotational pressure sensor is provided on the outer peripheral surface of the rotating shaft.
上記(3)の構成によると、軸受パッドに圧力センサを設ける場合に比べてスターブド角を正確に計測することができる。 According to the configuration of (3) above, the starved angle can be measured more accurately than when the pressure sensor is provided on the bearing pad.
(4)いくつかの実施形態では、上記(1)〜(3)のいずれかの構成において、
前記制御部は潤滑油供給量調整部をさらに含み、
前記スターブド角に基づいて、前記潤滑油供給量調整部は、前記ノズルから前記軸受パッドの内周面と前記回転軸の外周面との間に供給される前記潤滑油の供給量を調整する。
(4) In some embodiments, in any of the configurations (1) to (3) above,
The control unit further includes a lubricating oil supply amount adjusting unit.
Based on the starved angle, the lubricating oil supply amount adjusting unit adjusts the supply amount of the lubricating oil supplied from the nozzle between the inner peripheral surface of the bearing pad and the outer peripheral surface of the rotating shaft.
上記(4)の構成によると、スターブド領域が形成された場合に潤滑油の供給量を調整することでスターブド領域を縮小できるので、ピーキー振動の発生を抑制できる。 According to the configuration of (4) above, when the starved region is formed, the starved region can be reduced by adjusting the supply amount of the lubricating oil, so that the occurrence of peaky vibration can be suppressed.
(5)いくつかの実施形態では、上記(1)〜(3)のいずれかの構成において、
前記制御部は、
前記スターブド角に基づいて軸受定数を算出する軸受定数算出部と、
前記軸受定数に基づいて、前記回転軸の振動の減衰しやすさを表す減衰比を推定する減衰比推定部と
をさらに含む。
(5) In some embodiments, in any of the configurations (1) to (3) above,
The control unit
A bearing constant calculation unit that calculates the bearing constant based on the starved angle, and a bearing constant calculation unit.
A damping ratio estimation unit for estimating a damping ratio representing the ease of damping of the vibration of the rotating shaft based on the bearing constant is further included.
回転軸及び軸受の特性によっては、スターブド領域が発生した場合にすぐにピーキー振動が発生するわけではない。上記(5)の構成によると、計測されたスターブド角から軸受特性を計算し、その軸受特性をインプットした軸系の力学モデルを用いて減衰比を推定し、スターブド角及び減衰比の両方に基づいてピーキー振動の発生リスクを推定することによって、軸受起因のピーキー振動の発生リスクをより正確に推定することができる。 Depending on the characteristics of the rotating shaft and the bearing, peaky vibration may not occur immediately when a starved region occurs. According to the configuration of (5) above, the bearing characteristics are calculated from the measured starved angle, the damping ratio is estimated using the dynamic model of the shaft system in which the bearing characteristics are input, and the damping ratio is estimated based on both the starved angle and the damping ratio. By estimating the risk of peaky vibration, the risk of peaky vibration caused by bearings can be estimated more accurately.
(6)いくつかの実施形態では、上記(1)〜(3)のいずれかの構成において、
前記回転軸の振動に関する振動情報を検出する振動情報検出部材をさらに備え、
前記制御部は、前記振動情報に基づいて、前記回転軸の振動の減衰しやすさを表す減衰比を推定する減衰比推定部をさらに含む。
(6) In some embodiments, in any of the configurations (1) to (3) above,
A vibration information detecting member for detecting vibration information related to the vibration of the rotating shaft is further provided.
The control unit further includes a damping ratio estimation unit that estimates a damping ratio indicating the ease of damping of the vibration of the rotating shaft based on the vibration information.
上記(6)の構成によると、回転軸の振動に関する振動情報(回転軸の変位や変位の速度又は加速度等)から減衰比を推定し、スターブド角及び減衰比の両方に基づいてピーキー振動の発生リスクを推定することによって、軸受起因のピーキー振動の発生リスクの推定がより正確になる。 According to the configuration of (6) above, the damping ratio is estimated from the vibration information related to the vibration of the rotating shaft (displacement of the rotating shaft, the speed or acceleration of the displacement, etc.), and the peaky vibration is generated based on both the starved angle and the damping ratio. By estimating the risk, the estimation of the risk of occurrence of peaky vibration caused by the bearing becomes more accurate.
(7)いくつかの実施形態では、上記(1)〜(3)のいずれかの構成において、
前記回転軸の振動に関する振動情報を検出する振動情報検出部材をさらに備え、
前記制御部は、
前記スターブド角に基づいて軸受定数を算出する軸受定数算出部と、
前記軸受定数及び前記振動情報の両方に基づいて、前記回転軸の振動の減衰しやすさを表す減衰比を推定する減衰比推定部と
をさらに含む。
(7) In some embodiments, in any of the configurations (1) to (3) above,
A vibration information detecting member for detecting vibration information related to the vibration of the rotating shaft is further provided.
The control unit
A bearing constant calculation unit that calculates the bearing constant based on the starved angle, and a bearing constant calculation unit.
Further includes a damping ratio estimation unit that estimates a damping ratio indicating the ease of damping of the vibration of the rotating shaft based on both the bearing constant and the vibration information.
上記(7)の構成によると、軸受定数をインプットした力学モデル及び実測した振動情報のそれぞれに基づいて推定された減衰比を比較して補正することにより、減衰比の推定がより正確になるので、ピーキー振動の発生リスクをより正確に推定することができる。 According to the configuration of (7) above, the estimation of the damping ratio becomes more accurate by comparing and correcting the damping ratio estimated based on each of the mechanical model in which the bearing constant is input and the measured vibration information. , The risk of peaky vibration can be estimated more accurately.
(8)いくつかの実施形態では、上記(6)または(7)の構成において、
前記回転軸に加振力を付与する加振機(軸受台等の静止側に設置する場合や、電磁加振機等を用いて回転側を直接加振可能とする場合のどちらでもよい)をさらに備え、
前記減衰比推定部は、前記加振機が前記回転軸に前記加振力を付与させたときの前記回転軸の振動から得られた前記振動情報に基づいて、前記減衰比を推定する。
(8) In some embodiments, in the configuration of (6) or (7) above,
An exciter that applies a vibrating force to the rotating shaft (either when it is installed on the stationary side of a bearing base or when the rotating side can be directly vibrated by using an electromagnetic exciter or the like). Further prepare
The damping ratio estimation unit estimates the damping ratio based on the vibration information obtained from the vibration of the rotating shaft when the vibrating machine applies the exciting force to the rotating shaft.
上記(8)の構成によると、加振機が回転軸に加振力を付与させたときの回転軸の振動から得られた振動情報に基づいて、前記減衰比を推定することにより、より正確な減衰比を計測することができる。その結果、ピーキー振動の発生リスクをより正確に推定することができる。 According to the configuration of (8) above, the damping ratio is estimated more accurately based on the vibration information obtained from the vibration of the rotating shaft when the exciter applies the exciting force to the rotating shaft. Attenuation ratio can be measured. As a result, the risk of peaky vibration can be estimated more accurately.
(9)いくつかの実施形態では、上記(5)〜(8)のいずれかの構成において、
前記制御部は潤滑油供給量調整部をさらに含み、
前記スターブド角及び前記減衰比に基づいて、前記潤滑油供給量調整部は、前記ノズルから前記軸受パッドの内周面と前記回転軸の外周面との間に供給される前記潤滑油の供給量を調整する。
(9) In some embodiments, in any of the configurations (5) to (8) above,
The control unit further includes a lubricating oil supply amount adjusting unit.
Based on the starved angle and the damping ratio, the lubricating oil supply amount adjusting unit supplies the lubricating oil supplied from the nozzle between the inner peripheral surface of the bearing pad and the outer peripheral surface of the rotating shaft. To adjust.
上記(9)の構成によると、スターブド角及び減衰比の両方に基づいて軸受起因のピーキー振動の発生リスクを推定することにより、ピーキー振動が発生する可能性が高い場合にのみ潤滑油の供給量を調整することができるので、ピーキー振動が発生しないのに潤滑油の供給量を増加してしまって回転機械の性能が悪化してしまうことを抑制できる。 According to the configuration of (9) above, by estimating the risk of peaky vibration caused by bearings based on both the starved angle and the damping ratio, the amount of lubricating oil supplied only when there is a high possibility that peaky vibration will occur. Therefore, it is possible to prevent the performance of the rotating machine from deteriorating due to an increase in the amount of lubricating oil supplied even though peaky vibration does not occur.
(10)本発明の少なくとも1つの実施形態に係る回転機械は、
回転軸と、
前記回転軸を支持するための軸受であって、前記回転軸の周方向に沿って設けられた少なくとも1つの軸受パッドと、前記回転軸の外周面に面する前記軸受パッドの内周面と前記回転軸の前記外周面との間に潤滑油を供給する少なくとも1つのノズルとを備える軸受と、
上記(1)〜(9)のいずれかの軸受監視装置と
を備える。
(10) The rotary machine according to at least one embodiment of the present invention is
Rotation axis and
A bearing for supporting the rotating shaft, at least one bearing pad provided along the circumferential direction of the rotating shaft, an inner peripheral surface of the bearing pad facing the outer peripheral surface of the rotating shaft, and the said. A bearing comprising at least one nozzle for supplying lubricating oil to and from the outer peripheral surface of the rotating shaft.
The bearing monitoring device according to any one of (1) to (9) above is provided.
上記(10)の構成によると、回転機械において、軸受起因のピーキー振動の発生リスクを推定することができる。 According to the configuration (10) above, the risk of peaky vibration caused by bearings can be estimated in a rotating machine.
本開示の少なくとも1つの実施形態によれば、計測されたスターブド角から潤滑油が不足している領域(スターブド領域)が形成されているか否かを判定できるので、ピーキー振動の発生リスクを推定することができる。 According to at least one embodiment of the present disclosure, it is possible to determine from the measured starved angle whether or not a region lacking lubricating oil (starved region) is formed, so that the risk of occurrence of peaky vibration is estimated. be able to.
以下、図面を参照して本発明のいくつかの実施形態について説明する。ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the scope of the present invention is not limited to the following embodiments. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the following embodiments are not intended to limit the scope of the present invention only to them, but are merely explanatory examples.
(実施形態1)
図1に示されるように、蒸気タービンや圧縮機等の回転機械1は、回転軸2と、回転軸2に固定されたロータ3と、回転軸2を支持する軸受4とを備えている。図2に示されるように、軸受4は、回転軸2の鉛直方向下側から回転軸2に面する2つの軸受パッド11,11と、回転軸2の外周面2aに面する各軸受パッド11の内周面11aと回転軸2の外周面2aとの間に形成される各隙間5に潤滑油を供給するためのノズル12とを備えている。各ノズル12には、潤滑油が流通するための給油管13が接続され、給油管13には給油ポンプ14が設けられている。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, a rotating
回転機械1は、軸受4を監視する軸受監視装置10をさらに備えている。軸受監視装置10は、制御部20と、各隙間5内の潤滑油の油膜圧力を回転軸2の周方向に沿って検出可能に構成された圧力検出部材30とを備えている。圧力検出部材30は3つの固定圧力センサ31,32,33を含んでいる。固定圧力センサ31,32,33はそれぞれ、各軸受パッド11の内周面11a上に回転軸2の周方向に沿って互いの間に間隔をあけて設けられている。
The
制御部20は、スターブド角計測部21と、潤滑油供給量調整部22とを含んでいる。スターブド角計測部21と潤滑油供給量調整部22とは互いに電気的に接続されている。固定圧力センサ31,32,33はそれぞれスターブド角計測部21に電気的に接続されている。給油ポンプ14は潤滑油供給量調整部22に電気的に接続されている。スターブド角計測部21は、圧力検出部材30による検出値に基づいて、後述するスターブド角を計測するように構成されている。潤滑油供給量調整部22は、スターブド角計測部21によって計測されたスターブド角に基づいて、各隙間5に供給される潤滑油の供給量を調整するために給油ポンプ14の運転条件を調整する指令を発するように構成されている。
The
次に、実施形態1に係る軸受監視装置10の動作について説明する。
図1に示されるように、回転機械1において、軸受4に支持された回転軸2が回転することでロータ3が回転する。図2に示されるように、給油ポンプ14によって給油管13を流通した潤滑油が各ノズル12から各隙間5に供給されて、隙間5に潤滑油が充填される。隙間5内の潤滑油の油膜圧力によって、軸受4は回転軸2を支持することができる。
Next, the operation of the
As shown in FIG. 1, in the
図3に示されるように、回転軸2の周方向における隙間5の両端部のうちノズル12に近い方の端部を隙間5の近位端5aとし、回転軸2の周方向に近位端5aと対向する隙間5の端部を隙間5の遠位端5bと定義する。回転軸2の周方向において隙間5内の潤滑油15の油膜圧力で回転軸2を支持することのできる範囲を、回転軸2の軸線Lを中心とする中心角であるパッド張り角で表すと、回転軸2の周方向に近位端5aから遠位端5bまで潤滑油15が隙間5内に充填されている場合、パッド張り角は最大値θ0となる。
As shown in FIG. 3, of the ends of the
一方、回転機械1の運転中、隙間5の近位端5a近傍に、潤滑油15が不足している領域、すなわちスターブド領域SRが形成される場合がある。スターブド領域SRの回転軸2の周方向における範囲を、近位端5aを始点として回転軸2の軸線Lを中心とする中心角であるスターブド角θSで表す。この場合、パッド張り角はθ1(=θ0−θS)となり、パッド張り角がθ0の場合よりも小さくなるので、スターブド領域SRが形成されると、軸受4の動特性が変化して、軸系の固有振動数で振動する不安定振動(ピーキー振動)が発生する可能性がある。
On the other hand, during the operation of the
実施形態1において、スターブド角θSは、圧力検出部材30による検出値に基づいて計測される。例えば、図3に示されるように、隙間5の近位端5aから遠位端5bに向かう方向に沿って3つの固定圧力センサ31,32,33がこの順序で設けられており、2つの固定圧力センサ31及び32がスターブド領域SR内に位置し、1つの固定圧力センサ33が、潤滑油15で充填された領域内に位置している場合を想定する。この場合、各固定圧力センサの検出値の経時変化を図4に表すと、スターブド領域SR内に位置する固定圧力センサ31及び32それぞれの検出値はほぼゼロで推移するのに対し、潤滑油15で充填された領域内に位置する固定圧力センサ33は、ゼロより大きい潤滑油15の油膜圧力を検出することになる。
In the first embodiment, the starved angle θ S is measured based on the value detected by the
このような各固定圧力センサによる検出値の経時変化からは、図3に示されるように、スターブド領域SRが、回転軸2の周方向において近位端5aから固定圧力センサ32と固定圧力センサ33との間の位置までの範囲であることが分かる。この場合、制御部20のスターブド角計測部21(図2参照)は例えば、近位端5aから固定圧力センサ32までの範囲をスターブド角とするか、近位端5aから固定圧力センサ33までの範囲をスターブド角とするか、近位端5aから固定圧力センサ32と固定圧力センサ33との中間の位置までの範囲をスターブド角とするか、若しくはその他の方法でスターブド角を決定するようにすることができる。これらの例のいずれも、実際のスターブド角θSとは多少のずれが存在することになる。固定圧力センサの数を増やして互いの間隔を小さくすることにより、このずれを小さくすることができる。
From the time course of the detected value by each fixed pressure sensor, as shown in FIG. 3, the starved region SR is the fixed
ところで、スターブド領域と軸系安定性との関係、特に、スターブド角と回転軸の振動の減衰しやすさを表す減衰比との関係は、これまで明確ではなかった。この関係を明確にすべく、本発明者らは、Φ200のモデルロータを用いた要素試験を行うことによって、潤滑油の供給量が低下するとスターブド領域が増大(スターブド角が増大)する傾向があることと、スターブド角が増大すると減衰比が低下する傾向があることとが明らかとなった。そうすると、スターブド角が増大するほどピーキー振動の発生リスクが高まるので、潤滑油の供給量を増大してスターブド角を低下させれば、ピーキー振動の発生リスクを低下できると考えられる。 By the way, the relationship between the starved region and the stability of the shaft system, particularly the relationship between the starved angle and the damping ratio indicating the easiness of damping the vibration of the rotating shaft has not been clarified so far. In order to clarify this relationship, the present inventors tend to increase the starved region (increase the starved angle) when the supply amount of lubricating oil decreases by performing an element test using a model rotor of Φ200. It was clarified that the damping ratio tends to decrease as the starved angle increases. Then, as the starved angle increases, the risk of peaky vibration increases. Therefore, it is considered that the risk of peaky vibration occurring can be reduced by increasing the supply amount of the lubricating oil and lowering the starved angle.
そこで、実施形態1では、図2に示されるように、制御部20の潤滑油供給量調整部22に、スターブド角の上限値を予め設定しておく。本発明者らの要素試験から得られたスターブド角と減衰比との関係に基づいて、ピーキー振動が発生し得る減衰比の下限値に相当するスターブド角を求め、これをスターブド角の上限値とする。上述の動作でスターブド角計測部21がスターブド角θSを計測し、潤滑油供給量調整部22が、計測されたスターブド角θSと、予め設定されたスターブド角の上限値とを比較し、前者が後者よりも小さい場合にはピーキー振動が発生する可能性は低いと判断する。一方、前者が後者以上の場合、潤滑油供給量調整部22は、ピーキー振動が発生する可能性が高いと判断し、隙間5に供給する潤滑油の供給量の増加を決定する。
Therefore, in the first embodiment, as shown in FIG. 2, the upper limit value of the starved angle is set in advance in the lubricating oil supply
潤滑油供給量調整部22が隙間5への潤滑油の供給量の増加を決定したら、潤滑油供給量調整部22は、給油ポンプ14に供給量を増加する指令を送って給油ポンプ14の運転条件を調整する。この場合、スターブド角θSと潤滑油の供給量との関係を予め決めておき、その関係に基づく供給量に調整してもよいし、供給量を増加することによるスターブド角θSの変化をスターブド角計測部21からリアルタイムで取得して、スターブド角θSに基づいて供給量をフィードバック制御してもよい。潤滑油の供給量の増加により、スターブド領域SR(図3参照)が縮小(スターブド角が低下)するので、ピーキー振動の発生リスクを低減することができる。
When the lubricating oil supply
このように、計測されたスターブド角θSからスターブド領域が形成されているか否かを判定できるので、ピーキー振動の発生リスクを推定することができる。スターブド領域が形成された場合に潤滑油の供給量を調整することでスターブド領域が縮小するので、ピーキー振動の発生を抑制することができる。 In this way, it is possible to determine whether or not the starved region is formed from the measured starved angle θ S, so that the risk of occurrence of peaky vibration can be estimated. When the starved region is formed, the starved region is reduced by adjusting the supply amount of the lubricating oil, so that the occurrence of peaky vibration can be suppressed.
実施形態1では、圧力検出部材30が3つの固定圧力センサ31,32,33を含んでいたが、3つに限定するものではない。上述したように、固定圧力センサの個数を増やせばスターブド角の計測精度が高まるので、圧力検出部材30は4つ以上の任意の個数の固定圧力センサを有してもよいが、軸受4のサイズ等によっては、2つの固定圧力センサから圧力検出部材30が構成されてもよい。
In the first embodiment, the
(実施形態2)
次に、実施形態2に係る軸受監視装置について説明する。実施形態2に係る軸受監視装置は、実施形態1に対して、圧力検出部材の構成を変更したものである。尚、実施形態2において、実施形態1の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(Embodiment 2)
Next, the bearing monitoring device according to the second embodiment will be described. The bearing monitoring device according to the second embodiment is a modification of the first embodiment in which the configuration of the pressure detecting member is changed. In the second embodiment, the same reference numerals as those of the constituent requirements of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
図5に示されるように、実施形態2に係る軸受監視装置10は、制御部20と、各隙間5内の潤滑油の油膜圧力を検出可能に構成された1つの回転圧力センサ35を含む圧力検出部材30とを備えている。回転圧力センサ35は、回転軸2の外周面2a上に設けられ、回転軸2と共に回転するようになっている。回転圧力センサ35の検出値は、制御部20のスターブド角計測部21に伝送可能になっている。回転圧力センサ35の検出値をスターブド角計測部21に伝送可能にするためには例えば、テレメータを設置して無線で検出値をスターブド角計測部21に伝送してもよいし、回転圧力センサ35に接続された電線を回転軸2内でその長さ方向に沿って軸端まで延ばし、回転軸2の端部に設けられたスリップリングを介して、スターブド角計測部21に接続された電線と電気的に接続する構成としてもよい。その他の構成は実施形態1と同じである。
As shown in FIG. 5, the bearing
実施形態2においても、計測されたスターブド角θSに基づいて潤滑油の供給量を調整する動作は、実施形態1と同じである。このため、実施形態1と同様に、ピーキー振動の発生リスクを推定することができ、スターブド領域SRが形成された場合に潤滑油の供給量を調整することでスターブド領域SRを縮小できるので、ピーキー振動の発生を抑制することができる。 Also in the second embodiment, the operation of adjusting the supply amount of the lubricating oil based on the measured starved angle θ S is the same as that of the first embodiment. Therefore, as in the first embodiment, the risk of occurrence of peaky vibration can be estimated, and when the starved region SR is formed, the starved region SR can be reduced by adjusting the supply amount of the lubricating oil. Therefore, peaky. The generation of vibration can be suppressed.
実施形態2では、回転軸2の外周面2a上に設けられた1つの回転圧力センサ35によって圧力検出部材30が構成されているので、隙間5内の潤滑油15の油膜圧力の検出動作が実施形態1とは異なり、その結果、スターブド角θSの計測動作が実施形態1と異なる。回転圧力センサ35は、回転軸2と共に回転するので、近位端5aから隙間5に侵入し、回転軸2の周方向に隙間5を移動して、遠位端5bから隙間5を出る。この間、回転圧力センサ35は油膜圧力を検出する。例えば、回転軸2の回転パルスを取得するセンサを利用すれば、回転軸2と共に回転圧力センサ35が回転する間、回転軸2の周方向における回転圧力センサ35の位置を特定できる。
In the second embodiment, since the
回転軸2の周方向における位置を、回転軸2の軸線Lを中心とした角度位置で表すと、この角度位置に対する回転圧力センサ35による検出値のグラフは図6のようになる。隙間5の近位端5a及び遠位端5bそれぞれの角度位置をα5a及びα5bとし、隙間5にスターブド角θSのスターブド領域SRが形成されているとすると、回転圧力センサ35による検出値は、α5aからαS(=α5a+θS)までの角度範囲はほぼゼロであり、角度位置αSを過ぎてから増加し、やがて最大値をとった後、減少に転じて、角度位置α5bにおいてゼロとなる。すなわち、角度位置α5aから回転圧力センサ35による検出値がゼロの範囲がスターブド領域となり、θS=αS−α5aの計算によってスターブド角θSを決定することができる。
When the position of the
実施形態2では、回転圧力センサ35が隙間5内の潤滑油15の油膜圧力を連続的に測定することができるので、実施形態1のように複数の固定圧力センサが間隔をあけて設けられる構成に比べて、スターブド角θSを正確に計測することができる。ただし、回転圧力センサ35による検出値をスターブド角計測部21に伝送するための構成が上述のように複雑になるので、実施形態1に比べて圧力検出部材30の構成が複雑になる。言い換えると、実施形態1は、実施形態2に比べて、圧力検出部材30の構成が簡単になるという効果がある。
In the second embodiment, since the
実施形態2では、圧力検出部材30が1つの回転圧力センサ35を有していたが、2つ以上の回転圧力センサ35を有していてもよい。この場合、図6のようなグラフが2つ以上得られるので、各グラフから得られたスターブド角θSの平均を計算する等によって、より正確なスターブド角θSを計測することができる。
In the second embodiment, the
尚、圧力検出部材30は、実施形態1の固定圧力センサ31,32,33(ただし、個数は3つに限定せず、2つ以上であればよい)と、実施形態2の回転圧力センサ35との両方を含んでもよい。
The
(実施形態3)
次に、実施形態3に係る軸受監視装置について説明する。実施形態3に係る軸受監視装置は、実施形態1及び2のそれぞれに対して、計測したスターブド角から減衰比を推測し、スターブド角及び減衰比の両方に基づいて潤滑油の供給量を調整するように変更したものである。以下では、実施形態1の構成を上述のように変更した構成で実施形態3を説明するが、実施形態2の構成を上述のように変更することによって実施形態3を構成してもよい。尚、実施形態3において、実施形態1の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(Embodiment 3)
Next, the bearing monitoring device according to the third embodiment will be described. The bearing monitoring device according to the third embodiment estimates the damping ratio from the measured starved angle for each of the first and second embodiments, and adjusts the supply amount of the lubricating oil based on both the starved angle and the damping ratio. It was changed as follows. Hereinafter, the third embodiment will be described with the configuration of the first embodiment modified as described above, but the third embodiment may be configured by modifying the configuration of the second embodiment as described above. In the third embodiment, the same reference numerals as those of the constituent requirements of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
図7に示されるように、実施形態3に係る軸受監視装置10は、制御部20及び圧力検出部材30を備えている。制御部20は、スターブド角計測部21及び潤滑油供給量調整部22と、スターブド角計測部21に電気的に接続された軸受定数算出部23と、軸受定数算出部23及び潤滑油供給量調整部22のそれぞれに電気的に接続された減衰比推定部24とを含んでいる。その他の構成は実施形態1と同じである。
As shown in FIG. 7, the bearing
実施形態3においても、隙間5内の潤滑油の油膜圧力を圧力検出部材30が検出し、この検出値に基づいてスターブド角計測部21がスターブド角を計測する動作は、実施形態1と同じである。実施形態3では、計測されたスターブド角に基づいて軸受定数算出部23が軸受定数を算出し、算出された軸受定数に基づいて減衰比推定部24が、回転軸2の振動の減衰しやすさを表す減衰比を推定し、スターブド角及び減衰比の両方に基づいて、潤滑油供給量調整部22が潤滑油の供給量を調整する点で、実施形態1と異なる。この実施形態1と異なる動作を以下に説明する。
Also in the third embodiment, the operation in which the
軸受定数算出部23は、計測されたスターブド角を用いて、熱流体潤滑(ThermoHydrodynamic Lubrication;THL)解析等の軸受解析モデルの解析条件を設定し、軸受定数を計算する。減衰比推定部24は、計算された軸受定数を、例えば梁要素による有限モデルである軸系の力学モデルに入力し、この力学モデル上で軸系安定性計算を実施することによって、減衰比を推定する。尚、力学モデルには、回転機械1の設計時の力学モデルを使用することができる。
The bearing
潤滑油供給量調整部22には、スターブド角の上限値及び減衰比の下限値をそれぞれ予め設定しておく。潤滑油供給量調整部22は、スターブド角計測部21によって計測されたスターブド角と、予め設定されたスターブド角の上限値とを比較し、かつ、減衰比推定部24によって推定された減衰比と、予め設定された減衰比の下限値とを比較する。スターブド角計測部21によって計測されたスターブド角がスターブド角の上限値以上であり、かつ、減衰比推定部24によって推定された減衰比が減衰比の下限値以下である場合に、潤滑油供給量調整部22は、ピーキー振動が発生する可能性が高いと判断し、隙間5に供給する潤滑油の供給量の増加を決定する。潤滑油の供給量を増加する動作は実施形態1と同じである。
The upper limit value of the starved angle and the lower limit value of the damping ratio are set in advance in the lubricating oil supply
回転軸2及び軸受4の特性によっては、スターブド領域が発生した場合にすぐにピーキー振動が発生するわけではない。すなわち、回転軸2及び軸受4の特性によって、潤滑油が不足している状態(スターブド状態)の軸系安定性への感度が異なる。このため、スターブド角のみに応じて潤滑油の供給量を増加してしまうと、ピーキー振動が発生する可能性が低いのにもかかわらず潤滑油の供給量が増加してしまい、回転機械1の性能が悪化してしまうおそれがある。しかし、実施形態3では、計測されたスターブド角から減衰比を推定し、スターブド角及び減衰比の両方から軸受起因のピーキー振動の発生リスクを推定することによって、ピーキー振動の発生リスクをより正確に推定することができる。
Depending on the characteristics of the
(実施形態4)
次に、実施形態4に係る軸受監視装置について説明する。実施形態4に係る軸受監視装置は、実施形態1及び2のそれぞれに対して、回転軸2の実際の振動から減衰比を推定し、スターブド角及び減衰比の両方に基づいて潤滑油の供給量を調整するように変更したものである。以下では、実施形態1の構成を上述のように変更した構成で実施形態4を説明するが、実施形態2の構成を上述のように変更することによって実施形態4を構成してもよい。尚、実施形態4において、実施形態1の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(Embodiment 4)
Next, the bearing monitoring device according to the fourth embodiment will be described. The bearing monitoring device according to the fourth embodiment estimates the damping ratio from the actual vibration of the
図8に示されるように、実施形態4に係る軸受監視装置10は、制御部20と、圧力検出部材30と、回転軸2の振動に関する振動情報を検出する振動情報検出部材40とを備えている。以下の説明では、振動情報を回転軸2の変位として説明する。このため、振動情報検出部材40は変位センサ40aである。しかし、振動情報は回転軸2の変位に限定するものではなく、回転軸2の軸線Lに直交する方向の速度や加速度等を振動情報としてもよい。この場合、振動情報検出部材は速度センサや加速度センサ等である。
As shown in FIG. 8, the bearing
制御部20は、スターブド角計測部21及び潤滑油供給量調整部22と、変位センサ40a及び潤滑油供給量調整部22のそれぞれに電気的に接続された減衰比推定部24とを含んでいる。その他の構成は実施形態1と同じである。
The
実施形態4においても、隙間5内の潤滑油の油膜圧力を圧力検出部材30が検出し、この検出値に基づいてスターブド角計測部21がスターブド角を計測する動作は、実施形態1と同じである。実施形態4では、変位センサ40aによって計測された回転軸2の振動の変位に基づいて、減衰比推定部24が、回転軸2の振動の減衰しやすさを表す減衰比を推定し、スターブド角及び減衰比の両方に基づいて、潤滑油供給量調整部22が潤滑油の供給量を調整する点で、実施形態1と異なる。この実施形態1と異なる動作を以下に説明する。
Also in the fourth embodiment, the operation in which the
回転機械1の稼働中、変位センサ40aは回転軸2の振動の変位を検出し、その検出結果を減衰比推定部24に伝送する。減衰比推定部24は、変位センサ40aによる検出値の時刻歴波形を周波数分析して周波数スペクトルを計算する。周波数スペクトルの計算には、例えば高速フーリエ変換(FFT)を使用することができる。減衰比推定部24は、得られた周波数スペクトルの固有振動数におけるピークの鋭さから、ハーフパワー法やカーブフィッティング等によって減衰比を推定する。
While the
潤滑油供給量調整部22がスターブド角及び減衰比の両方に基づいて潤滑油の供給量を調整する動作は、実施形態3の動作と同じである。このため、実施形態4でも、スターブド角及び減衰比の両方から軸受起因のピーキー振動の発生リスクを推定することによって、ピーキー振動の発生リスクをより正確に推定することができる。
The operation of the lubricating oil supply
(実施形態5)
次に、実施形態5に係る軸受監視装置について説明する。実施形態5に係る軸受監視装置は、実施形態1及び2のそれぞれに対して、計測したスターブド角から減衰比を推測すると共に回転軸2の実際の振動からも減衰比を推定して両方の減衰比を比較することで、より正確な減衰比を推定し、スターブド角及び減衰比の両方に基づいて潤滑油の供給量を調整するように変更したものである。以下では、実施形態1の構成を上述のように変更した構成で実施形態5を説明するが、実施形態2の構成を上述のように変更することによって実施形態5を構成してもよい。尚、実施形態5において、実施形態1の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(Embodiment 5)
Next, the bearing monitoring device according to the fifth embodiment will be described. The bearing monitoring device according to the fifth embodiment estimates the damping ratio from the measured starved angle and also estimates the damping ratio from the actual vibration of the
図9に示されるように、実施形態5に係る軸受監視装置10は、制御部20と、圧力検出部材30と、回転軸2の振動に関する振動情報を検出する振動情報検出部材40とを備えている。実施形態5においても、実施形態4と同様に、振動情報検出部材40が変位センサ40aであるとして以下の説明を行うが、変位センサ40aに限定されないことは実施形態4と同じである。
As shown in FIG. 9, the bearing
制御部20は、スターブド角計測部21及び潤滑油供給量調整部22と、スターブド角計測部21に電気的に接続された軸受定数算出部23と、変位センサ40a及び潤滑油供給量調整部22並びに軸受定数算出部23のそれぞれに電気的に接続された減衰比推定部24とを含んでいる。その他の構成は実施形態1と同じである。
The
実施形態5においても、隙間5内の潤滑油の油膜圧力を圧力検出部材30が検出し、この検出値に基づいてスターブド角計測部21がスターブド角を計測する動作は、実施形態1と同じである。実施形態5では、変位センサ40aによって計測された回転軸2の振動の変位と、計測されたスターブド角に基づいて軸受定数算出部23が算出した軸受定数との両方に基づいて減衰比推定部24が、回転軸2の振動の減衰しやすさを表す減衰比を推定し、スターブド角及び減衰比の両方に基づいて、潤滑油供給量調整部22が潤滑油の供給量を調整する点で、実施形態1と異なる。この実施形態1と異なる動作を以下に説明する。
Also in the fifth embodiment, the operation in which the
計測されたスターブド角に基づいて軸受定数算出部23が軸受定数を算出し、算出された軸受定数に基づいて減衰比推定部24が減衰比を推定する動作は実施形態3と同じであり、変位センサ40aによって計測された回転軸2の振動の変位に基づいて減衰比推定部24が減衰比を推定する動作は実施形態4と同じである。実施形態5では、減衰比推定部24は、このようにして推定された2つの減衰比を比較して補正することにより、より正確な減衰比を推定することができる。この補正方法の一例として、力学モデルに基づいた減衰比の解析値(ζcal)には、実機における未知な構造減衰(ζstr)等の影響を反映することが難しいため、実測の減衰比(ζexp)を用いて以下のように解析値を補正することが考えられる。
ζcal(補正後)=ζcal+ζstr
ζstr=ζexp0−ζcal0
ここで、添え字0は、潤滑油の供給量が大きい条件等の任意の基準条件における値を意味する。
The operation in which the bearing
ζ cal (after correction) = ζ cal + ζ str
ζ str = ζ exp0-ζ cal0
Here, the
潤滑油供給量調整部22がスターブド角及び減衰比の両方に基づいて潤滑油の供給量を調整する動作は、実施形態3及び4の動作と同じである。このため、実施形態5でも、スターブド角及び減衰比の両方から軸受起因のピーキー振動の発生リスクを推定することによって、ピーキー振動の発生リスクをより正確に推定することができる。
The operation of the lubricating oil supply
(実施形態6)
次に、実施形態6に係る軸受監視装置について説明する。実施形態6に係る軸受監視装置は、実施形態4及び5のそれぞれに対して、加振機が回転軸に加振力を付与することによる回転軸の振動の変位に基づいて減衰比を推定するように変更したものである。以下では、実施形態4の構成を上述のように変更した構成で実施形態6を説明するが、実施形態5の構成を上述のように変更することによって実施形態6を構成してもよい。尚、実施形態6において、実施形態4の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(Embodiment 6)
Next, the bearing monitoring device according to the sixth embodiment will be described. The bearing monitoring device according to the sixth embodiment estimates the damping ratio for each of the fourth and fifth embodiments based on the displacement of the vibration of the rotating shaft due to the exciting force applied to the rotating shaft by the exciter. It was changed as follows. Hereinafter, the sixth embodiment will be described by modifying the configuration of the fourth embodiment as described above, but the sixth embodiment may be configured by modifying the configuration of the fifth embodiment as described above. In the sixth embodiment, the same reference numerals as those of the constituent requirements of the fourth embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
図10に示されるように、実施形態6に係る軸受監視装置10は、制御部20と、圧力検出部材30と、回転軸2の振動に関する振動情報を検出する振動情報検出部材40と、回転軸2に加振力を付与する加振機50とを備えている。加振機50は、例えば軸受4の軸受台に設けられ、制御部20の減衰比推定部24に電気的に接続されている。その他の構成は実施形態4と同じである。尚、実施形態6においても、実施形態4と同様に、振動情報検出部材40が変位センサ40aであるとして以下の説明を行うが、変位センサ40aに限定されないことは実施形態4と同じである。
As shown in FIG. 10, the bearing
実施形態6においても、隙間5内の潤滑油の油膜圧力を圧力検出部材30が検出し、この検出値に基づいてスターブド角計測部21がスターブド角を計測する動作は、実施形態4と同じである。実施形態6では、加振機50が回転軸2に加振力を付与することにより回転軸2を振動させて、変位センサ40aによって計測された回転軸2の振動の変位に基づいて、減衰比推定部24が、回転軸2の振動の減衰しやすさを表す減衰比を推定する点で、実施形態4と異なる。この実施形態4と異なる動作を以下に説明する。
Also in the sixth embodiment, the operation of the
加振機50が回転軸2に加振力を付与することによって回転軸2を振動させる。この加振力の値は、減衰比推定部24に伝送される。この状態で、変位センサ40aは回転軸2の振動の変位を検出し、その検出結果を減衰比推定部24に伝送する。減衰比推定部24は、実施形態4と同様に、変位センサ40aによる検出値の時刻歴波形を周波数分析して周波数スペクトルを計算し、得られた周波数スペクトルの固有振動数におけるピークの鋭さから、ハーフパワー法やカーブフィッティング等によって減衰比を推定する。減衰比推定部24が減衰比を推定する動作は実施形態4と同じであるが、実施形態6では、回転軸2に付与される加振力は加振機50によるものなので、加振力の入力値が明確になっている点で、実施形態4の場合に比べて減衰比をより正確に推定することができる。
The
潤滑油供給量調整部22がスターブド角及び減衰比の両方に基づいて潤滑油の供給量を調整する動作は、実施形態4の動作と同じである。このため、実施形態6でも、スターブド角及び減衰比の両方から軸受起因のピーキー振動の発生リスクを推定することによって、ピーキー振動の発生リスクをより正確に推定することができる。
The operation of the lubricating oil supply
実施形態6では、加振機50は一例として、軸受4の軸受台の静止側に設けていたが、この形態に限定するものではない。加振機50として電磁加振機等を用いて、回転側を直接加振可能としてもよい。
In the sixth embodiment, the
実施形態1〜6それぞれの軸受4は、回転軸2の鉛直方向下側から回転軸2に面する2つの軸受パッド11,11を有していたが、この形態に限定するものではない。軸受4は例えば、回転軸2の周りにリング状に配置された5つの軸受パッドを有する構成であってもよい。軸受パッドの数も2又は5に限定するものではなく、少なくとも1つの軸受パッドを有する軸受に対しても、本開示の実施形態1〜6それぞれの技術を適用することができる。
Each of the bearings 4 of the first to sixth embodiments has two bearing
1 回転機械
2 回転軸
2a (回転軸の)外周面
3 ロータ
4 軸受
5 隙間
5a (隙間の)近位端
5b (隙間の)遠位端
10 軸受監視装置
11 軸受パッド
11a (軸受パッドの)内周面
12 ノズル
13 給油管13
14 給油ポンプ
15 潤滑油
20 制御部
21 スターブド角計測部
22 潤滑油供給量調整部
23 軸受定数算出部
24 減衰比推定部
30 圧力検出部材
31 固定圧力センサ
32 固定圧力センサ
33 固定圧力センサ
35 回転圧力センサ
40 振動情報検出部材
40a 変位センサ
50 加振機
SR スターブド領域
θS スターブド角
1 Rotating
14
Claims (10)
前記軸受は、
前記回転軸の周方向に沿って設けられた少なくとも1つの軸受パッドと、
前記回転軸の外周面に面する前記軸受パッドの内周面と前記回転軸の前記外周面との間に潤滑油を供給する少なくとも1つのノズルと
を備え、
前記軸受監視装置は、
前記軸受パッドの前記内周面と前記回転軸の前記外周面との間の前記潤滑油の油膜圧力を前記回転軸の周方向に沿って検出可能に構成された圧力検出部材と、
スターブド角計測部を含む制御部と
を備え、
前記スターブド角計測部は、前記圧力検出部材の検出結果に基づいて、前記軸受パッドの前記内周面と前記回転軸の前記外周面との間で前記潤滑油が不足している領域の前記周方向の範囲であって、前記回転軸の軸線を中心とする中心角で前記範囲を表したスターブド角を計測する軸受監視装置。 A bearing monitoring device that monitors bearings to support the rotating shaft.
The bearing is
At least one bearing pad provided along the circumferential direction of the rotating shaft, and
It is provided with at least one nozzle for supplying lubricating oil between the inner peripheral surface of the bearing pad facing the outer peripheral surface of the rotating shaft and the outer peripheral surface of the rotating shaft.
The bearing monitoring device is
A pressure detecting member configured to be able to detect the oil film pressure of the lubricating oil between the inner peripheral surface of the bearing pad and the outer peripheral surface of the rotating shaft along the circumferential direction of the rotating shaft.
Equipped with a control unit including a starved angle measurement unit
Based on the detection result of the pressure detecting member, the starved angle measuring unit is the peripheral surface of the region where the lubricating oil is insufficient between the inner peripheral surface of the bearing pad and the outer peripheral surface of the rotating shaft. A bearing monitoring device that measures a starved angle that represents the range with a central angle centered on the axis of the rotation axis, which is a range in the direction.
前記スターブド角に基づいて、前記潤滑油供給量調整部は、前記ノズルから前記軸受パッドの内周面と前記回転軸の外周面との間に供給される前記潤滑油の供給量を調整する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の軸受監視装置。 The control unit further includes a lubricating oil supply amount adjusting unit.
Based on the starved angle, the lubricating oil supply amount adjusting unit adjusts the supply amount of the lubricating oil supplied from the nozzle between the inner peripheral surface of the bearing pad and the outer peripheral surface of the rotating shaft. The bearing monitoring device according to any one of claims 1 to 3.
前記スターブド角に基づいて軸受定数を算出する軸受定数算出部と、
前記軸受定数に基づいて、前記回転軸の振動の減衰しやすさを表す減衰比を推定する減衰比推定部と
をさらに含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の軸受監視装置。 The control unit
A bearing constant calculation unit that calculates the bearing constant based on the starved angle, and a bearing constant calculation unit.
The bearing monitoring device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a damping ratio estimation unit that estimates a damping ratio representing the ease of damping of vibration of the rotating shaft based on the bearing constant.
前記制御部は、前記振動情報に基づいて、前記回転軸の振動の減衰しやすさを表す減衰比を推定する減衰比推定部をさらに含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の軸受監視装置。 A vibration information detecting member for detecting vibration information related to the vibration of the rotating shaft is further provided.
The control unit according to any one of claims 1 to 3, further comprising a damping ratio estimation unit that estimates a damping ratio representing the ease of damping of the vibration of the rotating shaft based on the vibration information. Bearing monitoring device.
前記制御部は、
前記スターブド角に基づいて軸受定数を算出する軸受定数算出部と、
前記軸受定数及び前記振動情報の両方に基づいて、前記回転軸の振動の減衰しやすさを表す減衰比を推定する減衰比推定部と
をさらに含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の軸受監視装置。 A vibration information detecting member for detecting vibration information related to the vibration of the rotating shaft is further provided.
The control unit
A bearing constant calculation unit that calculates the bearing constant based on the starved angle, and a bearing constant calculation unit.
3. The described bearing monitoring device.
前記減衰比推定部は、前記加振機が前記回転軸に前記加振力を付与させたときの前記回転軸の振動から得られた前記振動情報に基づいて、前記減衰比を推定する、請求項6または7に記載の軸受監視装置。 Further equipped with a vibration exciter that applies an excitation force to the rotating shaft,
The damping ratio estimation unit estimates the damping ratio based on the vibration information obtained from the vibration of the rotating shaft when the vibrating machine applies the exciting force to the rotating shaft. Item 6. The bearing monitoring device according to Item 6.
前記スターブド角及び前記減衰比に基づいて、前記潤滑油供給量調整部は、前記ノズルから前記軸受パッドの内周面と前記回転軸の外周面との間に供給される前記潤滑油の供給量を調整する、請求項5〜8のいずれか一項に記載の軸受監視装置。 The control unit further includes a lubricating oil supply amount adjusting unit.
Based on the starved angle and the damping ratio, the lubricating oil supply amount adjusting unit supplies the lubricating oil supplied from the nozzle between the inner peripheral surface of the bearing pad and the outer peripheral surface of the rotating shaft. The bearing monitoring device according to any one of claims 5 to 8, wherein the bearing monitoring device is adjusted.
前記回転軸を支持するための軸受であって、前記回転軸の周方向に沿って設けられた少なくとも1つの軸受パッドと、前記回転軸の外周面に面する前記軸受パッドの内周面と前記回転軸の前記外周面との間に潤滑油を供給する少なくとも1つのノズルとを備える軸受と、
請求項1〜9のいずれか一項に記載の軸受監視装置と
を備える回転機械。 Rotation axis and
A bearing for supporting the rotating shaft, at least one bearing pad provided along the circumferential direction of the rotating shaft, an inner peripheral surface of the bearing pad facing the outer peripheral surface of the rotating shaft, and the said. A bearing comprising at least one nozzle for supplying lubricating oil to and from the outer peripheral surface of the rotating shaft.
A rotary machine including the bearing monitoring device according to any one of claims 1 to 9.
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