JPH02199374A - メカニカルシールの特性変化計測方法およびその計測装置 - Google Patents
メカニカルシールの特性変化計測方法およびその計測装置Info
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- JPH02199374A JPH02199374A JP1017736A JP1773689A JPH02199374A JP H02199374 A JPH02199374 A JP H02199374A JP 1017736 A JP1017736 A JP 1017736A JP 1773689 A JP1773689 A JP 1773689A JP H02199374 A JPH02199374 A JP H02199374A
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- Mechanical Sealing (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、メカニカルシールの運転時における特性の変
化を、潤滑工学的な観点からリアルタイムで把握するこ
とを可能とする方法および装置に関する。
化を、潤滑工学的な観点からリアルタイムで把握するこ
とを可能とする方法および装置に関する。
従来、メカニカルシールの特性変化を把握する目的で、
たとえば第７図に示すような方法により摩擦トルクの計
測が行なわれている。
たとえば第７図に示すような方法により摩擦トルクの計
測が行なわれている。
この方法は、試験室等で、モータ（１０１）と、メカニ
カルシール（１０４）が装着された回転軸（１０２）と
の間にトルクメータ（１０３）を介在させ、メカニカル
シール（１０４）の非回転である固定環（１０５）と、
回転軸（１０２）と一体回転する回転環（１，０６）と
の摩擦トルクを計測するものである。メカニカルシール
（１０４）は軸方向に２個設けられ、両シール（１０４
） （１０４）間の密封空間には密封流体が封入されて
いる。（１０７）は密封流体圧を計測するための圧力計
、（１０８）は軸回転数を検出するための回転計である
。。
カルシール（１０４）が装着された回転軸（１０２）と
の間にトルクメータ（１０３）を介在させ、メカニカル
シール（１０４）の非回転である固定環（１０５）と、
回転軸（１０２）と一体回転する回転環（１，０６）と
の摩擦トルクを計測するものである。メカニカルシール
（１０４）は軸方向に２個設けられ、両シール（１０４
） （１０４）間の密封空間には密封流体が封入されて
いる。（１０７）は密封流体圧を計測するための圧力計
、（１０８）は軸回転数を検出するための回転計である
。。
しかし、上記従来の方法ではトルクメータ（１０３）に
より２個のメカニカルシール（１０４） （１０４）の
摩擦トルクの和が計測されることとなり、微妙に異なる
個々の摩擦トルクを計測することは困難であった。また
、計測値の１７２を個々の摩擦トルクとして推定したと
しても、上記計測は試験室でトルクメータ（１０３）を
用いて行なわれているもので、摺動面温度等の他の計測
データと併せて特性変化を把握する場合、計算が事後処
理となるため、リアルタイムで特性の変化を推定するこ
とは不可能であり、実機械において上記計測を可能とす
るシステムも存在していなかった。
より２個のメカニカルシール（１０４） （１０４）の
摩擦トルクの和が計測されることとなり、微妙に異なる
個々の摩擦トルクを計測することは困難であった。また
、計測値の１７２を個々の摩擦トルクとして推定したと
しても、上記計測は試験室でトルクメータ（１０３）を
用いて行なわれているもので、摺動面温度等の他の計測
データと併せて特性変化を把握する場合、計算が事後処
理となるため、リアルタイムで特性の変化を推定するこ
とは不可能であり、実機械において上記計測を可能とす
るシステムも存在していなかった。
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたもので、
実機械において運転中のメカニカルシールの特性変化を
リアルタイムで把握できるようになすことを課題として
なされたものである。
実機械において運転中のメカニカルシールの特性変化を
リアルタイムで把握できるようになすことを課題として
なされたものである。
本発明の第１請求項に係るメカニカルシールの特性変化
計測方法は、メカニカルシールの固定環と回転環の摺動
面の摩擦係数ｆと、固定環摺動面の温度に応じた摺動面
近傍の流体の粘度、軸回転数Ｎおよび密封流体圧力から
求められる摩擦特性関数Ｇを同期して計測し、計測され
た摩擦係数ｆと摩擦特性関数Ｇの関係を対応させたｆ−
Ｇグラフ上からメカニカルシールの特性変化を計測する
ことを特徴とするものである。
計測方法は、メカニカルシールの固定環と回転環の摺動
面の摩擦係数ｆと、固定環摺動面の温度に応じた摺動面
近傍の流体の粘度、軸回転数Ｎおよび密封流体圧力から
求められる摩擦特性関数Ｇを同期して計測し、計測され
た摩擦係数ｆと摩擦特性関数Ｇの関係を対応させたｆ−
Ｇグラフ上からメカニカルシールの特性変化を計測する
ことを特徴とするものである。
また、本発明の第２請求項に係るメカニカルシールの特
性変化計測装置は、ハウジングと該ハウジングに固定さ
れるメカニカルシールの固定環との間に設けられ、この
固定環の摺動面からの摩擦トルクを検出する摩擦トルク
検出手段と、固定環のうちの摺動面近傍に埋設された摺
動面温度検出手段と、軸回転数の検出手段と、密封流体
圧力の検出手段と、これら検出手段からの検出データを
同期してサンプリングするとともに、このサンプリング
したデータによる摺動面の摩擦係数ｆと摩擦特性関数Ｇ
の算出および各種の処理を行なうデータ処理手段と、該
データ処理手段により処理されたデータをｆ−Ｇグラフ
にして出力するデータ出力手段とを具備したことを特徴
とするものである。
性変化計測装置は、ハウジングと該ハウジングに固定さ
れるメカニカルシールの固定環との間に設けられ、この
固定環の摺動面からの摩擦トルクを検出する摩擦トルク
検出手段と、固定環のうちの摺動面近傍に埋設された摺
動面温度検出手段と、軸回転数の検出手段と、密封流体
圧力の検出手段と、これら検出手段からの検出データを
同期してサンプリングするとともに、このサンプリング
したデータによる摺動面の摩擦係数ｆと摩擦特性関数Ｇ
の算出および各種の処理を行なうデータ処理手段と、該
データ処理手段により処理されたデータをｆ−Ｇグラフ
にして出力するデータ出力手段とを具備したことを特徴
とするものである。
本発明は、以下に述べる潤滑工学の理論に基いている。
たとえば潤滑部品の代表である滑り軸受の作動特性を見
るために一般に第５図に示すようなストライベック曲線
が用いられており、これは縦軸に摩擦係数ｆ１横軸にＺ
Ｎ／Ｐで表わしたもので、Ｚは使用される流体（潤滑油
）の軸受面近傍の粘度、Ｎは軸回転数、Ｐは軸受にかか
る荷重（軸圧）である。すなわち流体の粘度Ｚや回転数
Ｎが大きかったり軸圧Ｐが低い領域（ＺＮ／Ｐが大きい
領域）においては、流体力学的な原理により上記ストラ
イベック曲線が右上がりとなる流体潤滑特性を示し、Ｚ
Ｎ／Ｐが小さい領域では摩擦面間に介在する流体膜がき
わめて薄くなり、摩擦係数ｆが比較的大きく、上記スト
ライベック曲線が右下がりとなる非流体潤滑特性を示す
。流体潤滑領域にお、いては、軸と軸受の摩擦面間に厚
い流体膜が形成されて安全に作動する。また、非流体潤
滑領域では、摩擦面におけるきわめて薄い吸着層のみで
潤滑がなされている流体膜破断状態を意味し、摩擦面（
金属）同士が直接摺動して焼き付きを生ずる危険がある
。
るために一般に第５図に示すようなストライベック曲線
が用いられており、これは縦軸に摩擦係数ｆ１横軸にＺ
Ｎ／Ｐで表わしたもので、Ｚは使用される流体（潤滑油
）の軸受面近傍の粘度、Ｎは軸回転数、Ｐは軸受にかか
る荷重（軸圧）である。すなわち流体の粘度Ｚや回転数
Ｎが大きかったり軸圧Ｐが低い領域（ＺＮ／Ｐが大きい
領域）においては、流体力学的な原理により上記ストラ
イベック曲線が右上がりとなる流体潤滑特性を示し、Ｚ
Ｎ／Ｐが小さい領域では摩擦面間に介在する流体膜がき
わめて薄くなり、摩擦係数ｆが比較的大きく、上記スト
ライベック曲線が右下がりとなる非流体潤滑特性を示す
。流体潤滑領域にお、いては、軸と軸受の摩擦面間に厚
い流体膜が形成されて安全に作動する。また、非流体潤
滑領域では、摩擦面におけるきわめて薄い吸着層のみで
潤滑がなされている流体膜破断状態を意味し、摩擦面（
金属）同士が直接摺動して焼き付きを生ずる危険がある
。
ここで、メカニカルシールの密封特性を、上記滑り軸受
の場合と同様に、摩擦係数ｆと、ＺＮ／Ｐに相当する無
次元の摩擦特性関数Ｇ；Ｇ＝ＺＶｂ／Ｗ （ｖ：摺動速度ｃ＋ｎ／ｓ、 ｂ ：接触幅ａｍ、
Ｗ：荷重ｋｇｆ） を用いて説明すると、第６図に示すｆ−Ｇグラフのよう
に、摩擦係数ｆと関数Ｇとの間に、関数Ｇが大きい領域
においては ｆ−φＧ１／２ （ψ：摺動面間の流体膜の厚さに関係する係数）の関係
が成立して流体潤滑特性を示し、関数Ｇの小さい領域に
おいては非流体潤滑特性を示すことが実験上、また理論
上確認されている。また、接触幅すは一定なので、摩擦
係数ｆと関数Ｇの関係は、摩擦係数ｆと流体粘度Ｚ１摺
動速度Ｖおよび荷重Ｗの関係に置き換えることができる
。さらに、流体粘度Ｚは、温度に応じて変化するので、
摺動面の温度は、摺動面に介在する流体の粘度Ｚの係数
であるといえる。またメカニカルシールの幾何学的寸法
から摺動速度Ｖは回転数Ｎ１荷重Ｗは密封流体圧力を計
測することにより容易に計算で求められる。
の場合と同様に、摩擦係数ｆと、ＺＮ／Ｐに相当する無
次元の摩擦特性関数Ｇ；Ｇ＝ＺＶｂ／Ｗ （ｖ：摺動速度ｃ＋ｎ／ｓ、 ｂ ：接触幅ａｍ、
Ｗ：荷重ｋｇｆ） を用いて説明すると、第６図に示すｆ−Ｇグラフのよう
に、摩擦係数ｆと関数Ｇとの間に、関数Ｇが大きい領域
においては ｆ−φＧ１／２ （ψ：摺動面間の流体膜の厚さに関係する係数）の関係
が成立して流体潤滑特性を示し、関数Ｇの小さい領域に
おいては非流体潤滑特性を示すことが実験上、また理論
上確認されている。また、接触幅すは一定なので、摩擦
係数ｆと関数Ｇの関係は、摩擦係数ｆと流体粘度Ｚ１摺
動速度Ｖおよび荷重Ｗの関係に置き換えることができる
。さらに、流体粘度Ｚは、温度に応じて変化するので、
摺動面の温度は、摺動面に介在する流体の粘度Ｚの係数
であるといえる。またメカニカルシールの幾何学的寸法
から摺動速度Ｖは回転数Ｎ１荷重Ｗは密封流体圧力を計
測することにより容易に計算で求められる。
本発明方法は、以上のような潤滑工学的見地から、メカ
ニカルシールの摺動面の摩擦係数ｆと、摺動面温度、軸
回転数および密封流体圧力から求められる摩擦特性関数
Ｇを同時に計測して、ｆ−Ｇグラフ上から、メカニカル
シールの摺動運動が流体潤滑領域で行なわれているか非
流体潤滑領域で行なわれているかを把握するとともに、
その変化を観察することによって、異常な漏れや、摺動
面の熱による面荒れ等の兆候を促えることを可能とする
ものである。
ニカルシールの摺動面の摩擦係数ｆと、摺動面温度、軸
回転数および密封流体圧力から求められる摩擦特性関数
Ｇを同時に計測して、ｆ−Ｇグラフ上から、メカニカル
シールの摺動運動が流体潤滑領域で行なわれているか非
流体潤滑領域で行なわれているかを把握するとともに、
その変化を観察することによって、異常な漏れや、摺動
面の熱による面荒れ等の兆候を促えることを可能とする
ものである。
また、本発明装置は、上記方法によりメカニカルシール
の特性変化を計測・するため、メカニカルシールの摺動
運動によりその固定環に伝達される摩擦トルクをハウジ
ングと固定環の間に介在させた摩擦トルク検出手段で検
出し、摺動面温度を固定環のうちの摺動面近傍に埋設し
た摺動面温度検出手段で検出し、また、軸回転数、密封
流体圧力を軸回転数検出手段、密封流体圧力検出手段で
それぞれ検出し、これらの検出データを、データ処理手
段に同期的にづンブリングして摺動面の摩擦係数ｆと、
摩擦特性関数Ｇを算出し、この算出した摩擦係数ｆと摩
擦特性関数Ｇのデータをｆ−Ｇグラフにしてデータ出力
手段から出力するものである。
の特性変化を計測・するため、メカニカルシールの摺動
運動によりその固定環に伝達される摩擦トルクをハウジ
ングと固定環の間に介在させた摩擦トルク検出手段で検
出し、摺動面温度を固定環のうちの摺動面近傍に埋設し
た摺動面温度検出手段で検出し、また、軸回転数、密封
流体圧力を軸回転数検出手段、密封流体圧力検出手段で
それぞれ検出し、これらの検出データを、データ処理手
段に同期的にづンブリングして摺動面の摩擦係数ｆと、
摩擦特性関数Ｇを算出し、この算出した摩擦係数ｆと摩
擦特性関数Ｇのデータをｆ−Ｇグラフにしてデータ出力
手段から出力するものである。
以下、本発明に係るメカニカルシールの特性変化計測装
置を、図示の一実施例を参照しながら説明する。
置を、図示の一実施例を参照しながら説明する。
第１図において、（１）はメカニカルシールで、回転軸
（７）ともに回転する回転環（２）と、ハウジング（８
）側に支持された非回転の固定環（３）とを有し、回転
環（２）が図示しないばねで固定環（３）へ押し付けら
れることにより、再環（２） （３）間に摺動面（４）
を形成している。（５）（６）はそれぞれ、回転環（２
）と回転軸（７）の間、および固定環（３）とハウジン
グ（８）の間に介在させたバッキングである。
（７）ともに回転する回転環（２）と、ハウジング（８
）側に支持された非回転の固定環（３）とを有し、回転
環（２）が図示しないばねで固定環（３）へ押し付けら
れることにより、再環（２） （３）間に摺動面（４）
を形成している。（５）（６）はそれぞれ、回転環（２
）と回転軸（７）の間、および固定環（３）とハウジン
グ（８）の間に介在させたバッキングである。
（９）は、固定環（３）の外周に位置してボルト（１３
）によってハウジング（８）に固定的に装着された環状
のトルク検出用治具である。このトルク検出用治具（９
）の内周面における少なくとも１箇所には、第２図に示
すような、軸方向に延びる切欠溝（１０） Ｏｏ）が形
成されていて、該切欠溝（１０） （１０）の間の薄肉
の撓み部（１１）は、摩擦トルク検出手段としての歪ゲ
ージ（１２）が貼着されているとともに、固定環（３）
の外周面に突設した回り止めビン（１４）と当接係合し
ている。固定環（３）の摺動面（４）から深さ約１ｍｍ
程度の部分には、摺動面温度検出手段としての熱電対（
１５）が埋設されている。
）によってハウジング（８）に固定的に装着された環状
のトルク検出用治具である。このトルク検出用治具（９
）の内周面における少なくとも１箇所には、第２図に示
すような、軸方向に延びる切欠溝（１０） Ｏｏ）が形
成されていて、該切欠溝（１０） （１０）の間の薄肉
の撓み部（１１）は、摩擦トルク検出手段としての歪ゲ
ージ（１２）が貼着されているとともに、固定環（３）
の外周面に突設した回り止めビン（１４）と当接係合し
ている。固定環（３）の摺動面（４）から深さ約１ｍｍ
程度の部分には、摺動面温度検出手段としての熱電対（
１５）が埋設されている。
（１６）は回転軸（７）に設けた軸回転数検出手段とし
ての回転数センサ、（１７）はメカニカルシール（１）
で密封された空間内に設けた密封流体圧力検出手段とし
ての液圧センサである。
ての回転数センサ、（１７）はメカニカルシール（１）
で密封された空間内に設けた密封流体圧力検出手段とし
ての液圧センサである。
ここで、回転軸（７）とともに回転環（２）が回転する
と、該回転環（２）と接触している固定環（３）は摺動
面（４）での摩擦トルクを受けるので、固定環（３）の
外周面の回り止めピン（１４）がトルク検出用治具（９
）の薄肉の撓み部（１１）をその厚さ方向へ押圧する。
と、該回転環（２）と接触している固定環（３）は摺動
面（４）での摩擦トルクを受けるので、固定環（３）の
外周面の回り止めピン（１４）がトルク検出用治具（９
）の薄肉の撓み部（１１）をその厚さ方向へ押圧する。
歪ゲージ（１２）は、この撓み部（１１）の変形量によ
り前記摩擦トルクを検出するもの、熱電対（１５）は、
摺動発熱による摺動面（４）の温度を検出する。もの、
回転数センサ（１６）は軸回転数を検出するもの、液圧
センサ（１７）は、密封流体圧力を検出するものである
。
り前記摩擦トルクを検出するもの、熱電対（１５）は、
摺動発熱による摺動面（４）の温度を検出する。もの、
回転数センサ（１６）は軸回転数を検出するもの、液圧
センサ（１７）は、密封流体圧力を検出するものである
。
第３図に示すように、歪ゲージ（１２）、熱電対（１５
）、回転数センサ（１６）および液圧センサ（１７）は
データ処理手段（１８）に接続されており、このデータ
処理手段（１８）は、前記歪ゲージ（１２）、熱電対（
１５）、回転数センサ（１６）および液圧センサ（１７
）からのアナログ量としての検出データをディジタル量
に変換するＡ／Ｄ変換器（１８ｉ）と、ディジタル変換
されたデータを一時的に蓄積する内部メモリＲＡ Ｍ
（１８２）と、ＲＡ Ｍ （１８２）からのデータに基
くメカニカルシール摺動面（４）の摩擦係数ｆおよび摩
擦特性関数Ｇの算出や、ＲＡ Ｍ （１８２）の制御等
各種の処理を行なう演算処理装置（１８３）等からなっ
ている。（１９）はＣＲＴデイスプレィ（１９１）や、
プリンタ（１９２） ブロック（１９３）等からなり
、算出されたデータをｆ−Ｇグラフにして出力するデー
タ出力手段、（２０）はフロッピーディスク等の外部記
憶装置である。
）、回転数センサ（１６）および液圧センサ（１７）は
データ処理手段（１８）に接続されており、このデータ
処理手段（１８）は、前記歪ゲージ（１２）、熱電対（
１５）、回転数センサ（１６）および液圧センサ（１７
）からのアナログ量としての検出データをディジタル量
に変換するＡ／Ｄ変換器（１８ｉ）と、ディジタル変換
されたデータを一時的に蓄積する内部メモリＲＡ Ｍ
（１８２）と、ＲＡ Ｍ （１８２）からのデータに基
くメカニカルシール摺動面（４）の摩擦係数ｆおよび摩
擦特性関数Ｇの算出や、ＲＡ Ｍ （１８２）の制御等
各種の処理を行なう演算処理装置（１８３）等からなっ
ている。（１９）はＣＲＴデイスプレィ（１９１）や、
プリンタ（１９２） ブロック（１９３）等からなり
、算出されたデータをｆ−Ｇグラフにして出力するデー
タ出力手段、（２０）はフロッピーディスク等の外部記
憶装置である。
次に、上記実施例による処理を、第４図のフローチャー
トを参照しながら説明する。
トを参照しながら説明する。
まず、メカニカルシール（１）の摺動運動によりその固
定環（３）が受ける摩擦トルク、摺動面（４）の温度、
回転軸（７）の回転数および密封液体圧力は、歪ゲージ
（１２）、熱電対（１５）、回転数センサ（１６）およ
び液圧センサ（Ｉ７）によってそれぞれ常時検出されて
おり（ステップ１） この検出データを、予め設定され
た一定の短い周期で、かつ一定の時限で取り込み（ステ
ップ２）、取り込まれたアナログ量としての検出データ
をＡ／Ｄ変換器（１８１）でディジタル量に変換しくス
テップ３）ＲＡ Ｍ （１８２）に記憶させる（ステッ
プ４）ステップ５では設定時間を判定し、すなわち予め
設定されたサンプリング時間以内であれば、処理はステ
ップ２ヘリターンして再び検出データのサンプリングを
繰返し、サンプリング時間に達していれば、処理は次ス
テツプへ移行し、すなわちＲＡ Ｍ （１８２）に蓄積
された前記検出データから、前記設定時間における摩擦
トルク、摺動面温度、軸回転数および密封流体圧力の平
均値をそれぞれ算出しくステップ６）、算出された平均
値を外部記憶装置（２０）に記憶させる（ステップ７）
。
定環（３）が受ける摩擦トルク、摺動面（４）の温度、
回転軸（７）の回転数および密封液体圧力は、歪ゲージ
（１２）、熱電対（１５）、回転数センサ（１６）およ
び液圧センサ（Ｉ７）によってそれぞれ常時検出されて
おり（ステップ１） この検出データを、予め設定され
た一定の短い周期で、かつ一定の時限で取り込み（ステ
ップ２）、取り込まれたアナログ量としての検出データ
をＡ／Ｄ変換器（１８１）でディジタル量に変換しくス
テップ３）ＲＡ Ｍ （１８２）に記憶させる（ステッ
プ４）ステップ５では設定時間を判定し、すなわち予め
設定されたサンプリング時間以内であれば、処理はステ
ップ２ヘリターンして再び検出データのサンプリングを
繰返し、サンプリング時間に達していれば、処理は次ス
テツプへ移行し、すなわちＲＡ Ｍ （１８２）に蓄積
された前記検出データから、前記設定時間における摩擦
トルク、摺動面温度、軸回転数および密封流体圧力の平
均値をそれぞれ算出しくステップ６）、算出された平均
値を外部記憶装置（２０）に記憶させる（ステップ７）
。
そして前記各設定時間毎に、摺動面温度（摺動面（４）
近傍の流体粘度Ｚに換算される）の平均値と、軸回転数
（摺動面（４）における摺動速度Ｖに換算される）、摺
動面（４）の接触幅および密封流体圧力（摺動面荷重Ｗ
に換算される）のデータから摩擦特性関数Ｇを算出する
とともに、同設定時間における摩擦トルクの平均値から
摩擦係数ｆを算出しくステップ８） これをｆ−Ｇグラ
フ化してＣＲＴデイスプレィ（１９１）等のデータ出力
手段（１９）により出力する（ステップ９）。
近傍の流体粘度Ｚに換算される）の平均値と、軸回転数
（摺動面（４）における摺動速度Ｖに換算される）、摺
動面（４）の接触幅および密封流体圧力（摺動面荷重Ｗ
に換算される）のデータから摩擦特性関数Ｇを算出する
とともに、同設定時間における摩擦トルクの平均値から
摩擦係数ｆを算出しくステップ８） これをｆ−Ｇグラ
フ化してＣＲＴデイスプレィ（１９１）等のデータ出力
手段（１９）により出力する（ステップ９）。
次ステツプＩＯでは、このｆ−Ｇグラフから、メカニカ
ルシール（１）の摺動状態を判定する。すなわち、摩擦
係数ｆおよび摩擦特性関数Ｇの変動が流体潤滑領域で行
なわれているか、非流体潤滑領域で行なわれているかに
よって、状況は全く異なっており、具体的には、たとえ
ば軸回転数および密封流体圧力が一定である場合、流体
潤滑下では漏れと漏れ止まりの繰返しによりトルク（ｆ
値）および温度（Ｇ値）が変動し、二のときのｆ値の異
常な低下は漏れの増大を意味する。逆に、非流体潤滑下
での変動は、摺動面（４）における液膜破断を意味して
おり、たとえ現時点では漏れ止まりの状態にあっても、
熱による異常摩耗や面荒れにより密封性能が急速に低下
する危険性を有することを示している。
ルシール（１）の摺動状態を判定する。すなわち、摩擦
係数ｆおよび摩擦特性関数Ｇの変動が流体潤滑領域で行
なわれているか、非流体潤滑領域で行なわれているかに
よって、状況は全く異なっており、具体的には、たとえ
ば軸回転数および密封流体圧力が一定である場合、流体
潤滑下では漏れと漏れ止まりの繰返しによりトルク（ｆ
値）および温度（Ｇ値）が変動し、二のときのｆ値の異
常な低下は漏れの増大を意味する。逆に、非流体潤滑下
での変動は、摺動面（４）における液膜破断を意味して
おり、たとえ現時点では漏れ止まりの状態にあっても、
熱による異常摩耗や面荒れにより密封性能が急速に低下
する危険性を有することを示している。
このような判定結果、メカニカルシール（１）の摺動状
態が正常であった場合には、ステップ２からの一連の処
理を繰返し、また、異常が認められた場合には、このと
きの摺動面温度やトルク、軸回転数、密封流体圧力等の
データをテープ等に記録（ステップ１１）を行ない、詳
細に現象を解析することにより、必要な対策を採り、大
量の漏洩や焼付き等の事故を未然に防止することができ
る。
態が正常であった場合には、ステップ２からの一連の処
理を繰返し、また、異常が認められた場合には、このと
きの摺動面温度やトルク、軸回転数、密封流体圧力等の
データをテープ等に記録（ステップ１１）を行ない、詳
細に現象を解析することにより、必要な対策を採り、大
量の漏洩や焼付き等の事故を未然に防止することができ
る。
以上、本発明によると、メカニカルシールの摺動状態を
示す変数として、摺動面の摩擦係数ｆと、摺動面温度、
軸回転数および密封流体圧力から求められる摩擦特性関
数Ｇを用い、潤滑工学的な見地からｆ−Ｇグラフ上でメ
カニカルシールの特性変化を監視し、異常の発生やその
兆候をリアルタイムで促えることができるので、的確な
対策を施して事故を未然に防止するための根拠が与えら
れるといった優れた効果を奏する。
示す変数として、摺動面の摩擦係数ｆと、摺動面温度、
軸回転数および密封流体圧力から求められる摩擦特性関
数Ｇを用い、潤滑工学的な見地からｆ−Ｇグラフ上でメ
カニカルシールの特性変化を監視し、異常の発生やその
兆候をリアルタイムで促えることができるので、的確な
対策を施して事故を未然に防止するための根拠が与えら
れるといった優れた効果を奏する。
第１図は本発明の一実施例のメカニカルシール部分の概
略構成を示す半断面図、第２図は同じくトルク検出用治
具の正面図、第３図は同じく概略的なブロック線図、第
４図は処理を示すフローチャート、第５図はストライベ
ック曲線図、第６図はｆ−Ｇグラフ、第７図は従来例と
してのトルクメータによる計測方法を示す概略的な説明
図である。 （１）メカニカルシール （２）回転環（３）固定環
（４）摺動面 （８）ハウジング（９）トルク検
出用治具 （１１）撓み部（Ｉ２）歪ゲージ（摩擦ト
ルク検出手段）（１４）ピン （１５）熱電対（摺動
面温度検出手段）（１６）回転数センサ（軸回転数検出
手段）（１７）液圧センサ（密封流体圧力検出手段）（
１８）データ処理手段 （１９）データ出力手段（２
０）外部記憶装置 第１図 第２図 第５図 第６図 Ｇ（工ＺＶｂ／Ｖ／） 第７図
略構成を示す半断面図、第２図は同じくトルク検出用治
具の正面図、第３図は同じく概略的なブロック線図、第
４図は処理を示すフローチャート、第５図はストライベ
ック曲線図、第６図はｆ−Ｇグラフ、第７図は従来例と
してのトルクメータによる計測方法を示す概略的な説明
図である。 （１）メカニカルシール （２）回転環（３）固定環
（４）摺動面 （８）ハウジング（９）トルク検
出用治具 （１１）撓み部（Ｉ２）歪ゲージ（摩擦ト
ルク検出手段）（１４）ピン （１５）熱電対（摺動
面温度検出手段）（１６）回転数センサ（軸回転数検出
手段）（１７）液圧センサ（密封流体圧力検出手段）（
１８）データ処理手段 （１９）データ出力手段（２
０）外部記憶装置 第１図 第２図 第５図 第６図 Ｇ（工ＺＶｂ／Ｖ／） 第７図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、メカニカルシールの固定環と回転環の摺動面の摩擦
係数ｆと、固定環摺動面の温度に応じた摺動面近傍の流
体の粘度、軸回転数および密封流体圧力から求められる
摩擦特性関数Ｇを同期して計測し、計測された摩擦係数
ｆと摩擦特性関数Ｇの関係を対応させたｆ−Ｇグラフ上
からメカニカルシールの特性変化を計測することを特徴
とするメカニカルシールの特性変化計測方法。 ２、ハウジングと該ハウジングに固定されるメカニカル
シールの固定環との間に設けられ、この固定環の摺動面
からの摩擦トルクを検出する摩擦トルク検出手段と、固
定環のうちの摺動面近傍に埋設された摺動面温度検出手
段と、軸回転数の検出手段と、密封流体圧力の検出手段
と、これら検出手段からの検出データを同期してサンプ
リングするとともに、このサンプリングしたデータによ
る摺動面の摩擦係数ｆと摩擦特性関数Ｇの算出および各
種の処理を行なうデータ処理手段と、該データ処理手段
により処理されたデータをｆ−Ｇグラフにして出力する
データ出力手段とを具備したことを特徴とするメカニカ
ルシールの特性変化計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1017736A JPH02199374A (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | メカニカルシールの特性変化計測方法およびその計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1017736A JPH02199374A (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | メカニカルシールの特性変化計測方法およびその計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02199374A true JPH02199374A (ja) | 1990-08-07 |
Family
ID=11952032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1017736A Pending JPH02199374A (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | メカニカルシールの特性変化計測方法およびその計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02199374A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06129937A (ja) * | 1992-10-13 | 1994-05-13 | Cosmo Oil Co Ltd | メカニカルシール異常検出装置 |
| CN102183327A (zh) * | 2011-02-23 | 2011-09-14 | 南京林业大学 | 机械密封端面摩擦扭矩测量方法 |
| CN104614159A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-05-13 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种石墨密封件摩擦力和密封压力的测试装置及测试方法 |
| JP2019512094A (ja) * | 2016-02-23 | 2019-05-09 | ジョン クレイン ユーケー リミティド | メカニカルシステムの予測診断のためのシステム及び方法 |
| JP2021060216A (ja) * | 2019-10-03 | 2021-04-15 | オークマ株式会社 | シール部の摩耗量推定装置及び工作機械 |
| CN113108679A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-07-13 | 重庆赋天智能科技有限公司 | 一种笔记本电脑外壳热变形测量装置 |
| WO2023030743A1 (de) * | 2021-08-31 | 2023-03-09 | Eagleburgmann Germany Gmbh & Co. Kg | Gleitringdichtungsanordnung mit drehmomentmesseinrichtung sowie verfahren hierzu |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5913692A (ja) * | 1982-07-15 | 1984-01-24 | Hitachi Chem Co Ltd | Ｂｉ↓４（Ｇｅ，Ｓｉ）↓３Ｏ↓１↓２単結晶の育成方法 |
-
1989
- 1989-01-30 JP JP1017736A patent/JPH02199374A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5913692A (ja) * | 1982-07-15 | 1984-01-24 | Hitachi Chem Co Ltd | Ｂｉ↓４（Ｇｅ，Ｓｉ）↓３Ｏ↓１↓２単結晶の育成方法 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US11060999B2 (en) | 2016-02-23 | 2021-07-13 | John Crane Uk Ltd. | Systems and methods for predictive diagnostics for mechanical systems |
| US11125726B2 (en) | 2016-02-23 | 2021-09-21 | John Crane Uk Ltd. | Systems and methods for predictive diagnostics for mechanical systems |
| US11719670B2 (en) | 2016-02-23 | 2023-08-08 | John Crane Uk Ltd. | Systems and methods for predictive diagnostics for mechanical systems |
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