JPH01219653A - 歯車装置の異常診断装置 - Google Patents
歯車装置の異常診断装置Info
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- JPH01219653A JPH01219653A JP63046660A JP4666088A JPH01219653A JP H01219653 A JPH01219653 A JP H01219653A JP 63046660 A JP63046660 A JP 63046660A JP 4666088 A JP4666088 A JP 4666088A JP H01219653 A JPH01219653 A JP H01219653A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01M13/00—Testing of machine parts
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- G01M13/021—Gearings
-
- G—PHYSICS
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- G01M13/00—Testing of machine parts
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、機械設備の歯車装置が正常か否かを歯車装置
の外箱に設置された振動ピックアップで検出する歯車装
置からの振動による電気信号から歯車装置の異常を診断
する装置に関する。
の外箱に設置された振動ピックアップで検出する歯車装
置からの振動による電気信号から歯車装置の異常を診断
する装置に関する。
［従来の技術〕
歯車は機械設備に多数使用され、設備を構成する機械要
素のうちで最も重要なものの一つである。
素のうちで最も重要なものの一つである。
また最近は機械設備の大容量化に伴い歯車装置も大形化
、高速化が進んでいるが、歯車装置の内部に異常が生じ
ると振動や異音が発生したり、速度変動が生じて機械設
備として十分な性能を発揮できなくなる。歯車の異常が
最初は軽微であっても、歯車は一般に潤滑油を介してか
み合っているため、歯車の異常によって出た金属粉によ
って異常が急速に進む場合もあり、そのまま放置してお
くと機械装置の破壊につながる恐れもある。従ってこれ
らの歯車装置の異常を診断する装置が使用されている。
、高速化が進んでいるが、歯車装置の内部に異常が生じ
ると振動や異音が発生したり、速度変動が生じて機械設
備として十分な性能を発揮できなくなる。歯車の異常が
最初は軽微であっても、歯車は一般に潤滑油を介してか
み合っているため、歯車の異常によって出た金属粉によ
って異常が急速に進む場合もあり、そのまま放置してお
くと機械装置の破壊につながる恐れもある。従ってこれ
らの歯車装置の異常を診断する装置が使用されている。
歯車の歯面に打痕、うろこ状にはく離するスポーリング
、歯の折損などの局所的な異常が発生して、歯車装置に
おいてその局所的な異常の歯車が他の歯車とかみ合うと
きには、正常時よりも振幅の大きい振動や異音や速度変
動が生じ、このように変化する因子を徴候パラメータと
呼ぶが、歯車装置の場合には振動が最もすぐれた徴候パ
ラメータであって、従来例ならびに本発明においてこの
振動を異常の徴候パラメータとして異常を診断している
。
、歯の折損などの局所的な異常が発生して、歯車装置に
おいてその局所的な異常の歯車が他の歯車とかみ合うと
きには、正常時よりも振幅の大きい振動や異音や速度変
動が生じ、このように変化する因子を徴候パラメータと
呼ぶが、歯車装置の場合には振動が最もすぐれた徴候パ
ラメータであって、従来例ならびに本発明においてこの
振動を異常の徴候パラメータとして異常を診断している
。
文献（ターボ機械第１１巻第４号）に第４図に示す波形
図とともに、この種の（設備診断技術とその動向）につ
いて記載されている。すなわち、この従来技術において
、歯車装置の外箱に振動ピックア、ブを設置して歯車か
らの一撮動を検出してこの振動を電気信号に変換して出
力し、これを電気回路によって処理すると、第４図に示
す、各異常を示すかみあい振動の波形とスペクトルが得
られるから、この波形とスペクトルとから歯車装置の異
常を診断している。なおこのスペクトルは振動の波形を
ＦＦＴという装置を使用してフーリエ変換して求めるも
のであり、ｆｒは基塩となる歯車の回転周波数、ｆｍは
これとかみ合う歯車のかみあい周波数を表わしている。
図とともに、この種の（設備診断技術とその動向）につ
いて記載されている。すなわち、この従来技術において
、歯車装置の外箱に振動ピックア、ブを設置して歯車か
らの一撮動を検出してこの振動を電気信号に変換して出
力し、これを電気回路によって処理すると、第４図に示
す、各異常を示すかみあい振動の波形とスペクトルが得
られるから、この波形とスペクトルとから歯車装置の異
常を診断している。なおこのスペクトルは振動の波形を
ＦＦＴという装置を使用してフーリエ変換して求めるも
のであり、ｆｒは基塩となる歯車の回転周波数、ｆｍは
これとかみ合う歯車のかみあい周波数を表わしている。
ＦＦＴは高速フーリエ変換の略である。
前記の従来技術によれば、
（１） Ｆ Ｆ Ｔの機能を使用してフーリエ変換して
スペクトルを求めるため、高価な測定設備が必要であり
、またこの設備を操作するには専門知識が必要であり、
誰でも簡単に操作できるものでない。
スペクトルを求めるため、高価な測定設備が必要であり
、またこの設備を操作するには専門知識が必要であり、
誰でも簡単に操作できるものでない。
（２）診断する歯車装置によっては、回転数や負荷が一
定でな、いものがある。従来技術は回転周波数ｆｒを測
定の基塩として設定して測定をするが、測定する対象の
回転数や負荷が一定でない場合、回転数が計測中に変化
すると基塩となる回転周波数ｆｒの成分やかみあい周波
数ｆｍの成分が明瞭でなくなり、負荷が変化すると各ス
ペクトルの振幅も正確でなくなり、第４図に示す波形。
定でな、いものがある。従来技術は回転周波数ｆｒを測
定の基塩として設定して測定をするが、測定する対象の
回転数や負荷が一定でない場合、回転数が計測中に変化
すると基塩となる回転周波数ｆｒの成分やかみあい周波
数ｆｍの成分が明瞭でなくなり、負荷が変化すると各ス
ペクトルの振幅も正確でなくなり、第４図に示す波形。
スペクトルのパターンに一致しなくなり、正確な診断が
できない。
できない。
という問題がある。
本発明は、前記の従来技術の問題を解決して、ＦＦＴを
使用しないで、歯車装置の外箱の振動波形から歯車装置
の異常を誰でも簡単に診断することができる装置を提供
することを課題としている。
使用しないで、歯車装置の外箱の振動波形から歯車装置
の異常を誰でも簡単に診断することができる装置を提供
することを課題としている。
前記の課題を解決するために、本発明は、歯車装置の外
箱に設置する振動ピックアップによって歯車装置からの
振動を電気信号として検出しこの電気信号から歯車装置
の異常を診断する装置であって、この振動ビックアップ
の出力を増幅する増幅器と、この増幅器の出力から波形
の自乗平均平方根値を得る自乗平均平方根値算出回路と
、前記の増幅器の出力から波形の尖頭値を得る尖頭値算
出回路と、前記の自乗平均平方根値と尖頭値とから ＰＥＡＫ値 ””（ｎ汀、−Ｋ）２ を演算する演算回路と、前記のＺ値を異常診断の尺度と
して判定する比較回路と、前記の比較回路の判定結果を
表示する表示装置とを備えるものとする。
箱に設置する振動ピックアップによって歯車装置からの
振動を電気信号として検出しこの電気信号から歯車装置
の異常を診断する装置であって、この振動ビックアップ
の出力を増幅する増幅器と、この増幅器の出力から波形
の自乗平均平方根値を得る自乗平均平方根値算出回路と
、前記の増幅器の出力から波形の尖頭値を得る尖頭値算
出回路と、前記の自乗平均平方根値と尖頭値とから ＰＥＡＫ値 ””（ｎ汀、−Ｋ）２ を演算する演算回路と、前記のＺ値を異常診断の尺度と
して判定する比較回路と、前記の比較回路の判定結果を
表示する表示装置とを備えるものとする。
本発明によれば、歯車装置の外箱に設置する撮動ビック
ア、ブで検出する歯車装置からの撮動を電気信号に変換
し、これを増幅器で増電し算出回路からＲＭＳ値とＰＥ
ＡＫ値とを算出し、で示されるＺ値を計算回路によって
計算し、このＺ値を比較回路によって判定して、その判
定結果を表示装置で表示するようｉこしたため、歯車装
置の異常診断が正確に容易にできる。
ア、ブで検出する歯車装置からの撮動を電気信号に変換
し、これを増幅器で増電し算出回路からＲＭＳ値とＰＥ
ＡＫ値とを算出し、で示されるＺ値を計算回路によって
計算し、このＺ値を比較回路によって判定して、その判
定結果を表示装置で表示するようｉこしたため、歯車装
置の異常診断が正確に容易にできる。
〔実施例〕
本発明の実施例を第１図のプロ、り線図によって説明す
る。第１図において、２は歯車装置の外箱で破線で示し
内部にかみあって回転する歯車を備えている。４は振動
ビ、クア、プで、例えば圧電形の加速度計を使用し歯車
装置の外箱２に取付け、歯車からの振動を検出してこの
振動を電気信号に変換して出力する。この出力を増幅器
６で増幅し、増幅した電気信号の出力から二つの値、す
なわち自乗平均平方根値算出回路８によって波形の自乗
平均平方根値（ＲＭＳ値）と、尖頭値算出回路１０によ
って波形の尖頭値（ＰＥＡＫ値）とを算出して演算回路
１２に入力する。この二つの算出回路８と１０とは、い
ずれも通常１００ ｍ ｓｅｃのサンプリング時間毎に
それぞれの値を出力するものである。
る。第１図において、２は歯車装置の外箱で破線で示し
内部にかみあって回転する歯車を備えている。４は振動
ビ、クア、プで、例えば圧電形の加速度計を使用し歯車
装置の外箱２に取付け、歯車からの振動を検出してこの
振動を電気信号に変換して出力する。この出力を増幅器
６で増幅し、増幅した電気信号の出力から二つの値、す
なわち自乗平均平方根値算出回路８によって波形の自乗
平均平方根値（ＲＭＳ値）と、尖頭値算出回路１０によ
って波形の尖頭値（ＰＥＡＫ値）とを算出して演算回路
１２に入力する。この二つの算出回路８と１０とは、い
ずれも通常１００ ｍ ｓｅｃのサンプリング時間毎に
それぞれの値を出力するものである。
演算回路１２では、次式に示すＺ値が演算される。
但しＫは常数である。１４は比較回路であづて、前記の
Ｚ値を異常診断の尺度として判定し、この判定結果を表
示装置１６に備える正常ランプ１８．注意ランプ加、異
常うンプ乙のいずれかを点灯させて表示する。
Ｚ値を異常診断の尺度として判定し、この判定結果を表
示装置１６に備える正常ランプ１８．注意ランプ加、異
常うンプ乙のいずれかを点灯させて表示する。
第２図と第３図とは、増幅器６で出力した振動波形を示
す波形図で、横軸に時間、縦軸に振動加速度の波高をと
って示している。また図中で冴はこの振動波形のＲＭＳ
値を示し、部はＰＥＡＫ値を示し、第２図は正常な歯車
装置の波形図、８３図は何らかの局所異常が存在する歯
車装置の波形図である。実際には、これらのＲＭＳ値ス
は自乗平均平方根値算出回路８により、ＰＥＡＫＡ尖頭
値第２図の正常な歯車装置の場合よりも、第３図の局所
異常が存在する歯車装置の場合の方が差が大きいことが
判る。そこでこれらに着目して波形の関係を一般的に知
られている波形のおおよその形ＰＥＡＫ値 の定義として用いられるｑ＜これはタレストファクタま
たは波高率と呼ばれており以後波高率と記する）を使い
、数多くの実験を行って調査した結果波高率として 正常な歯車装置の場合：２４０〜３．０局所異常の存在
する歯車装置の場合＝４．０〜８．０が得られ、異常が
大きい穆この値も大きくなり、歯車装置が正常か異常か
を定量的に判定できることが判明した。また波高率はＲ
ＭＳ値とＰＥＡＫ値との比で表わされるものであるため
、機種の異なる歯車装置の診断をする場合にも−様な評
価ができることになる。ここで正常な歯車装置の場合の
上限値３．０と局所異常の存在する歯車装置の場合の下
限値４．０との差は少なく、正常な歯車装置の場合番こ
得られる波高率のばらつきの範囲程度しかなく、波高率
だけで歯車装置の診断を行うことは精度が悪く困難であ
った。従って演算回路化では診断精度を上げるために の演算を行いＺ値を求める。上式のＫｉｔ定数で、関数
の重み係数であって、正常な歯車装置の場合の波高率の
下限値２．０に等しい。これは正常な歯車装置の場合に
は波高率が前記のように２．０〜３．０とばらつきの範
囲が１．０以下であり、この下限値２．０と局所異常の
存在する歯車装置の場合の下限値４．０との差が２，０
と１．０以上であることに着目し、波高率：Ｐい、１ 値と、正常な歯車装置の場 合の下限値：に＝２．０との差を求める。次にこの差を
２乗することにより効果を発揮し、Ｚ値が求まり、波高
率とＫの差が１．０以下、つまり正常な歯車装置の場合
には、Ｚは１．０以下にまとまってばらつきが鈍く、そ
の差が１．０以上の局所異常の存在する歯車装置の場合
は２乗することによってばらつきが拡大され敏感に表示
される。従ってＺ値を用いて歯車装置の診断を精度よ〈
実施できる。
す波形図で、横軸に時間、縦軸に振動加速度の波高をと
って示している。また図中で冴はこの振動波形のＲＭＳ
値を示し、部はＰＥＡＫ値を示し、第２図は正常な歯車
装置の波形図、８３図は何らかの局所異常が存在する歯
車装置の波形図である。実際には、これらのＲＭＳ値ス
は自乗平均平方根値算出回路８により、ＰＥＡＫＡ尖頭
値第２図の正常な歯車装置の場合よりも、第３図の局所
異常が存在する歯車装置の場合の方が差が大きいことが
判る。そこでこれらに着目して波形の関係を一般的に知
られている波形のおおよその形ＰＥＡＫ値 の定義として用いられるｑ＜これはタレストファクタま
たは波高率と呼ばれており以後波高率と記する）を使い
、数多くの実験を行って調査した結果波高率として 正常な歯車装置の場合：２４０〜３．０局所異常の存在
する歯車装置の場合＝４．０〜８．０が得られ、異常が
大きい穆この値も大きくなり、歯車装置が正常か異常か
を定量的に判定できることが判明した。また波高率はＲ
ＭＳ値とＰＥＡＫ値との比で表わされるものであるため
、機種の異なる歯車装置の診断をする場合にも−様な評
価ができることになる。ここで正常な歯車装置の場合の
上限値３．０と局所異常の存在する歯車装置の場合の下
限値４．０との差は少なく、正常な歯車装置の場合番こ
得られる波高率のばらつきの範囲程度しかなく、波高率
だけで歯車装置の診断を行うことは精度が悪く困難であ
った。従って演算回路化では診断精度を上げるために の演算を行いＺ値を求める。上式のＫｉｔ定数で、関数
の重み係数であって、正常な歯車装置の場合の波高率の
下限値２．０に等しい。これは正常な歯車装置の場合に
は波高率が前記のように２．０〜３．０とばらつきの範
囲が１．０以下であり、この下限値２．０と局所異常の
存在する歯車装置の場合の下限値４．０との差が２，０
と１．０以上であることに着目し、波高率：Ｐい、１ 値と、正常な歯車装置の場 合の下限値：に＝２．０との差を求める。次にこの差を
２乗することにより効果を発揮し、Ｚ値が求まり、波高
率とＫの差が１．０以下、つまり正常な歯車装置の場合
には、Ｚは１．０以下にまとまってばらつきが鈍く、そ
の差が１．０以上の局所異常の存在する歯車装置の場合
は２乗することによってばらつきが拡大され敏感に表示
される。従ってＺ値を用いて歯車装置の診断を精度よ〈
実施できる。
比較回路１４はこのＺ値を下記の第１表に示す判定基単
に従って、その判定結果を表示装置１６の各ランプ１８
、２０ 、２２をそれぞれ点灯させて表示する。
に従って、その判定結果を表示装置１６の各ランプ１８
、２０ 、２２をそれぞれ点灯させて表示する。
すなわち、比較回路１４は、Ｚ値が１．０未満の場合に
は正常と判定して正常ランプ１８を点灯させて表示し、
Ｚ値が１．０以上４．０未清の場合には注意と判定して
注意ランプＩを点灯させて表示、し、Ｚ値が４．０以上
の場合には異常と判定して異常ランプηを表示し、歯車
装置の診断結果がランプ表示で示されるため、異常診断
が正確に容易にできる。
は正常と判定して正常ランプ１８を点灯させて表示し、
Ｚ値が１．０以上４．０未清の場合には注意と判定して
注意ランプＩを点灯させて表示、し、Ｚ値が４．０以上
の場合には異常と判定して異常ランプηを表示し、歯車
装置の診断結果がランプ表示で示されるため、異常診断
が正確に容易にできる。
さらに本発明は波高惠から演算されるＺ値を異常診断の
尺度としているため、回転数や負荷が変化するような機
械の歯車装置でも診断できる。
尺度としているため、回転数や負荷が変化するような機
械の歯車装置でも診断できる。
本発明は、歯車装置の外箱に振動ビ、クア、プを設置し
、歯車装置からの振動を電気信号−とじて検出し、この
電気信号を演算処理してＺ値を求め、このＺ値を異常診
断の尺度として判定結果を表示装置のおのおののランプ
で表示するようにしたため、 （１）特別な専門知識を必要とせず、誰でも簡単に歯車
装置の異常診断ができ、機糧の異なる歯車装置の診断を
する場合にも−様な評価ができて汎用性がある。
、歯車装置からの振動を電気信号−とじて検出し、この
電気信号を演算処理してＺ値を求め、このＺ値を異常診
断の尺度として判定結果を表示装置のおのおののランプ
で表示するようにしたため、 （１）特別な専門知識を必要とせず、誰でも簡単に歯車
装置の異常診断ができ、機糧の異なる歯車装置の診断を
する場合にも−様な評価ができて汎用性がある。
（２） Ｆ Ｆ Ｔのような特殊な回路を使用しないた
め安価である。
め安価である。
（３）回転数や負荷が変化するような機械の歯車装置で
も診断できるため、診断の対象機株が拡張できる。
も診断できるため、診断の対象機株が拡張できる。
第１図は本発明の実施例を示すブロック線図、第２図と
第３図とは増幅器６で出方した振動波形を示す波形図で
横軸に時間、縦軸に振動加速度の波高をとって示してお
り第２図は正常な歯車装置の波形図、第３図は何らかの
局所異常が存在する歯車装置の波形図、第４図は文献「
ターボ機械」第１】巻！４号から引出した「歯車装置の
異常と振動の特性」を示す歯車装置の異常、かみあい振
動の波形、スペクトルを示す図である。 ２・・・歯車装置の外箱、４・・・振動ピ、クア、プ、
６・・・増幅器、８・・・自乗平均平方根値算出回路、
１０・・・尖頭値算出回路、１２・・・演算回路、１４
・・・比較回路、・ 。しくブ 第１図
第３図とは増幅器６で出方した振動波形を示す波形図で
横軸に時間、縦軸に振動加速度の波高をとって示してお
り第２図は正常な歯車装置の波形図、第３図は何らかの
局所異常が存在する歯車装置の波形図、第４図は文献「
ターボ機械」第１】巻！４号から引出した「歯車装置の
異常と振動の特性」を示す歯車装置の異常、かみあい振
動の波形、スペクトルを示す図である。 ２・・・歯車装置の外箱、４・・・振動ピ、クア、プ、
６・・・増幅器、８・・・自乗平均平方根値算出回路、
１０・・・尖頭値算出回路、１２・・・演算回路、１４
・・・比較回路、・ 。しくブ 第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）歯車装置の外箱に設置する振動ピックアップによっ
て、歯車装置からの振動を電気信号として検出しこの電
気信号から歯車装置の異常を診断する装置であって、こ
の振動ピックアップの出力を増幅する増幅器と、この増
幅器の出力から波形の自乗平均平方根値を得る自乗平均
平方根値算出回路と、前記の増幅器の出力から波形の尖
頭値を得る尖頭値算出回路と、前記の自乗平均平方根値
と尖頭値とから Ｚ＝（［ＰＥＡＫ値／ＲＭＳ値］−Ｋ）＾２（但しＲＭ
Ｓ値：自乗平均平方根値 ＰＥＡＫ：尖頭値 Ｋ：定数） を演算する演算回路と、前記のＺ値を異常診断の尺度と
して判定する比較回路と、前記の比較回路の判定結果を
表示する、表示装置を備えることを特徴とする歯車装置
の異常診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63046660A JPH0652217B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 歯車装置の異常診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63046660A JPH0652217B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 歯車装置の異常診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01219653A true JPH01219653A (ja) | 1989-09-01 |
| JPH0652217B2 JPH0652217B2 (ja) | 1994-07-06 |
Family
ID=12753488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63046660A Expired - Lifetime JPH0652217B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 歯車装置の異常診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0652217B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003214944A (ja) * | 2002-01-29 | 2003-07-30 | Daihatsu Motor Co Ltd | 異音による不良検査装置 |
| JP2017111018A (ja) * | 2015-12-17 | 2017-06-22 | ジヤトコ株式会社 | 異常検出装置、及び異常検出方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08181523A (ja) * | 1994-12-26 | 1996-07-12 | Nec Corp | 偏波角度調整機構 |
| EP1965460A1 (fr) | 2007-02-28 | 2008-09-03 | Eutelsat SA | Adaptateur de montage d'un second récepteur sur une antenne parabolique pourvue d'un premier récepteur |
-
1988
- 1988-02-29 JP JP63046660A patent/JPH0652217B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003214944A (ja) * | 2002-01-29 | 2003-07-30 | Daihatsu Motor Co Ltd | 異音による不良検査装置 |
| JP2017111018A (ja) * | 2015-12-17 | 2017-06-22 | ジヤトコ株式会社 | 異常検出装置、及び異常検出方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0652217B2 (ja) | 1994-07-06 |
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