JPH0152687B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0152687B2
JPH0152687B2 JP55165276A JP16527680A JPH0152687B2 JP H0152687 B2 JPH0152687 B2 JP H0152687B2 JP 55165276 A JP55165276 A JP 55165276A JP 16527680 A JP16527680 A JP 16527680A JP H0152687 B2 JPH0152687 B2 JP H0152687B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
bearing
damage
output
wipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP55165276A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5790133A (en
Inventor
Takao Yoneyama
Kazuya Sato
Tomoaki Inoe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP55165276A priority Critical patent/JPS5790133A/en
Publication of JPS5790133A publication Critical patent/JPS5790133A/en
Publication of JPH0152687B2 publication Critical patent/JPH0152687B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00Testing of machine parts
    • G01M13/04Bearings
    • G01M13/045Acoustic or vibration analysis

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回転機械の軸受損傷診断装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a bearing damage diagnosing device for a rotating machine.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来より回転機械に使用するすべり軸受等は、
ロータ形状、重量、伝達トルク等の使用条件から
最適な直径、幅及び形式が選ばれる。蒸気タービ
ン発電機に例を取つて言えば、大型機では総量
150トンを越え、かつ高速回転であるゆえ、これ
を支持する軸受は堅固であり常に正常な状態を続
けるのが望ましいことは言うまでもないが、軸受
メタルの焼損、軸受負荷荷重の過大、過小等が直
接的な原因でロータの過大振動、ラビング等を誘
発し、ロータ飛散事故などの過大な事故につなが
ることもある。
Plain bearings, etc. traditionally used in rotating machinery,
The optimum diameter, width, and type are selected based on usage conditions such as rotor shape, weight, and transmitted torque. Taking a steam turbine generator as an example, in a large machine, the total amount
Since it weighs over 150 tons and rotates at high speed, it goes without saying that it is desirable that the bearings that support it are strong and always in a normal state, but there are risks such as burnout of the bearing metal, excessive or insufficient bearing load, etc. This directly causes excessive vibration and rubbing of the rotor, which may lead to excessive accidents such as rotor scattering accidents.

一方、最近の大容量蒸気タービンにおいては、
回転機大型化に伴う軸剛性低下により、オイルホ
イツプ等の不安定振動が問題となつている。この
オイルホイツプ防止対策として、軸受面の高圧化
が進んでいる。このため必然的に低速運転時にお
ける軸受潤滑特性の悪化を招き、これが軸受損傷
に発展する場合が多い。特に、蒸気タービンに見
られる様にターニング運転(回転数約2rpm)を
1週間以上の長期にわたつて実施する機械におい
ては、この低速運転時における潤滑状態を管理
し、パピツトメタル損傷につながる摺動損傷現象
即ちメタルワイプ現象(以下メタルワイプと略
記)の様な軸受異常を早期発見又は異常の予知を
行い、未然に異常を回避することが、機械の予防
保全上極めて重要である。然るに、前述のように
軸受面の高圧化により、完全な管理が難しくなつ
てきており、時おりメタル損傷事故が見られる。
これらメタル損傷の監視手段として、従来より使
用されている方法として軸受メタル温度や排油温
度測定法がある。以下これらの測定法について説
明する。
On the other hand, in recent large-capacity steam turbines,
Due to the decrease in shaft rigidity due to the increase in the size of rotating machines, unstable vibrations such as oil whips have become a problem. As a measure to prevent this oil whip, the pressure on the bearing surface is increasing. This inevitably leads to deterioration of bearing lubrication characteristics during low-speed operation, which often leads to bearing damage. In particular, in machines that perform turning operations (rotation speed approximately 2 rpm) for long periods of time, such as those seen in steam turbines, for a long period of one week or more, the lubrication state during low-speed operation must be controlled to prevent sliding damage that can lead to damage to the papillary metal. It is extremely important for preventive maintenance of machinery to detect or predict bearing abnormalities such as the metal wipe phenomenon (hereinafter abbreviated as metal wipe) at an early stage, and to avoid such abnormalities before they occur. However, as mentioned above, due to the high pressure on the bearing surface, complete control is becoming difficult, and metal damage accidents are occasionally seen.
Conventionally used methods for monitoring metal damage include bearing metal temperature and drain oil temperature measurement methods. These measurement methods will be explained below.

第1図に軸受の簡略化した断面構造を示す。前
述したメタル温度測定は軸受裏金2内に熱電対3
aを取り付け、メタル損傷等によつて発生する熱
を監視する手段であり、排油温度測定は被蓋部材
4内に熱電対3bを取り付け、メタル損傷等によ
つて発する熱を排油を介して測定することによ
り、メタルの損傷等を監視する手段である。
Figure 1 shows a simplified cross-sectional structure of the bearing. The metal temperature measurement mentioned above uses a thermocouple 3 inside the bearing back metal 2.
This is a means for monitoring the heat generated by metal damage, etc., by installing a thermocouple 3b inside the cover member 4, and monitoring the heat generated by metal damage, etc. through the exhaust oil. This is a means of monitoring metal damage, etc. by measuring the

さらに、上述した温度監視による手段以外の軸
受異常監視方法として、特開昭55−151237号公報
及び特開昭54−77189号公報がある。
Furthermore, methods for monitoring bearing abnormalities other than the above-mentioned temperature monitoring method include Japanese Patent Laid-Open No. 151237/1982 and Japanese Patent Laid-open No. 77189/1989.

いずれも、軸受異常によつて発生する音響信号
から異常を検出するための提案である。
All of these proposals are for detecting abnormalities from acoustic signals generated by bearing abnormalities.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

前述したメタル温度測定においては、熱電対3
aはパピツトメタル5の軸受裏金2に設置されて
おり、しかも軸受摺動面より離れた位置にあるた
め、例えば片当りやワイプの如く、軽微なメタル
焼損などが発生しても異常を検出できない場合も
あり、かつ異常が発生しても熱電対3aにて感知
するには一定時間を要する。また、前述した排油
温度測定においても同様に、異常を検知するまで
には一定時間を要するため、軸受損傷等につなが
るメタルワイプの初期の検出は困難であることは
もちろん、メタルワイプ発生初期からその進展状
況を経時的に知ることは困難である。
In the metal temperature measurement mentioned above, thermocouple 3
Since a is installed on the bearing back plate 2 of the papitmetal 5, and is further away from the bearing sliding surface, an abnormality cannot be detected even if slight metal burnout occurs due to uneven contact or wipe, for example. Even if an abnormality occurs, it takes a certain amount of time for the thermocouple 3a to detect it. Similarly, when measuring the temperature of drained oil mentioned above, it takes a certain amount of time to detect an abnormality, so it is not only difficult to detect metal wipes that can lead to bearing damage, but also It is difficult to know its progress over time.

さらに、特開昭55−15137号公報においては、
軸受異常によつて発生する検出信号のエンベロー
プ波形に含まれる波数を全て計数することによ
り、異常を検出しているものであり、公知例にあ
るごとく、閾値レベルHLを越えなければ異常の
判定は不可能である。ましてや、検波、即ちエン
ベロープ波形そのものを1パルスと計数する考え
方の記載はない。
Furthermore, in JP-A-55-15137,
The abnormality is detected by counting all the wave numbers included in the envelope waveform of the detection signal generated by the bearing abnormality, and as is well known, it is determined that the abnormality is detected unless the threshold level H L is exceeded. is impossible. Furthermore, there is no description of the concept of detection, that is, counting the envelope waveform itself as one pulse.

従つて、メタルワイプの損傷過程によつて発生
する、振幅の小さい音響信号の検出は不可能であ
る。また、上述した提案は全波数計数方式である
ため、軸受異常に伴つて発生する音響信号の周波
数が変化した場合、同じ振幅の音響信号であつて
も、検出されるパルス信号の数は大きく異なつて
しまう。軸受異常の形態によつては、発生する音
響信号の周波数が異なる場合があり、このような
状態下にあつては、軸受異常が同程度であつて
も、誤診断をまねく問題が含まれている。
Therefore, it is not possible to detect low amplitude acoustic signals caused by the damage process of the metal wipe. In addition, since the above proposal uses a full wave number counting method, if the frequency of the acoustic signal generated due to a bearing abnormality changes, the number of detected pulse signals will vary greatly even if the acoustic signal has the same amplitude. I get tired. Depending on the type of bearing abnormality, the frequency of the generated acoustic signal may differ, and under such conditions, even if the bearing abnormality is of the same degree, there may be problems that can lead to misdiagnosis. There is.

特開昭54−77189号公報においては、軸受の異
常程度(損傷過程)を検出するものではなく、異
常形態(異常の種別を検出)を診断するものであ
り、軸受異常の進展状況を診断することはできな
い。
JP-A-54-77189 does not detect the extent of bearing abnormality (damage process), but diagnoses the form of abnormality (detects the type of abnormality), and diagnoses the progress of bearing abnormality. It is not possible.

さらに、回転体のターニング運転時のみに発生
するメタルワイプ現象の検出についての記載はな
い。上記ターニング運転中の軸受が損傷するに従
つて発生する超音波(アコーステイツク・エミツ
シヨン)信号の形態が異なる現象は、昭和55年6
月12日発行 日本機械学会講演論文集や“潤滑”
(第28巻第12号1983年)にも掲載されているごと
く、本発明者らの実験によつて初めて明らかにさ
れた現象である。
Furthermore, there is no description of detection of the metal wipe phenomenon that occurs only during turning operation of the rotating body. The above-mentioned phenomenon in which the form of the ultrasonic (acoustic emission) signal that occurs as the bearing is damaged during turning operation differs was first reported in June 1982.
Published on March 12th, Japan Society of Mechanical Engineers lecture proceedings and “lubrication”
(Volume 28, No. 12, 1983), this is a phenomenon that was first revealed through experiments conducted by the present inventors.

本発明の目的は、上記メタルワイプ現象によつ
て発生する超音波信号を検出することにより、メ
タルワイプ現象の発生を即座に検知できることは
もちろんのこと、その進展状況も経時的に診断で
きる軸受損傷診断装置を提供することにある。
The purpose of the present invention is to detect bearing damage by detecting the ultrasonic signal generated by the metal wipe phenomenon, which not only makes it possible to immediately detect the occurrence of the metal wipe phenomenon, but also to diagnose its progress over time. The objective is to provide diagnostic equipment.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明はターニング運転時のすべり軸受のメタ
ルワイプ現象によつて発生する超音波信号を検出
する音響検出素子と、該素子で検出した超音波信
号を増幅する増幅器と、該増幅器から出力される
信号を検波する検波回路と、該検波出力とメタル
ワイプ初期過程判別用たる第1の基準値との大小
比較を行い該第1の基準値よりも大きい検波出力
を判別し出力する第1の比較回路と、上記検波出
力とメタルワイプ損傷過程判別用たる第2の基準
値(第1の基準値よりも小さい値)との大小比較
を行い、該第2の基準値よりも大きい検波出力を
判別し出力する第2の比較回路と、計測期間毎に
得られる上記第1、第2の比較回路の判別出力の
個数相互の大小を比較する手段と、両個数一致の
計測期間にあつてはメタルワイプ初期過程と判定
し、該両個数一致後であつて且つ第2の比較回路
の判別出力の個数が大となる計測期間にあつては
メタルワイプ損傷過程と判定する手段と、より成
る。
The present invention includes an acoustic detection element that detects an ultrasonic signal generated by the metal wipe phenomenon of a sliding bearing during turning operation, an amplifier that amplifies the ultrasonic signal detected by the element, and a signal output from the amplifier. a detection circuit that detects the detection output, and a first comparison circuit that compares the detection output with a first reference value for determining the initial process of metal wipe, and determines and outputs the detection output that is larger than the first reference value. Then, the detection output is compared in magnitude with a second reference value (a value smaller than the first reference value) for determining the metal wipe damage process, and a detection output larger than the second reference value is determined. A second comparison circuit to output, a means for comparing the numbers of discrimination outputs of the first and second comparison circuits obtained for each measurement period, and a metal wipe in the measurement period when both numbers match. It is comprised of means for determining that the process is an initial process, and determining that it is a metal wipe damage process during a measurement period in which the number of determined outputs of the second comparison circuit is large after the two numbers match.

〔作用〕[Effect]

メタルワイプの初期過程では、回転機械の回転
数には必ずしも同調しないが、周期性のある超音
波信号が発生する。例えばターニング回転数の2
Hzに対し、メタルワイプ初期過程で発生する超音
波信号の発生数は数10Hzである。かかるメタルワ
イプの初期過程にて発生する超音波信号には周期
性が有り、その振幅は比較的大きい。これに対
し、メタルワイプにより軸受摺動部の損傷過程で
は、上記周期性のある信号間に振幅の小さい超音
波信号が発生することになる。
During the initial process of metal wiping, periodic ultrasonic signals are generated that are not necessarily synchronized with the rotational speed of the rotating machine. For example, the turning speed is 2
Hz, the number of ultrasonic signals generated during the initial process of metal wipe is several tens of Hz. The ultrasonic signal generated during the initial process of metal wiping has periodicity, and its amplitude is relatively large. On the other hand, in the process of damage to the sliding portion of the bearing due to the metal wipe, an ultrasonic signal with a small amplitude is generated between the periodic signals.

すなわち、前述した第1の比較回路の閾値レベ
ルを大とし、第2の比較回路の閾値レベルを小と
する。メタルワイプの初期過程においては、第
1、第2の比較回路より出力されるそれぞれ第
1、第2のパルス数の個数が同じであるため、第
1、第2のパルス数の個数は一致する。ところ
が、メタルワイプによる損傷過程では、前述した
ように振幅の小さい超音波信号が発生するため、
第1の比較回路から出力されるパルス数に対し、
第2の比較回路から出力されるパルス数は多くな
る。従つて、比較の結果、メタルワイプの初期過
程とは違い、両者は一致せず、後者のパルス数が
大となる。
That is, the threshold level of the first comparison circuit described above is made large, and the threshold level of the second comparison circuit is made small. In the initial process of metal wiping, the numbers of the first and second pulses output from the first and second comparison circuits are the same, so the numbers of the first and second pulses match. . However, in the damage process caused by metal wipes, as mentioned above, ultrasonic signals with small amplitudes are generated.
For the number of pulses output from the first comparison circuit,
The number of pulses output from the second comparison circuit increases. Therefore, as a result of the comparison, unlike the initial process of metal wiping, the two do not match, and the number of pulses in the latter is large.

以上述べたような、第1、第2の比較回路から
出力されるパルス数の大小関係を比較手段で比較
する。更に判定手段でこの比較結果をみて、メタ
ルワイプによる軸受損傷の初期過程から損傷の過
程までを検出する。
As described above, the comparison means compares the magnitude relationship between the numbers of pulses output from the first and second comparison circuits. Further, the comparison result is checked by a determining means to detect the initial stage of damage to the bearing due to the metal wipe to the stage of damage.

〔実施例〕 以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。〔Example〕 Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.

本発明の具体的実施例である軸受損傷診断装置
のブロツク図を第2図に示す。ジヤーナル20を
ささえる軸受21のパピツトメタルもしくは軸受
外表面上のメタルワイプによつて生じる超音波信
号を検知出来る箇所に音響検知素子22(例えば
圧電セラミツク素子を用いたもの)を圧着又は接
着により設置し、音響検知素子22にて得られた
信号をプリアンプ23に入力する。プリアンプ2
3にて増幅された信号をフイルタ24に通し、ノ
イズを除去する。さらにノイズを除去した信号を
メインアツプ25に増幅し、その信号をターニン
グ判定回路26に入力する。ターニング判定回路
26では、ジヤーナルの回転数v(rpm)を取り
込みターニングであるのか運転状態であるのかを
比較判定し、ターニングのときのみメインアンプ
25からの出力信号を検波回路27に入力し、検
波回路27にて検出された信号を信号振幅判別回
路28に入力する。
FIG. 2 shows a block diagram of a bearing damage diagnosis device that is a specific embodiment of the present invention. An acoustic detection element 22 (for example, one using a piezoelectric ceramic element) is installed by pressure bonding or gluing at a location where an ultrasonic signal generated by the papit metal of the bearing 21 supporting the journal 20 or the metal wipe on the outer surface of the bearing can be detected. The signal obtained by the acoustic detection element 22 is input to the preamplifier 23. Preamplifier 2
The signal amplified in step 3 is passed through a filter 24 to remove noise. Further, the signal from which noise has been removed is amplified by the main amplifier 25, and the signal is input to the turning determination circuit 26. The turning determination circuit 26 takes in the rotational speed v (rpm) of the journal and compares and determines whether it is turning or operating, and inputs the output signal from the main amplifier 25 to the detection circuit 27 only in the case of turning, and detects it. The signal detected by the circuit 27 is input to a signal amplitude discrimination circuit 28.

信号振幅判別回路28は入力される信号振幅の
大小を判別することにより、軸受正常、メタルワ
イプ初期過程及びパピツトメタル損傷過程の3段
階に分類し、それに伴う信号を出力する回路であ
り、比較電圧の違つた2種類の比較回路29a,
29bと除算器30より構成されている。なお、
前述した信号振幅判別回路28では比較電圧の異
なる2種類の比較回路を用いたが、それ以上用い
れば高い精度で振幅を判別することが可能であ
る。最後に軸受損傷表示装置31にて前述した結
果を表示することになる。
The signal amplitude discrimination circuit 28 is a circuit that discriminates the magnitude of the input signal amplitude to classify it into three stages: bearing normal, metal wipe initial stage, and papit metal damage stage, and outputs a corresponding signal. Two different types of comparison circuits 29a,
29b and a divider 30. In addition,
Although two types of comparison circuits with different comparison voltages are used in the signal amplitude discrimination circuit 28 described above, if more than two types of comparison circuits are used, it is possible to discriminate the amplitude with high accuracy. Finally, the bearing damage display device 31 displays the results described above.

ここで前述した軸受損傷診断装置の動作原理を
具体的に説明する。
Here, the operating principle of the bearing damage diagnosis device described above will be specifically explained.

第3図に前記軸受損傷診断装置の動作原理を説
明するうえで理解しやすいように各回路の動作及
びその出力信号波形を示す。同図に示す超音波信
号出力波形(前記メインアンプ25の出力)は、
軸受の正常時からメタルワイプの初期過程を経
て、パピツトメタル損傷過程にいたるまでの経時
的な変化を示したものである。同図に示すように
軸受正常時はバツクグランドノイズのみである
が、メタルワイプの初期過程においては同期性の
ある超音波信号(第1のメタルワイプ波と称す
る)が発生する。この超音波信号の発生周波数は
数10Hzであり回転数とは必ずしも同期しないのが
特徴の1つである。前述した超音波信号の発生原
因は潤滑状態欠損により、ジヤーナルとパピツト
メタルが軽微な金属接触を起こすためである。さ
らにパピツトメタル損傷過程においては、前述し
た超音波信号の発生周期が延びるとともにその周
期間に前記超音波信号に比べて振幅の小さな超音
波信号(第2のメタルワイプ波と称する)が発生
する。これはパピツトメタルの変形あるいは剥離
によるものである。
FIG. 3 shows the operation of each circuit and its output signal waveform for ease of understanding when explaining the operating principle of the bearing damage diagnosis device. The ultrasonic signal output waveform (output of the main amplifier 25) shown in the figure is as follows:
This figure shows the changes over time from when the bearing is normal, through the initial process of metal wipe, to the process of papit metal damage. As shown in the figure, when the bearing is normal, there is only background noise, but in the initial process of metal wipe, a synchronous ultrasonic signal (referred to as the first metal wipe wave) is generated. The generation frequency of this ultrasonic signal is several tens of Hz, and one of its characteristics is that it is not necessarily synchronized with the rotation speed. The cause of the generation of the above-mentioned ultrasonic signal is due to slight metal contact between the journal and the papit metal due to lack of lubrication. Furthermore, in the papit metal damage process, the generation period of the above-mentioned ultrasonic signal is lengthened, and during that period, an ultrasonic signal (referred to as a second metal wipe wave) having a smaller amplitude than the above-mentioned ultrasonic signal is generated. This is due to deformation or peeling of papitometal.

次に前記超音波信号は、検出回路27にて第3
図に示すように検波され、信号振幅判定回路28
に入力される。信号振幅判定回路28では、比較
回路28a,29bにてそれぞれの比較電圧Ea,
Eb(Ea>Eb)にて比較され、同図に示されるよ
うにパルス信号に変換する。ここで、Eaとはメ
タルワイプ初期過程用に設定された第1の基準
値、Ebとはメタルワイプ損傷過程用に設定され
た第2の基準値である。次に前記パルス信号は除
算器30に入力される。除算器30では、同図に
示されるように演算時間(即ち計測時間)(T1
Tn)ごとに、(比較回路29aの出力パルス
数)/(比較回路29bの出力パルス数)の演算
を行う。即ち、計測期間ごとに両パルス個数の大
小を比較するのである。第3図に演算結果を示
す。軸受正常時は除算器30から信号は出力され
ないが、メタルワイプの初期過程では比較電圧
Ea,Ebにて比較されるパルス数は同数となるゆ
え、演算結果は3/3=1となる。さらにメタル
ワイプが進行しパピツトメタル損傷過程に入ると
前述したように振幅の小さい超音波信号が振幅の
大きい超音波信号間に発生するため、第3図で示
すように比較電圧Ea,Ebにて比較され発生する
パルス数は違つてくるゆえ、演算結果は2/5と
なり、前述したメタルワイプの初期過程とは違つ
てくる。これらの演算結果に基づき、除算器30
では、第3図に示されるように、それぞれ違つた
信号を演算時間毎に出力し、次に前記軸受損傷表
示装置31にて前述した3段階に分類し表示す
る。
Next, the ultrasonic signal is sent to the third detection circuit 27.
As shown in the figure, the signal amplitude determination circuit 28
is input. In the signal amplitude determination circuit 28, the comparison circuits 28a and 29b determine the respective comparison voltages Ea,
Eb (Ea>Eb) is compared and converted into a pulse signal as shown in the figure. Here, Ea is a first reference value set for the metal wipe initial process, and Eb is a second reference value set for the metal wipe damage process. The pulse signal is then input to a divider 30. In the divider 30, as shown in the figure, the calculation time (i.e. measurement time) (T 1 -
(Tn), the calculation of (number of output pulses of comparison circuit 29a)/(number of output pulses of comparison circuit 29b) is performed. That is, the numbers of both pulses are compared for each measurement period. Figure 3 shows the calculation results. When the bearing is normal, no signal is output from the divider 30, but during the initial process of metal wiping, the comparison voltage is
Since the number of pulses compared at Ea and Eb is the same, the calculation result is 3/3=1. As the metal wipe progresses further and enters the papitmetal damage process, as mentioned above, a small amplitude ultrasonic signal is generated between the large amplitude ultrasonic signals, so the comparison voltages Ea and Eb are compared as shown in Figure 3. Since the number of pulses generated is different, the calculation result is 2/5, which is different from the initial process of metal wipe described above. Based on these operation results, the divider 30
Now, as shown in FIG. 3, different signals are output for each calculation time, and then the bearing damage display device 31 classifies and displays the signals in the three stages described above.

以上の説明では、各計測区間Ti(i=1,2,
3,…)では、パルス数を数個としているが、実
際には、数10個以上である。更に、各計測区間
は、パピツトメタル損傷が進むにつれて各周期が
長くなる傾向を持つ。従つて、計測区間自体も長
くとる必要がある。
In the above explanation, each measurement interval Ti (i=1, 2,
3,...), the number of pulses is set to several, but in reality, it is several dozen or more. Furthermore, each period of each measurement period tends to become longer as the papit metal damage progresses. Therefore, the measurement interval itself needs to be long.

なお、前述した演算方法はデイジタル方式であ
るが、前記比較回路29a,29bより出力され
るパルス信号の数をアナログに変換した後、前記
除算器30にて同様の演算を行つてもデイジタル
方式と同じ結果が得られることはいうまでもな
い。
Note that although the calculation method described above is a digital method, even if the number of pulse signals outputted from the comparison circuits 29a and 29b is converted into analog and then the same calculation is performed in the divider 30, it is not a digital method. Needless to say, the same results can be obtained.

以上説明したように、本発明によれば軸受メタ
ルワイプの発生を早期検知できるばかりか、軸受
の損傷の程度も知ることができることなどより、
軸受損傷検出のオンラインモニタとして利用で
き、工業上極めて有効であるという顕著な効果が
ある。
As explained above, according to the present invention, not only can the occurrence of bearing metal wipe be detected early, but also the extent of damage to the bearing can be known.
It can be used as an online monitor for bearing damage detection, and has the remarkable effect of being extremely effective industrially.

次に本発明の他の実施例について述べる。第4
図に示す軸受損傷診断モニタは第2図にて述べた
除算器30と同様の機能すなわち、軸受の正常、
メタルワイプ初期及びパピツトメタル損傷過程を
判別するための他の実施例である。ここで第4図
を説明するうえで理解しやすいように各回路の動
作及びその出力波形を用いて説明する。
Next, other embodiments of the present invention will be described. Fourth
The bearing damage diagnosis monitor shown in the figure has the same function as the divider 30 described in FIG.
This is another example for determining the initial stage of metal wipe and the stage of papit metal damage. Here, in explaining FIG. 4, the operation of each circuit and its output waveform will be used for easy understanding.

まず、軸受正常時からメタルワイプの初期過程
に進行した場合の動作を説明する。第5図にその
超音波信号出力波形及び各回路の動作を示す。
First, the operation when the bearing progresses from a normal state to the initial stage of metal wipe will be explained. FIG. 5 shows the ultrasonic signal output waveform and the operation of each circuit.

前記メインアンプ25からの出力波形は同図の
ようになり、次にその出力波形は、前記検波回路
27にて第5図に示すように検波され、次に前記
比較回路29aの比較電圧Eaにて比較され、同
図に示されるようにパルス信号に変換される。次
に前記パルス信号は第4図に示すインバータ50
aに入力され、第5図に示した波形に変換された
後、その出力波形はゲート回路52に入力され
る。ゲート回路52はインバータ50aより出力
されるパルス幅だけゲートを開き、パルス発振器
51より出力されるパルスを第5図に示されるよ
うに取り出し、その信号をパルス除算回路53に
入力する。前記パルス除算回路53では前記ゲー
ト回路52のオープンゲートごとに出力される前
記パルス発振器51からのパルス数を除算し、そ
の比率が約1となつた場合、第5図に示すような
信号を出力する。つまり、前記比較回路29aよ
り出力されるパルス信号の周期性を調べることに
よりメタルワイプ初期過程を判定するわけであ
る。次にパルス除算器53からの信号は、前述し
た軸受損傷表示装置31に入力され、軸受損傷表
示装置31にて軸受正常及びメタルワイプの初期
過程を表示する。
The output waveform from the main amplifier 25 is as shown in the same figure, and then the output waveform is detected by the detection circuit 27 as shown in FIG. 5, and then applied to the comparison voltage Ea of the comparison circuit 29a. The signals are compared and converted into pulse signals as shown in the figure. Next, the pulse signal is transmitted to the inverter 50 shown in FIG.
a, and after being converted into the waveform shown in FIG. 5, the output waveform is input to the gate circuit 52. The gate circuit 52 opens the gate by the width of the pulse output from the inverter 50a, extracts the pulse output from the pulse oscillator 51 as shown in FIG. 5, and inputs the signal to the pulse division circuit 53. The pulse division circuit 53 divides the number of pulses from the pulse oscillator 51 output for each open gate of the gate circuit 52, and when the ratio is approximately 1, outputs a signal as shown in FIG. do. That is, the initial process of metal wipe is determined by checking the periodicity of the pulse signal output from the comparison circuit 29a. Next, the signal from the pulse divider 53 is input to the bearing damage display device 31 described above, and the bearing damage display device 31 displays whether the bearing is normal or the initial process of metal wiping.

次にメタルワイプの状態が進行し、パピツトメ
タルの損傷過程へと進行した場合の第4図の動作
を説明する。パピツトメタル損傷過程の検出手法
を説明するうえで理解しやすいように、各回路の
動作及びその出力波形を第6図に示す。前記メイ
ンアンプ25からの出力波形は同図に示されるよ
うになり、次にその出力波形は、前記検波回路2
7にて第6図に示すように検波され、さらに前記
比較回路29bの比較電圧Ebにて比較され、同
図に示すようにパルス信号に変換される。次に前
記パルス信号はインバータ50bに入力され、同
図に示す波形に変換された後安定マルチバイブレ
ータ(以下M・Mと略記)55に入力され、M・
M55の出力波形として同図に示す波形を得る。
次にM・M55の出力をAND回路56に入力す
る。AND回路56では、比較回路29bの出力
と、M・M55の出力との論理積を行い、第6図
に示すような波形を得る。以上述べた動作を行う
ことにより、前述したパピツトメタル損傷過程の
特徴である振幅の大きな超音波信号間に発生する
振幅の小さな超音波信号のみを取り出すことがで
きるわけである。次にAND回路56から出力さ
れる信号を前述した軸受損傷表示装置31に入力
し、軸受損傷表示装置31にて軸受のパピツトメ
タル損傷過程であることを表示する。
Next, the operation shown in FIG. 4 when the state of the metal wipe progresses to the stage of damage to the papit metal will be explained. In order to make it easier to understand when explaining the method of detecting the papit metal damage process, the operation of each circuit and its output waveform are shown in FIG. The output waveform from the main amplifier 25 is as shown in the figure, and then the output waveform is output from the detection circuit 2.
7, the signal is detected as shown in FIG. 6, and further compared with the comparison voltage Eb of the comparison circuit 29b, and converted into a pulse signal as shown in FIG. Next, the pulse signal is inputted to an inverter 50b, converted into the waveform shown in the figure, and then inputted to a stable multivibrator (hereinafter abbreviated as M.M.) 55.
The waveform shown in the figure is obtained as the output waveform of M55.
Next, the output of the M.M55 is input to the AND circuit 56. The AND circuit 56 performs a logical product of the output of the comparator circuit 29b and the output of the M.M.55 to obtain a waveform as shown in FIG. By performing the above-described operations, only the small amplitude ultrasonic signals generated between the large amplitude ultrasonic signals, which is a characteristic of the papit metal damage process described above, can be extracted. Next, the signal output from the AND circuit 56 is input to the bearing damage display device 31, which displays that the bearing is in the process of papit metal damage.

尚、以上の各実施例では、チヤンネル数1個の
事例で説明したが、チヤンネル数を増やせば、更
に精度のよいものが得られる。勿論、音響検出素
子の数もそれに従つて多くなる。
In each of the above embodiments, the case where the number of channels is one is explained, but if the number of channels is increased, even higher precision can be obtained. Of course, the number of acoustic detection elements also increases accordingly.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、メタルワイプ現象によるすべ
り軸受の、損傷の程度によつて発生する振幅形態
の異なる超音波信号をそれぞれ区別して検知し、
評価することが可能である。また、メタルワイプ
による軸受損傷の初期過程特有の周期的超音波信
号発生の特徴を信号の発生間隔時間から検知する
など、軸受損傷の初期過程の早期検知は勿論のこ
と軸受損傷過程(損傷の程度)の判定も可能であ
る。
According to the present invention, ultrasonic signals with different amplitude forms generated depending on the degree of damage to a sliding bearing due to the metal wipe phenomenon are separately detected, and
It is possible to evaluate. In addition, it is possible to detect the periodic ultrasonic signal generation characteristic of the initial process of bearing damage caused by metal wipes from the signal generation interval time. ) is also possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の軸受の簡素化した断面構図と軸
受メタル温度、排油温度測定法における各熱電対
の設置箇所を示す図、第2図は本発明の軸受損傷
診断装置のブロツク図、第3図は本発明の軸受損
傷傷診断装置の動作を説明するための波形図、第
4図は本発明の他の実施例である軸受損傷診断モ
ニタのブロツク図、第5,6図は軸受損傷診断モ
ニタの動作を説明するための波形図である。 22…音響検知素子、28…信号振幅判別回
路。
Fig. 1 is a diagram showing a simplified cross-sectional structure of a conventional bearing and the installation locations of each thermocouple in the bearing metal temperature and drain oil temperature measuring method. Fig. 2 is a block diagram of the bearing damage diagnosis device of the present invention. Figure 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the bearing damage diagnosis device of the present invention, Figure 4 is a block diagram of a bearing damage diagnosis monitor which is another embodiment of the present invention, and Figures 5 and 6 are waveform diagrams for explaining the operation of the bearing damage diagnosis device of the present invention. FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the diagnostic monitor. 22...Acoustic detection element, 28...Signal amplitude discrimination circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 回転機械に用いられているすべり軸受の損傷
診断を行う軸受損傷診断装置において、 ターニング運転時のすべり軸受のメタルワイプ
現象によつて発生する超音波信号を検出する音響
検出素子と 該素子で検出した超音波信号を増幅する増幅器
と、 該増幅器から出力される信号を検波する検波回
路と、 該検波出力とメタルワイプ初期過程判別用たる
第1の基準値との大小比較を行い該第1の基準値
よりも大きい検波出力を判別し出力する第1の比
較回路と、 上記検波出力とメタルワイプ損傷過程判別用た
る第2の基準値(第1の基準値よりも小さい値)
との大小比較を行い、該第2の基準値よりも大き
い検波出力を判別し出力する第2の比較回路と、 計測期間毎に得られる上記第1、第2の比較回
路の判別出力の個数相互の大小を比較する手段
と、 両個数一致の計測期間にあつてはメタルワイプ
初期過程と判定し、該両個数一致後であつて且つ
第2の比較回路の判別出力の個数が大となる計測
期間にあつてはメタルワイプ損傷過程と判定する
手段と、 より成る軸受損傷診断装置。
[Scope of Claims] 1. In a bearing damage diagnosis device for diagnosing damage to sliding bearings used in rotating machinery, acoustic detection detects ultrasonic signals generated by the metal wipe phenomenon of sliding bearings during turning operation. an element, an amplifier that amplifies the ultrasonic signal detected by the element, a detection circuit that detects the signal output from the amplifier, and a magnitude comparison between the detection output and a first reference value for determining the initial process of metal wipe. a first comparison circuit that determines and outputs a detected output that is larger than the first reference value; value)
a second comparison circuit that compares the detected output with the second reference value and outputs the detection output that is larger than the second reference value; and the number of discrimination outputs of the first and second comparison circuits obtained in each measurement period. a means for comparing the sizes of each other, and determining that the metal wipe is in the initial stage during the measurement period when both numbers match, and after the numbers match and the number of pieces determined by the second comparison circuit becomes large; A bearing damage diagnostic device comprising: a means for determining that a metal wipe damage process occurs during a measurement period;
JP55165276A 1980-11-26 1980-11-26 Method and apparatus for diagnosis of damage in bearing Granted JPS5790133A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55165276A JPS5790133A (en) 1980-11-26 1980-11-26 Method and apparatus for diagnosis of damage in bearing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55165276A JPS5790133A (en) 1980-11-26 1980-11-26 Method and apparatus for diagnosis of damage in bearing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5790133A JPS5790133A (en) 1982-06-04
JPH0152687B2 true JPH0152687B2 (en) 1989-11-09

Family

ID=15809247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP55165276A Granted JPS5790133A (en) 1980-11-26 1980-11-26 Method and apparatus for diagnosis of damage in bearing

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5790133A (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4730484A (en) * 1986-06-20 1988-03-15 Robert Olschefski Missing bearing detector

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53121686A (en) * 1977-03-31 1978-10-24 Nippon Steel Corp Foreseeing and detecting method for breakdown
JPS5598353A (en) * 1979-01-22 1980-07-26 Hitachi Ltd Abnormal condition detecting method of sliding member in rotating machine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53121686A (en) * 1977-03-31 1978-10-24 Nippon Steel Corp Foreseeing and detecting method for breakdown
JPS5598353A (en) * 1979-01-22 1980-07-26 Hitachi Ltd Abnormal condition detecting method of sliding member in rotating machine

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5790133A (en) 1982-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR920002072B1 (en) Diagnastic system of revolution machine
JPS6312243B2 (en)
JP2005291738A (en) Method and apparatus for assessing remaining life of antifriction bearing
JPH01267436A (en) Method and apparatus for measuring fatigue of vibration member
CA1179064A (en) Vibration diagnosis method for rotary machine
US4481819A (en) Method and apparatus for detecting metal wipe damages of plane bearing
JP2018091033A (en) Deterioration diagnosis method for shield machine
JP4253104B2 (en) Abnormal diagnosis method for rotating machinery
JP2695366B2 (en) Abnormality diagnosis method for low-speed rotating machinery
JPH0615987B2 (en) Diagnosis method of vibration detection mechanism
JPH0312246B2 (en)
Sopcik et al. How sensor performance enables condition-based monitoring solutions
JPH0152687B2 (en)
JP3103193B2 (en) Diagnostic equipment for rotating machinery
JPH01101418A (en) Diagnosing device for rotary machine
JPS6135410B2 (en)
JP7367535B2 (en) Diagnostic method and device for rotating bearings
JPH02232529A (en) Method and apparatus for diagnosing vibration of rotary machine
KR19990066119A (en) Error Diagnosis Method of Rotating Machine Using Fuzzy Logic
JPH1078350A (en) Monitoring method and system for examining facilities of air blower in tunnel
JP3264480B2 (en) Abnormality diagnosis method for wheels with built-in bearings and low-speed rotating bearings
JPH06264704A (en) Vibration diagnostic device for rotational machine
JP2002022616A (en) Method and system for diagnosing crack
JPS6330983Y2 (en)
SU948454A1 (en) Method of integral diagnostics of drum mill drive condition