JPH0259420B2 - - Google Patents
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- JPH0259420B2 JPH0259420B2 JP57191180A JP19118082A JPH0259420B2 JP H0259420 B2 JPH0259420 B2 JP H0259420B2 JP 57191180 A JP57191180 A JP 57191180A JP 19118082 A JP19118082 A JP 19118082A JP H0259420 B2 JPH0259420 B2 JP H0259420B2
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- vibration acceleration
- bearing
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M13/00—Testing of machine parts
- G01M13/04—Bearings
- G01M13/045—Acoustic or vibration analysis
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ベアリング破壊予知保全方法に関す
る。
る。
回転機器の振動周波数の強度の経時変化からベ
アリングの破壊予知を行う試みがなされており、
このためのベアリング保全診断器が市販されてい
る。これは、通常、ハンデイータイプの一点測定
用のものであり、被測定点の振動周波数の強度を
被測定点ごとに経時的に調査するのに使用され、
多点を同時に監視してベアリング破壊予知するこ
とは不可能なものである。またこれは、20KHz以
下の特定の振動周波数を監視するか、あるいは
20KHz以下の振動周波数の全平均強度を検出する
ものであるから、ベアリングの形式、ベアリング
の大きさ、玉個数、回転軸の回転数が各々異なつ
ている工場内の回転機器に一台で対処するには極
めて多くの測定値を記録すると共に、これを分
析、解析しなければならず、ベアリング破壊域値
がそれぞれ異なるために、各々の破壊域値を多く
の実験、つまり学習によつて決定しなければ品質
保証ができないという問題がある。さらにハンデ
イータイプであるから、測定部に検出器を強固に
固定することができず、したがつて、検出器と検
出体との接触圧のバラツキや測定者の測定方法に
よつても測定値にバラツキが生ずるという問題も
ある。
アリングの破壊予知を行う試みがなされており、
このためのベアリング保全診断器が市販されてい
る。これは、通常、ハンデイータイプの一点測定
用のものであり、被測定点の振動周波数の強度を
被測定点ごとに経時的に調査するのに使用され、
多点を同時に監視してベアリング破壊予知するこ
とは不可能なものである。またこれは、20KHz以
下の特定の振動周波数を監視するか、あるいは
20KHz以下の振動周波数の全平均強度を検出する
ものであるから、ベアリングの形式、ベアリング
の大きさ、玉個数、回転軸の回転数が各々異なつ
ている工場内の回転機器に一台で対処するには極
めて多くの測定値を記録すると共に、これを分
析、解析しなければならず、ベアリング破壊域値
がそれぞれ異なるために、各々の破壊域値を多く
の実験、つまり学習によつて決定しなければ品質
保証ができないという問題がある。さらにハンデ
イータイプであるから、測定部に検出器を強固に
固定することができず、したがつて、検出器と検
出体との接触圧のバラツキや測定者の測定方法に
よつても測定値にバラツキが生ずるという問題も
ある。
本発明は、このような従来方式に代えて、多く
の回転機器に対して同時にかつ正確にベアリング
破壊の予知が行なえるシステムの開発を目的とし
たもので、従来の如く、ベアリング破壊域を使用
者の学習によつて決めるのではなく、本システム
自体がすでにベアリングの破壊域値を記憶してい
ることによつてベアリング破壊の診断機としての
機能を備え、一台の振動周波数分析計で多くの測
定点を時間分割操作（スキヤンニング）によつて
分析し、個々の測定点の振動周波数ごとの強度の
経時変化を常時監視して予め設定されたベアリン
グ破壊域値と比較してその破壊を予知し、しかも
ベアリングの形式、ベアリングの大きさ、玉やロ
ーラの個数、回転軸の回転数とは無関係にベアリ
ングの破壊を予知および保全する方法を提供する
ものである。
の回転機器に対して同時にかつ正確にベアリング
破壊の予知が行なえるシステムの開発を目的とし
たもので、従来の如く、ベアリング破壊域を使用
者の学習によつて決めるのではなく、本システム
自体がすでにベアリングの破壊域値を記憶してい
ることによつてベアリング破壊の診断機としての
機能を備え、一台の振動周波数分析計で多くの測
定点を時間分割操作（スキヤンニング）によつて
分析し、個々の測定点の振動周波数ごとの強度の
経時変化を常時監視して予め設定されたベアリン
グ破壊域値と比較してその破壊を予知し、しかも
ベアリングの形式、ベアリングの大きさ、玉やロ
ーラの個数、回転軸の回転数とは無関係にベアリ
ングの破壊を予知および保全する方法を提供する
ものである。
本発明においては、振動周波数の強度を検出す
るセンサーとして圧電型振動加速度計を使用し、
ベアリング由来の異常を検出するために監視する
振動周波数は1KHz〜75kHzとする。一般に玉ベア
リングやローラベアリングなどの回転部分の振動
は、ベアリングに接触する外輪、内輪との衝撃周
波数（ベアリングの回転周波数）に対する基本振
動やベアリング全体の摩耗によるうなり等からな
るが、ベアリング自身や内外輪に欠陥（キズ）が
あると、周期的な振動を発生させる。従来におい
ては、このキズや油切れを示す振動として20KHz
以下の振動周波数を検出手段としてきた。確か
に、ベアリングを構成する部位毎に演算される固
有の振動周波数は、理論上1KHzまでの低周波数
域にある。しかし機械由来の振動や異常振動の方
が振動エネルギが大きく、ベアリングのキズに由
来する振動加速度信号を感度よく捕らえることが
できない。高い周波数領域では機械由来の低周波
の振動が十分に減衰しているのでベアリングのキ
ズに由来する振動が検出できる。本発明では、高
い周波数領域を包含する1KHz〜75KHzまでの振
動加速度信号を包絡線処理（高周波成分を半波整
流後、ピーク値をつなぎあわせて復調波に加工す
る処理、かような処理自体は各種の分野で利用さ
れている）した後、周波数分析し、ベアリングを
構成する部位毎に演算されるそれぞれの振動周波
数帯域で振動加速度強度を監視する。これに使用
するセンサーとしては圧電素子を用いた振動加速
度計を使用する。これは、第１図に図解的に示し
たように圧電素子１をおもり２で押さえたものを
ケース３内に設置したもので、ケース３の基板４
を振動体に固定することにより、その振動加速度
を受けたおもり２が圧電素子１を押圧することに
よつて振動強度に比例した電圧を発生する。これ
を電気出力として取り出し、前記の１Hz〜75KHz
での振動周波数の振動強度を検出する。この振動
加速度センサーはネジ止めによつてそれぞれ回転
機器の軸受部に強固に固定しておく。
るセンサーとして圧電型振動加速度計を使用し、
ベアリング由来の異常を検出するために監視する
振動周波数は1KHz〜75kHzとする。一般に玉ベア
リングやローラベアリングなどの回転部分の振動
は、ベアリングに接触する外輪、内輪との衝撃周
波数（ベアリングの回転周波数）に対する基本振
動やベアリング全体の摩耗によるうなり等からな
るが、ベアリング自身や内外輪に欠陥（キズ）が
あると、周期的な振動を発生させる。従来におい
ては、このキズや油切れを示す振動として20KHz
以下の振動周波数を検出手段としてきた。確か
に、ベアリングを構成する部位毎に演算される固
有の振動周波数は、理論上1KHzまでの低周波数
域にある。しかし機械由来の振動や異常振動の方
が振動エネルギが大きく、ベアリングのキズに由
来する振動加速度信号を感度よく捕らえることが
できない。高い周波数領域では機械由来の低周波
の振動が十分に減衰しているのでベアリングのキ
ズに由来する振動が検出できる。本発明では、高
い周波数領域を包含する1KHz〜75KHzまでの振
動加速度信号を包絡線処理（高周波成分を半波整
流後、ピーク値をつなぎあわせて復調波に加工す
る処理、かような処理自体は各種の分野で利用さ
れている）した後、周波数分析し、ベアリングを
構成する部位毎に演算されるそれぞれの振動周波
数帯域で振動加速度強度を監視する。これに使用
するセンサーとしては圧電素子を用いた振動加速
度計を使用する。これは、第１図に図解的に示し
たように圧電素子１をおもり２で押さえたものを
ケース３内に設置したもので、ケース３の基板４
を振動体に固定することにより、その振動加速度
を受けたおもり２が圧電素子１を押圧することに
よつて振動強度に比例した電圧を発生する。これ
を電気出力として取り出し、前記の１Hz〜75KHz
での振動周波数の振動強度を検出する。この振動
加速度センサーはネジ止めによつてそれぞれ回転
機器の軸受部に強固に固定しておく。
本発明は、多数の回転機器軸受部に取付けられ
た各々の振動加速度センサーからの電気信号をま
ずスキヤンニング装置で時間分割でアナログ信号
として読み取り、これを１台の周波数分析計（ス
ペクトルアナライザー）において、時間分割で入
る図信号を１Hz〜75KHz（機械由来の異常検出機
能として１Hzから1KHzまで、そしてベアリング
を構成する部位のキズを診断する機能として1K
Hzから75KHzまでを包絡線処理した後の信号）の
振動周波数の強度に分析し、各測定点の振動周波
数の強度をデジタル信号に変換して制御用コンピ
ユータに入力させ、この制御コンピユータにおい
て、ベアリングの破壊予知と保全を判断する。
た各々の振動加速度センサーからの電気信号をま
ずスキヤンニング装置で時間分割でアナログ信号
として読み取り、これを１台の周波数分析計（ス
ペクトルアナライザー）において、時間分割で入
る図信号を１Hz〜75KHz（機械由来の異常検出機
能として１Hzから1KHzまで、そしてベアリング
を構成する部位のキズを診断する機能として1K
Hzから75KHzまでを包絡線処理した後の信号）の
振動周波数の強度に分析し、各測定点の振動周波
数の強度をデジタル信号に変換して制御用コンピ
ユータに入力させ、この制御コンピユータにおい
て、ベアリングの破壊予知と保全を判断する。
本発明において使用する制御用コンピユータは
以下に述べる少なくとも(1)〜(5)の機能をもたせ、
これによつて各ベアリングの破壊の予知を行う。
以下に述べる少なくとも(1)〜(5)の機能をもたせ、
これによつて各ベアリングの破壊の予知を行う。
(1) 回転機器の納入時またはベアリングの交換時
をベアリングの正常値として、その振動加速度
を第３図に示したように振動加速度センサー１
１、増幅器１２、スキヤンニング装置１３、チ
ヤージ増幅器１４、フイルタ付きでしかも包絡
線処理機能付きのスペクトルアナライザ（周波
数分析計）１５で分析し、テレビブラウン管
（以下、CRTと呼ぶ）２１に表示する。
をベアリングの正常値として、その振動加速度
を第３図に示したように振動加速度センサー１
１、増幅器１２、スキヤンニング装置１３、チ
ヤージ増幅器１４、フイルタ付きでしかも包絡
線処理機能付きのスペクトルアナライザ（周波
数分析計）１５で分析し、テレビブラウン管
（以下、CRTと呼ぶ）２１に表示する。
(2) このCRT画面上の周波数分析結果を、コン
ピユータのテンキーで日付、時刻、機器番号、
ベアリングの仕様と共に初期値として登録する
機能を有する。
ピユータのテンキーで日付、時刻、機器番号、
ベアリングの仕様と共に初期値として登録する
機能を有する。
(3) コンピユータのメモリ２３に、１Hzから1K
Hzの低周波数帯域の振動加速度強度と、1KHz
から75KHzまでの高周波数帯域の振動加速度を
包絡線処理したあと周波数分析し、ベアリング
を構成する部位毎に演算された固有の振動周波
数帯域の振動加速度強度とを、正常であつた時
の初期値として第３図に示すカートリツジ磁気
テープ１７に登録し、記憶する。ベアリングの
交換の度に初期値と振動強度を比較することで
ベアリングの交換が正しく行われたかを判断で
きる機能を有する。なお、この例では1KHzか
ら75KHzまでの高周波帯域を処理する機能をも
たせたが、ベアリング破壊に対しては20〜75K
Hzの範囲でも高精度に予知できる。
Hzの低周波数帯域の振動加速度強度と、1KHz
から75KHzまでの高周波数帯域の振動加速度を
包絡線処理したあと周波数分析し、ベアリング
を構成する部位毎に演算された固有の振動周波
数帯域の振動加速度強度とを、正常であつた時
の初期値として第３図に示すカートリツジ磁気
テープ１７に登録し、記憶する。ベアリングの
交換の度に初期値と振動強度を比較することで
ベアリングの交換が正しく行われたかを判断で
きる機能を有する。なお、この例では1KHzか
ら75KHzまでの高周波帯域を処理する機能をも
たせたが、ベアリング破壊に対しては20〜75K
Hzの範囲でも高精度に予知できる。
(4) 回転機器の運転による振動加速度の経時変化
を常時スキヤンニングの周期で計測し、計測さ
れた１Hzから1KHz域の振動加速度強度と、登
録された１Hzから1KHz域の振動加速度強度の
比から振動加速度倍率を求める。同様に計測さ
れた1KHzから75KHzまでの振動加速度を包絡
線処理した後、周波数分析し、ベアリングを構
成する部位毎に演算された固有の振動周波数帯
域の振動加速度強度と、登録された振動加速度
強度との比から振動加速度倍率を求める。
を常時スキヤンニングの周期で計測し、計測さ
れた１Hzから1KHz域の振動加速度強度と、登
録された１Hzから1KHz域の振動加速度強度の
比から振動加速度倍率を求める。同様に計測さ
れた1KHzから75KHzまでの振動加速度を包絡
線処理した後、周波数分析し、ベアリングを構
成する部位毎に演算された固有の振動周波数帯
域の振動加速度強度と、登録された振動加速度
強度との比から振動加速度倍率を求める。
振動加速度倍率（Ｎ）
＝計測された振動加速度強度／登録された振動加速
度強度 そして、 １≦Ｎ≦５では正常域 ５≦Ｎ＜６では注意域 ６≦Ｎでは異常域 と判断する。なお、Ｎレベルの判断は本発明者
が実際の各種の回転機器について試験を繰り返
して得たものである。
度強度 そして、 １≦Ｎ≦５では正常域 ５≦Ｎ＜６では注意域 ６≦Ｎでは異常域 と判断する。なお、Ｎレベルの判断は本発明者
が実際の各種の回転機器について試験を繰り返
して得たものである。
(5) この正常域、注意域および異常域を変更する
場合は、コンピユータのテンキーでそれを入力
して変更できる機能をもつ。
場合は、コンピユータのテンキーでそれを入力
して変更できる機能をもつ。
この(1)〜(5)の演算機能と入力機能によつてベア
リング破壊予知が実質的に行い得る。そしてシス
テム全体としては、次の会話機能をもたせる。
リング破壊予知が実質的に行い得る。そしてシス
テム全体としては、次の会話機能をもたせる。
(6) 回転機器の配置ブロツク図表示。
注意域、異常域箇所をフリツカ（点滅）で表
示し、警報ブザーを鳴らす。
示し、警報ブザーを鳴らす。
データのグループ表示
１Hzから1KHz域の振動加速度強度、1KHzか
ら75KHzまでの振動加速度を包絡線処理した
後、周波数分析し、ベアリングを構成する部位
毎に演算された固有の振動周波数帯域の振動加
速度強度、それぞれの振動加速度倍率、運転時
間の表示、並びに日付、時刻、回転機器番号の
表示。
ら75KHzまでの振動加速度を包絡線処理した
後、周波数分析し、ベアリングを構成する部位
毎に演算された固有の振動周波数帯域の振動加
速度強度、それぞれの振動加速度倍率、運転時
間の表示、並びに日付、時刻、回転機器番号の
表示。
以上のデータをCRTを介して常時表示する。
(7) また、本システムのデータロギング機能とし
て、次の異常時印字、任意印字、日報印字は第
３図に示すラインプリンタ１９で出力される。
て、次の異常時印字、任意印字、日報印字は第
３図に示すラインプリンタ１９で出力される。
(a) 異常時印字（注意、異常検出時に自動印
字） 注意、異常の別、１Hzから1KHz域の振動加速
度強度、ベアリングを構成する部位毎に演算され
た固有の振動周波数帯域の振動加速度強度、それ
ぞれの振動加速度倍率、運転時間、日付、時刻、
回転機器番号の印字。
字） 注意、異常の別、１Hzから1KHz域の振動加速
度強度、ベアリングを構成する部位毎に演算され
た固有の振動周波数帯域の振動加速度強度、それ
ぞれの振動加速度倍率、運転時間、日付、時刻、
回転機器番号の印字。
(b) 任意印字（テンキーで回転機器番号を指示
し印字） 正常、注意、異常の別、１Hzから1KHz域の振
動加速度強度、ベアリングを構成する部位毎に演
算された固有の振動周波数帯域の振動加速度強
度、それぞれの振動加速度倍率、運転時間、日
付、時刻、回転機器番号の印字。
し印字） 正常、注意、異常の別、１Hzから1KHz域の振
動加速度強度、ベアリングを構成する部位毎に演
算された固有の振動周波数帯域の振動加速度強
度、それぞれの振動加速度倍率、運転時間、日
付、時刻、回転機器番号の印字。
(c) 日報印字（定時刻に自動印字）
正常、注意、異常の別、１Hzから1KHz域
の振動加速度強度、ベアリングを構成する部
位毎に演算された固有の振動周波数帯域の振
動加速度強度、それぞれの振動加速度倍率、
運転時間、日付、時刻、回転機器番号の印
字。
の振動加速度強度、ベアリングを構成する部
位毎に演算された固有の振動周波数帯域の振
動加速度強度、それぞれの振動加速度倍率、
運転時間、日付、時刻、回転機器番号の印
字。
(8) さらに、ベアリング破壊の保全機能を果たせ
るように、前述の(4)よりベアリング異常（注意
域または異常域）と判断された時点において、
回転軸のズレ、玉のキズ、外輪部分のキズ、内
輪部分のキズ等を監視する。すなわち、第２図
に示したように、 ｄ；玉の直径（mm）、 Ｄ；玉ベアリングのピツチ円直径（mm）、 α；軸と玉の接触角（≒30゜）、 r；軸の回転周波数（Hz）、 b；玉の回転周波数（Hz）、 c；外輪８が玉と接触する周波数（Hz）、 i；内輪６が玉と接触する周波数（Hz）、 とすると、 通常は1KHz以下に現れる各回転体の回転数
に対応する主振動数、つまりrの周波数帯の強
度分析により、回転軸のズレを監視する。
るように、前述の(4)よりベアリング異常（注意
域または異常域）と判断された時点において、
回転軸のズレ、玉のキズ、外輪部分のキズ、内
輪部分のキズ等を監視する。すなわち、第２図
に示したように、 ｄ；玉の直径（mm）、 Ｄ；玉ベアリングのピツチ円直径（mm）、 α；軸と玉の接触角（≒30゜）、 r；軸の回転周波数（Hz）、 b；玉の回転周波数（Hz）、 c；外輪８が玉と接触する周波数（Hz）、 i；内輪６が玉と接触する周波数（Hz）、 とすると、 通常は1KHz以下に現れる各回転体の回転数
に対応する主振動数、つまりrの周波数帯の強
度分析により、回転軸のズレを監視する。
また、玉のキズは、bの周波数帯域の強度
分析により、初期値からの倍率を監視する。
分析により、初期値からの倍率を監視する。
b＝r／２・Ｄ／ｄ（１−d2／D2cosα）
外輪部分のキズは、Ｚ・cの周波数帯の強度分
析（Ｚは玉の数）により、初期値からの倍率を監
視する。
析（Ｚは玉の数）により、初期値からの倍率を監
視する。
c＝r／２（１−ｄ／Ｄcosα）
内輪部分のキズは、Ｚ・iの周波数帯の強度分
析により、処理値からの倍率を監視する。
析により、処理値からの倍率を監視する。
i＝r−c
なお、ここで周波数帯とは、個々のベアリング
形式、軸の回転速度で演算できるb，c，iの前
後10％ではさんだ周波数を指し、この周波数帯の
設定により、主モードの周波数のずれ（高周波数
側へのシフト）をカバーできる。
形式、軸の回転速度で演算できるb，c，iの前
後10％ではさんだ周波数を指し、この周波数帯の
設定により、主モードの周波数のずれ（高周波数
側へのシフト）をカバーできる。
この(8)の機能により、注意域または異常域に入
つたベアリングに対して、玉、内輪、外輪のいづ
れにキズがあるか、または全摩耗による破壊かの
破壊原因の分析が可能となり、保全機能として以
後どのような対策を採ればよいかを知らせること
ができる。
つたベアリングに対して、玉、内輪、外輪のいづ
れにキズがあるか、または全摩耗による破壊かの
破壊原因の分析が可能となり、保全機能として以
後どのような対策を採ればよいかを知らせること
ができる。
なお、第３図に示したシステム機能において、
デジタル入出力サブシステム１６、カートリツジ
磁気テープ１７、カートリツジ磁気テープコント
ローラ１８、基本システムモジユール２０、コン
トローラ２２、マイクロプロセツサ２４がデータ
バスに図示のような関係をもつて接続される。
デジタル入出力サブシステム１６、カートリツジ
磁気テープ１７、カートリツジ磁気テープコント
ローラ１８、基本システムモジユール２０、コン
トローラ２２、マイクロプロセツサ２４がデータ
バスに図示のような関係をもつて接続される。
次に、本発明のベアリング破壊予知保全システ
ムのコンピユータプログラムの演算手順について
説明する。第４図はその制御フローを示す。
ムのコンピユータプログラムの演算手順について
説明する。第４図はその制御フローを示す。
〔手順１〕測定すべき点数の総合計を登録する。
〔手順２〕満足すべき点数分だけ、以下のデータ
をコンピユータに登録する。
をコンピユータに登録する。
Ｄ；玉ベアリングのピツチ円直径（mm）
Ｚ；玉の数
ｄ；玉の直径（mm）
α；軸と玉との接触角（≒30゜）
r；軸の回転周波数（Hz）
これらのデータは、測定すべき点数ごとに付け
られたアドレスの中に各々収められる。
られたアドレスの中に各々収められる。
〔手順３〕スキヤンニングにより測定しようとす
る箇所を１点づつスイツチングし、センサー
からの出力を一台の周波数分析計で１Hz〜
75KHzまで振動加速度強度を分析する。分析
所要時間は一点につき約15秒かかるのでスキ
ヤンニングサイクルを30秒とする。この30秒
はコンピユータ内のタイマーで設定する。
る箇所を１点づつスイツチングし、センサー
からの出力を一台の周波数分析計で１Hz〜
75KHzまで振動加速度強度を分析する。分析
所要時間は一点につき約15秒かかるのでスキ
ヤンニングサイクルを30秒とする。この30秒
はコンピユータ内のタイマーで設定する。
〔手順４〕これは実際には手順３の前で行うが、
スキヤンニングで測定されている測定点のア
ドレスの中に納められているデータ（Ｄ，
Ｚ，ｄ，α，r）を使用して、次のc，b，
iの各周波数の演算を行う。
スキヤンニングで測定されている測定点のア
ドレスの中に納められているデータ（Ｄ，
Ｚ，ｄ，α，r）を使用して、次のc，b，
iの各周波数の演算を行う。
c＝r／２（１×ｄ／Ｄcosα）
r２×Ｄ／ｄ（１−d2／D2cosα）
i＝r−c
〔手順５〕１Hzから1KHz域の振動加速度強度お
よび1KHzから75KHzまでの振動加速度を包
絡処理した後、周波数分析した振動加速度強
度から、c，b，i，rをもとに次式で演算
したベアリングを構成する部位の周波数に対
応する振動加速度を読取り、それぞれを初期
値とする。
よび1KHzから75KHzまでの振動加速度を包
絡処理した後、周波数分析した振動加速度強
度から、c，b，i，rをもとに次式で演算
したベアリングを構成する部位の周波数に対
応する振動加速度を読取り、それぞれを初期
値とする。
周波数（Hz） 初期強度
ベアリングのガタ r LA（ｔ−dt）
内輪のキズ Ｚ・i LB（ｔ−dt）
外輪のキズ Ｚ・c LC（ｔ−dt）
玉のキズ b LD（ｔ−dt）
〔手順６〕１Hzから1KHz域の振動加速度強度を
機械由来の異常原因に対応する周波数の初期
値LE1（ｔ−dt）〜LE5（ｔ−dt）とする。
機械由来の異常原因に対応する周波数の初期
値LE1（ｔ−dt）〜LE5（ｔ−dt）とする。
〔手順７〕測定すべき点数の全ての分析が終了し
たら手順３に戻り、手順５と６で得られた振
動加速度強度をそれぞれLA（ｔ），LB（ｔ），
LC（ｔ），LD（ｔ），LE1（ｔ）〜LE5（ｔ）と
して記憶しておく。
たら手順３に戻り、手順５と６で得られた振
動加速度強度をそれぞれLA（ｔ），LB（ｔ），
LC（ｔ），LD（ｔ），LE1（ｔ）〜LE5（ｔ）と
して記憶しておく。
〔手順８〕手順７で記憶されたLA（ｔ），LB
（ｔ），LC（ｔ），LD（ｔ），LE1（ｔ）〜LE5
（ｔ）と各々の初期値の大きさを比較し、計
測値が小さいときは、初期値を入れ替える。
第４図にこの比較のフローを示すが、同図の
ように登録した初期の振動加速度強度が計測
している振動加速度強度よりも小さいことを
確認している。一般に故障発生の頻度曲線は
経過時に対してバスタブ曲線を描く。すなわ
ち横軸に経過時間、縦軸に故障発生の頻度を
とると、初期（初期故障期間）と後期（摩耗
故障期間）に頻度が高く中期（偶発故障期
間）は頻度が低い。従つて、初期値を登録し
た時が機械を設置した直後の振動加速度とす
ると、機械が運転に馴染まない時の値を登録
したことになる。これを避けるため、バスタ
ブ曲線に現れる最低値を正常時の振動加速度
強度として登録する。
（ｔ），LC（ｔ），LD（ｔ），LE1（ｔ）〜LE5
（ｔ）と各々の初期値の大きさを比較し、計
測値が小さいときは、初期値を入れ替える。
第４図にこの比較のフローを示すが、同図の
ように登録した初期の振動加速度強度が計測
している振動加速度強度よりも小さいことを
確認している。一般に故障発生の頻度曲線は
経過時に対してバスタブ曲線を描く。すなわ
ち横軸に経過時間、縦軸に故障発生の頻度を
とると、初期（初期故障期間）と後期（摩耗
故障期間）に頻度が高く中期（偶発故障期
間）は頻度が低い。従つて、初期値を登録し
た時が機械を設置した直後の振動加速度とす
ると、機械が運転に馴染まない時の値を登録
したことになる。これを避けるため、バスタ
ブ曲線に現れる最低値を正常時の振動加速度
強度として登録する。
〔手順９〕LA（ｔ），LB（ｔ），LC（ｔ），LD
（ｔ），LE1（ｔ）〜LE5（ｔ）と各々の初期値
の比を振動加速度倍率として次式で計算す
る。
（ｔ），LE1（ｔ）〜LE5（ｔ）と各々の初期値
の比を振動加速度倍率として次式で計算す
る。
NA＝LA（ｔ）／LA（ｔ−dt）
NB＝LB（ｔ）／LB（ｔ−dt）
NC＝LC（ｔ）／LC（ｔ−dt）
ND＝LD（ｔ）／LD（ｔ−dt）
NE＝LE1（ｔ）／LE1（ｔ−dt）
∫
NE＝LE5（ｔ）／LE5（ｔ−dt）
そして、演算されたそれぞれの周波数に内応する
振動加速度倍率の最大値を検索し、異常の原因を
決定する。振動加速度倍率の最大値が例えばNB
であつたとすると、 １≦NB＜５では“正常” ５≦NB≦６では“注意” ６≦NBでは“異常”と判断する。
振動加速度倍率の最大値を検索し、異常の原因を
決定する。振動加速度倍率の最大値が例えばNB
であつたとすると、 １≦NB＜５では“正常” ５≦NB≦６では“注意” ６≦NBでは“異常”と判断する。
正常のときは〔手順５〕に戻る。注意、異常のと
きは、このNA，NB，NC，ND，NEの中で一
番大きな振動加速度倍率を示す破壊箇所を決定
し、次に示すように異常印字する。
きは、このNA，NB，NC，ND，NEの中で一
番大きな振動加速度倍率を示す破壊箇所を決定
し、次に示すように異常印字する。
NAが一番大きな振動加速度倍率を示す時、
“ベアリングの摩耗によりガタ” NBが一番大きな振動加速度倍率を示す時、
“ベアリングの内輪のキズ” NCが一番大きな振動加速度倍率を示す時、
“ベアリングの外輪のキズ” NDが一番大きな振動加速度倍率を示す時、
“ベアリングの玉のキズ” NE1が一番大きな振動加速度倍率を示す時、
“機械の架台のガタによる異常” NE2が一番大きな振動加速度倍率を示す時、
“機械のアンバランスによる異常” NE3が一番大きな振動加速度倍率を示す時、
“機械のミスアライメントによる異常” NE4が一番大きな振動加速度倍率を示す時、
“機械シヤフトの曲がりによる異常” NE5が一番大きな振動加速倍率を示す時、“機
械の羽根の欠損による異常”。
“ベアリングの摩耗によりガタ” NBが一番大きな振動加速度倍率を示す時、
“ベアリングの内輪のキズ” NCが一番大きな振動加速度倍率を示す時、
“ベアリングの外輪のキズ” NDが一番大きな振動加速度倍率を示す時、
“ベアリングの玉のキズ” NE1が一番大きな振動加速度倍率を示す時、
“機械の架台のガタによる異常” NE2が一番大きな振動加速度倍率を示す時、
“機械のアンバランスによる異常” NE3が一番大きな振動加速度倍率を示す時、
“機械のミスアライメントによる異常” NE4が一番大きな振動加速度倍率を示す時、
“機械シヤフトの曲がりによる異常” NE5が一番大きな振動加速倍率を示す時、“機
械の羽根の欠損による異常”。
その後、ベアリングを交換を指示し〔手順５〕
に戻る。
に戻る。
〔手順10〕測定すべき点数（アドレス）が終了し
たら、手順５に戻り、周波数分析を継続す
る。
たら、手順５に戻り、周波数分析を継続す
る。
以上のようにして、本発明は、圧電素子型振動
加速度センサーを多数の回転機器に対してそれぞ
れ固定し、この多数のセンサーからの信号出力を
スキヤンニング装置で時間分割して一台の周波数
分析計に送り、この周波数分析計において予め定
められた高周波数帯域（1KHzから75KHz、好ま
しくは20KHzから75KHzの範囲）の振動加速度強
度を回転機器ごとに検出し、この回転機器ごとの
振動加速度強度をコンピユータに入力してベアリ
ングを構成する部位ごとに演算された高周波帯域
の振動加速度強度と該帯域での正常であつた初期
の振動加速度強度との比から振動加速度倍率を算
出すると共に、この振動加速度倍率が予め設定し
た域値を超えたときに各ベアリングの破壊予知信
号を出力し、この出力に基づいて各回転機器のベ
アリング破壊予知表示を行うベアリング破壊予知
方法、並びに、該コンピユータにおいて低周波数
帯域（１Hzから1KHzの範囲）の振動加速度強度
と該帯域での正常であつた初期の振動加速度強度
との比から振動加速度倍率を算出すると共に、こ
の振動加速度倍率が予め設定された域値を超えた
ときにベアリングの摩耗によるガタまたは機械由
来の異常報知信号を併せて出力することからなる
ベアリング破壊予知保全方法を提供するものであ
り、多数の回転機器に対して同時にかつ正確にそ
のベアリングが交換を要するか否かの判断を行な
う有益なベアリング破壊予知保全方法が提供さ
れ、機械装置の破壊の予知と保全に大きく貢献で
きるものである。
加速度センサーを多数の回転機器に対してそれぞ
れ固定し、この多数のセンサーからの信号出力を
スキヤンニング装置で時間分割して一台の周波数
分析計に送り、この周波数分析計において予め定
められた高周波数帯域（1KHzから75KHz、好ま
しくは20KHzから75KHzの範囲）の振動加速度強
度を回転機器ごとに検出し、この回転機器ごとの
振動加速度強度をコンピユータに入力してベアリ
ングを構成する部位ごとに演算された高周波帯域
の振動加速度強度と該帯域での正常であつた初期
の振動加速度強度との比から振動加速度倍率を算
出すると共に、この振動加速度倍率が予め設定し
た域値を超えたときに各ベアリングの破壊予知信
号を出力し、この出力に基づいて各回転機器のベ
アリング破壊予知表示を行うベアリング破壊予知
方法、並びに、該コンピユータにおいて低周波数
帯域（１Hzから1KHzの範囲）の振動加速度強度
と該帯域での正常であつた初期の振動加速度強度
との比から振動加速度倍率を算出すると共に、こ
の振動加速度倍率が予め設定された域値を超えた
ときにベアリングの摩耗によるガタまたは機械由
来の異常報知信号を併せて出力することからなる
ベアリング破壊予知保全方法を提供するものであ
り、多数の回転機器に対して同時にかつ正確にそ
のベアリングが交換を要するか否かの判断を行な
う有益なベアリング破壊予知保全方法が提供さ
れ、機械装置の破壊の予知と保全に大きく貢献で
きるものである。
第１図は圧電素子型振動加速度センサーの原理
を示す略断面図、第２図はベアリングの名称を説
明するための略断面図、第３図は本発明のベアリ
ング破壊予知保全のシステム構成図、第４図ａ〜
ｆは本発明に従つてベアリング由来の異常と機械
由来の異常を検出し、その主な原因を診断するた
めの手順を示すフロー図である。 １……圧電素子、２……おもり、３……ケー
ス、４……基板、６……内輪、７……保持器、８
……外輪、９……玉、１０……軸。
を示す略断面図、第２図はベアリングの名称を説
明するための略断面図、第３図は本発明のベアリ
ング破壊予知保全のシステム構成図、第４図ａ〜
ｆは本発明に従つてベアリング由来の異常と機械
由来の異常を検出し、その主な原因を診断するた
めの手順を示すフロー図である。 １……圧電素子、２……おもり、３……ケー
ス、４……基板、６……内輪、７……保持器、８
……外輪、９……玉、１０……軸。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 圧電素子型振動加速度センサーを多数の回転
機器に対してそれぞれ固定し、この多数のセンサ
ーからの信号出力をスキヤンニング装置で時間分
割して一台の周波数分析計に送つて各々の振動加
速度強度を周波数分析し、ベアリングを構成する
部位ごとに演算された高周波帯域の振動加速度強
度と該帯域での正常であつた初期の振動加速度強
度との比から振動加速度倍率を算出し、この振動
加速度倍率が予め設定した域値を超えたときに各
ベアリングの破壊予知信号を発し、この信号に基
づいて各回転機器のベアリング破壊予知表示を行
うことからなるベアリング破壊予知保全方法。 ２ 高周波帯域は20〜75kHzの範囲である特許請
求の範囲第１項記載のベアリング破壊予知保全方
法。 ３ 圧電素子型振動加速度センサーを多数の回転
機器に対してそれぞれ固定し、この多数のセンサ
ーからの信号出力をスキヤンニング装置で時間分
割して一台の周波数分析計に送つて各々の振動加
速度強度を周波数分析し、ベアリングを構成する
部位ごとに演算された高周波帯域の振動加速度強
度と該帯域での正常であつた初期の振動加速度強
度との比から振動加速度倍率を算出し、この振動
加速度倍率が予め設定した域値を超えたときに各
ベアリングの破壊予知信号を発し、この信号に基
づいて各回転機器のベアリング破壊予知表示を行
ない、併せて、低周波数帯域の振動加速度強度と
該帯域での正常であつた初期の振動加速度強度と
の比から振動加速度倍率を算出すると共に、この
振動加速度倍率が予め設定された域値を超えたと
きにベアリングの摩耗によるガタまたは機械由来
の異常報知信号を発することからなるベアリング
破壊予知保全方法。 ４ 高周波帯域は20〜75KHzの範囲であり、低周
波帯域は１Hzから1KHzの範囲である特許請求の
範囲第３項記載のベアリング破壊予知保全方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57191180A JPS5981531A (ja) | 1982-10-30 | 1982-10-30 | ベアリング破壊予知保全方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57191180A JPS5981531A (ja) | 1982-10-30 | 1982-10-30 | ベアリング破壊予知保全方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5981531A JPS5981531A (ja) | 1984-05-11 |
| JPH0259420B2 true JPH0259420B2 (ja) | 1990-12-12 |
Family
ID=16270229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57191180A Granted JPS5981531A (ja) | 1982-10-30 | 1982-10-30 | ベアリング破壊予知保全方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5981531A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001099757A (ja) * | 1999-09-29 | 2001-04-13 | Takasago Thermal Eng Co Ltd | ベアリングの異常検出方法 |
| JP2011195955A (ja) * | 2010-02-25 | 2011-10-06 | Jfe Steel Corp | 高炉操業方法 |
| JP2014172107A (ja) * | 2013-03-07 | 2014-09-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 工作機械の異常診断装置及び異常診断方法 |
| JP2021071322A (ja) * | 2019-10-29 | 2021-05-06 | 株式会社川本製作所 | 異常検出装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0290416U (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-18 | ||
| JP2543369Y2 (ja) * | 1991-08-01 | 1997-08-06 | 日本精工株式会社 | 加速度センサ付転がり軸受ユニット |
| US5381692A (en) * | 1992-12-09 | 1995-01-17 | United Technologies Corporation | Bearing assembly monitoring system |
| ITBO20030711A1 (it) * | 2003-11-24 | 2005-05-25 | Gd Spa | Metodo per la manutenzione predittiva di un componente |
| JP6900564B1 (ja) * | 2020-09-02 | 2021-07-07 | Dmg森精機株式会社 | 工作機械および情報処理装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51136465A (en) * | 1975-05-22 | 1976-11-25 | Toshiba Corp | Axis status determining equipment |
| JPS54104883A (en) * | 1978-02-06 | 1979-08-17 | Hitachi Ltd | Bearing abnormality detecting device |
-
1982
- 1982-10-30 JP JP57191180A patent/JPS5981531A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51136465A (en) * | 1975-05-22 | 1976-11-25 | Toshiba Corp | Axis status determining equipment |
| JPS54104883A (en) * | 1978-02-06 | 1979-08-17 | Hitachi Ltd | Bearing abnormality detecting device |
Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| JP2001099757A (ja) * | 1999-09-29 | 2001-04-13 | Takasago Thermal Eng Co Ltd | ベアリングの異常検出方法 |
| JP2011195955A (ja) * | 2010-02-25 | 2011-10-06 | Jfe Steel Corp | 高炉操業方法 |
| JP2014172107A (ja) * | 2013-03-07 | 2014-09-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 工作機械の異常診断装置及び異常診断方法 |
| JP2021071322A (ja) * | 2019-10-29 | 2021-05-06 | 株式会社川本製作所 | 異常検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5981531A (ja) | 1984-05-11 |
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