JPH03120438A - 軸受の寿命診断装置 - Google Patents
軸受の寿命診断装置Info
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- JPH03120438A JPH03120438A JP1257393A JP25739389A JPH03120438A JP H03120438 A JPH03120438 A JP H03120438A JP 1257393 A JP1257393 A JP 1257393A JP 25739389 A JP25739389 A JP 25739389A JP H03120438 A JPH03120438 A JP H03120438A
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- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of 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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
この発明は、軸受が発生するＡＥを検出するＡＥセンサ
と、このＡＥセンサからのＡＥ倍信号基準値と比較し、
ＡＥ倍信号上記基準値を越えたときに信号を出力する比
較手段とを備え、上記比較手段からの信号に基づいて上
記軸受が寿命であるか否かを判別するようにした軸受の
寿命診断装置に関する。
と、このＡＥセンサからのＡＥ倍信号基準値と比較し、
ＡＥ倍信号上記基準値を越えたときに信号を出力する比
較手段とを備え、上記比較手段からの信号に基づいて上
記軸受が寿命であるか否かを判別するようにした軸受の
寿命診断装置に関する。
〈従来の技術〉
従来、軸受の寿命診断装置としては軸受が発生するＡＥ
を検出するＡＥセンサと、このＡＥセンサからのＡＥ倍
信号基準値と比較し、ＡＥ倍信号上記基準値を越えたと
きに異常を表わす異常信号を出力する比較手段とを備え
、上記比較手段からの異常信号の単位時間当たりの発生
数、すなわち発生レートを算出して、この算出した発生
レートが一定のしきいレートを越えたときに、軸受は寿
命に至ったと判別するようにしたものがある。軸受の寿
命とは、軸受表面に剥離が生じるまでの使用期間を言う
。
を検出するＡＥセンサと、このＡＥセンサからのＡＥ倍
信号基準値と比較し、ＡＥ倍信号上記基準値を越えたと
きに異常を表わす異常信号を出力する比較手段とを備え
、上記比較手段からの異常信号の単位時間当たりの発生
数、すなわち発生レートを算出して、この算出した発生
レートが一定のしきいレートを越えたときに、軸受は寿
命に至ったと判別するようにしたものがある。軸受の寿
命とは、軸受表面に剥離が生じるまでの使用期間を言う
。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、上記従来の軸受の寿命診断装置において
は、軸受の寿命の判別は、比較手段からの信号の発生レ
ートとしきいレートとの比較結果のみに基づいて行なわ
れるため、以下の例に見られるように、誤診の可能性が
非常に高い。
は、軸受の寿命の判別は、比較手段からの信号の発生レ
ートとしきいレートとの比較結果のみに基づいて行なわ
れるため、以下の例に見られるように、誤診の可能性が
非常に高い。
第５図は異常信号の発生レートと軸受の寿命との関係を
示した図で、この図には直線Ａ、Ｂ、Ｃによってそれぞ
れ表される３つのケースが示されている。しきいレート
を２４００として、これらの３つのケースを上記従来の
診断装置で診断した場合、直線Ａで示すケースにおいて
は、寿命の約１５％の時点で発生レートが一時的にしき
いレートを越え（図中Ｏ印）るため、十分に余命がある
にもかかわらず軸受は寿命であると誤診される。
示した図で、この図には直線Ａ、Ｂ、Ｃによってそれぞ
れ表される３つのケースが示されている。しきいレート
を２４００として、これらの３つのケースを上記従来の
診断装置で診断した場合、直線Ａで示すケースにおいて
は、寿命の約１５％の時点で発生レートが一時的にしき
いレートを越え（図中Ｏ印）るため、十分に余命がある
にもかかわらず軸受は寿命であると誤診される。
逆に、直線Ｃで示すように、比較手段からの異常信号の
発生レートがしきいレート以下に維持されながら寿命（
１００％）に至るようなケースにおいては、実際には軸
受はすでに寿命に至っているにもかかわらず、発生レー
トがしきいレートを越える寿命の約１３５％の時点まで
は、軸受は寿命だと判別されず、やはりこの場合も、誤
診ということになる。
発生レートがしきいレート以下に維持されながら寿命（
１００％）に至るようなケースにおいては、実際には軸
受はすでに寿命に至っているにもかかわらず、発生レー
トがしきいレートを越える寿命の約１３５％の時点まで
は、軸受は寿命だと判別されず、やはりこの場合も、誤
診ということになる。
そこで、この発明の目的は、正確に、つまり、安全側か
つ適切な時点で軸受が寿命であると診断することがでさ
る軸受の寿命診断装置を提供することにある。
つ適切な時点で軸受が寿命であると診断することがでさ
る軸受の寿命診断装置を提供することにある。
〈課題を解決するための手段〉
軸受がその寿命とされる剥離に至るまでには、転勤面あ
るいは転勤面下における微視的クラックの発生、進展と
いう経過をたどる。軸受は微視的クラックの発生時ある
いは進展時に、それまで蓄えられていた歪エネルギーを
音波の形で放出する。
るいは転勤面下における微視的クラックの発生、進展と
いう経過をたどる。軸受は微視的クラックの発生時ある
いは進展時に、それまで蓄えられていた歪エネルギーを
音波の形で放出する。
これがＡＥであり、本発明は、軸受が寿命に至るまでに
ＡＥとして放出される歪エネルギーの総和はある一定の
値を取るという現象の発見に基づいてなされた。
ＡＥとして放出される歪エネルギーの総和はある一定の
値を取るという現象の発見に基づいてなされた。
したがって、この発明の軸受の寿命診断装置は、軸受が
発生するＡＥを検出するＡＥセンサと、このＡＥセンサ
からのＡＥ倍信号基準値と比較し、ＡＥ倍信号上記基準
値を越えたときに信号を出力する比較手段とを備え、上
記比較手段からの信号に基づいて上記軸受が寿命である
か否かを判別するようにした軸受の寿命診断装置におい
て、ＡＥ倍信号上記基準値を越えて上記比較手段が信号
を発生するときのＡＥ倍信号振幅を記憶する振幅記憶手
段と、上記比較手段からの信号の単位時間当たりの発生
数と上記振幅記憶手段に記憶された振幅とに基づいて、
軸受が発生するＡＥの単位時間当たりの放出エネルギー
を算出して、この単位時間当たりの放出エネルギーを積
算する放出エネルギー積算手段と、上記放出エネルギー
積算手段で算出された放出エネルギー積算値と基準値と
を比較して、放出エネルギー積算値が基準値を越えたと
きに軸受が寿命に至ったことを表す信号を出力する判別
手段とを備えたことを特徴としている。
発生するＡＥを検出するＡＥセンサと、このＡＥセンサ
からのＡＥ倍信号基準値と比較し、ＡＥ倍信号上記基準
値を越えたときに信号を出力する比較手段とを備え、上
記比較手段からの信号に基づいて上記軸受が寿命である
か否かを判別するようにした軸受の寿命診断装置におい
て、ＡＥ倍信号上記基準値を越えて上記比較手段が信号
を発生するときのＡＥ倍信号振幅を記憶する振幅記憶手
段と、上記比較手段からの信号の単位時間当たりの発生
数と上記振幅記憶手段に記憶された振幅とに基づいて、
軸受が発生するＡＥの単位時間当たりの放出エネルギー
を算出して、この単位時間当たりの放出エネルギーを積
算する放出エネルギー積算手段と、上記放出エネルギー
積算手段で算出された放出エネルギー積算値と基準値と
を比較して、放出エネルギー積算値が基準値を越えたと
きに軸受が寿命に至ったことを表す信号を出力する判別
手段とを備えたことを特徴としている。
く作用〉
上記放出エネルギー積算手段によって、上記比較手段か
らの信号の単位時間当たりの発生数と上記振幅記憶手段
に記憶された振幅とに基づいて、軸受が発生するＡＥの
単位時間当たりの放出エネルギーが順次算出されると共
に、積算される。この放出エネルギー積算手段で算出さ
れた放出エネルギー積算値と基準値とは判別手段により
比較され、放出エネルギー積算値がこの基準値を越えた
ときに軸受は寿命に至ったと判別される。
らの信号の単位時間当たりの発生数と上記振幅記憶手段
に記憶された振幅とに基づいて、軸受が発生するＡＥの
単位時間当たりの放出エネルギーが順次算出されると共
に、積算される。この放出エネルギー積算手段で算出さ
れた放出エネルギー積算値と基準値とは判別手段により
比較され、放出エネルギー積算値がこの基準値を越えた
ときに軸受は寿命に至ったと判別される。
〈実施例〉
以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。
第１図において、ｌはＡＥセンサ、２はプリアンプ、３
はバンドパスフィルター、４はメインアンプ、５は包絡
線検波回路、６は特性フィルター７はＡ／Ｄ変換回路、
８はコンビエータ、９は表示回路である。
はバンドパスフィルター、４はメインアンプ、５は包絡
線検波回路、６は特性フィルター７はＡ／Ｄ変換回路、
８はコンビエータ、９は表示回路である。
上記ＡＥセンサ１は図示しない軸受あるいはこの軸受を
支持する図示しないケース等に装着され、上記軸受から
のＡＥ原波形信号を検出する。このＡＥ原波形信号は、
プリアンプ２で増幅された後、バンドパスフィルター３
に入力され、その周波数成分のうち、クラックの発生等
、軸受の異常に関係した例えば１５０〜４００ＫＨｚの
周波数成分が通過させられる。
支持する図示しないケース等に装着され、上記軸受から
のＡＥ原波形信号を検出する。このＡＥ原波形信号は、
プリアンプ２で増幅された後、バンドパスフィルター３
に入力され、その周波数成分のうち、クラックの発生等
、軸受の異常に関係した例えば１５０〜４００ＫＨｚの
周波数成分が通過させられる。
バンドパスフィルター３を通過したＡＥ倍信号メインア
ンプ４により増幅された後、包絡線検波回路５に入力さ
れ、この包絡線検波回路５により包絡線検波された後、
特性フィルター６に入力される。この特性フィルター６
は、包絡線検波信号のうち軸受の特定部位の特性を表す
周波数成分のみを通過させるフィルターである。したが
って、たとえば上記特性フィルター６が内輪特性フィル
ターであれば、内輪特性周波数成分のみが、また外輪特
性フィルターであれば、外輪特性周波数成分のみが通過
させられる。なお、複数部位の異常検出を行う場合は、
部位に応じた特性フィルターが複数個設置される。
ンプ４により増幅された後、包絡線検波回路５に入力さ
れ、この包絡線検波回路５により包絡線検波された後、
特性フィルター６に入力される。この特性フィルター６
は、包絡線検波信号のうち軸受の特定部位の特性を表す
周波数成分のみを通過させるフィルターである。したが
って、たとえば上記特性フィルター６が内輪特性フィル
ターであれば、内輪特性周波数成分のみが、また外輪特
性フィルターであれば、外輪特性周波数成分のみが通過
させられる。なお、複数部位の異常検出を行う場合は、
部位に応じた特性フィルターが複数個設置される。
特性フィルター６を通過した包絡線検波信号は、Ａ／Ｄ
変換回路７によりＡ／Ｄ変換された後、コンピュータ８
に入力される。コンピュータ８は、第２図に示すフロー
チャートに従って入力信号を処理して軸受の寿命診断を
行う。以下、第２図に従って説明する。
変換回路７によりＡ／Ｄ変換された後、コンピュータ８
に入力される。コンピュータ８は、第２図に示すフロー
チャートに従って入力信号を処理して軸受の寿命診断を
行う。以下、第２図に従って説明する。
まず、ステップＳｔで、後続の処理で必要な基準値ｖｈ
、基準値ＳＬの設定および放出エネルギー積算値Ｄ（詳
細は後述）の初期化を行う。
、基準値ＳＬの設定および放出エネルギー積算値Ｄ（詳
細は後述）の初期化を行う。
次いで、ステップＳ２で、内臓タイマーをリセットする
と共に、基準値ｖｈより大きいＡＥ倍信号単位時間当た
りの発生数（以下、ＡＥ発生数と言う。）ＣＬの初期化
、単位時間内に発生するＡＥの平均振幅ＡＭＰの初期化
、および単位時間あたりのＡＥの放出エネルギー値ＣＷ
の初期化を行う。
と共に、基準値ｖｈより大きいＡＥ倍信号単位時間当た
りの発生数（以下、ＡＥ発生数と言う。）ＣＬの初期化
、単位時間内に発生するＡＥの平均振幅ＡＭＰの初期化
、および単位時間あたりのＡＥの放出エネルギー値ＣＷ
の初期化を行う。
次いで、ステップＳ３において、Ａ／Ｄ変換されたＡＥ
倍信号基準値ｖｈと比較する。この結果、ＡＥ倍信号基
準値ｖｈを越えていると判断すると、ステップＳ４へ進
み、ＡＥ発生数のカウント値ＣＬに１を加える。それと
同時に、このときのＡＥ倍信号振幅をＡＭＰｉとして図
示しない内臓メモリに格納する。
倍信号基準値ｖｈと比較する。この結果、ＡＥ倍信号基
準値ｖｈを越えていると判断すると、ステップＳ４へ進
み、ＡＥ発生数のカウント値ＣＬに１を加える。それと
同時に、このときのＡＥ倍信号振幅をＡＭＰｉとして図
示しない内臓メモリに格納する。
コンピュータ８は、次のステップＳ５でタイマーが所定
時間の計時を終了したと判断するまで、上記ステップＳ
３およびＳ４の処理を繰り返す。
時間の計時を終了したと判断するまで、上記ステップＳ
３およびＳ４の処理を繰り返す。
ステップＳ５で所定時間（単位時間）が経過したと判断
すると、次のステップＳ６において、メモリに格納して
いた各振幅値ＡＭＰｉを積算し、積算値を今回の単位時
間当たりのＡＥ発生数ＣＬで割ることによって平均振幅
ＡＭＰを求める。そして、ステップＳ７で、ステップＳ
６で求めた平均振幅ＡＭＰならびに基準値ｖｈを用いて
、基準値ｖｈに対する平均振幅ＡＭＰの割合ＡＭＰ／Ｖ
ｈを求め、さらにＡＭＰ／Ｖｈに上記ＡＥ発生数ＣＬを
掛けて、今回の単位時間当たりのＡＥの放出エネルギー
ＣＷを求める。ちなみに、ＡＭＰ／Ｖｈは第４図に示す
ような値をとる。この第４図から、ＡＭＰ／Ｖｈは寿命
の１００％の近傍箇所で急激な変化を示さないことが分
かる。
すると、次のステップＳ６において、メモリに格納して
いた各振幅値ＡＭＰｉを積算し、積算値を今回の単位時
間当たりのＡＥ発生数ＣＬで割ることによって平均振幅
ＡＭＰを求める。そして、ステップＳ７で、ステップＳ
６で求めた平均振幅ＡＭＰならびに基準値ｖｈを用いて
、基準値ｖｈに対する平均振幅ＡＭＰの割合ＡＭＰ／Ｖ
ｈを求め、さらにＡＭＰ／Ｖｈに上記ＡＥ発生数ＣＬを
掛けて、今回の単位時間当たりのＡＥの放出エネルギー
ＣＷを求める。ちなみに、ＡＭＰ／Ｖｈは第４図に示す
ような値をとる。この第４図から、ＡＭＰ／Ｖｈは寿命
の１００％の近傍箇所で急激な変化を示さないことが分
かる。
次に、ステップＳ８において、前ステップで求めた放出
エネルギーＣＷを前回までの放出エネルギーの積算値り
に加算して、今回の放出エネルギー積算値りとする。続
いて、ステップＳ９で、今回算出された放出エネルギー
の積算値ｐを基準値ＳＬと比較し、比較の結果、Ｄ≧Ｓ
Ｌであると判別すると、ステップＳｌＯに進んで、軸受
に寿命がきたことを示す寿命信号を第１図の表示回路９
に出力する。
エネルギーＣＷを前回までの放出エネルギーの積算値り
に加算して、今回の放出エネルギー積算値りとする。続
いて、ステップＳ９で、今回算出された放出エネルギー
の積算値ｐを基準値ＳＬと比較し、比較の結果、Ｄ≧Ｓ
Ｌであると判別すると、ステップＳｌＯに進んで、軸受
に寿命がきたことを示す寿命信号を第１図の表示回路９
に出力する。
一方、ステップＳ９で放出エネルギーの積算値りが基準
値ＳＬに達していないと判断すると、ステップＳ２に戻
って再び単位時間当たりの放出エネルギーＣＷを求める
ための処理を開始し、ステップＳ９でＤ≧ＳＬと判断す
るまで、ステップ８２〜Ｓ９の処理を繰り返す。
値ＳＬに達していないと判断すると、ステップＳ２に戻
って再び単位時間当たりの放出エネルギーＣＷを求める
ための処理を開始し、ステップＳ９でＤ≧ＳＬと判断す
るまで、ステップ８２〜Ｓ９の処理を繰り返す。
第３図は上記処理によって実際に診断を行ったときの軸
受の寿命と放出エネルギーの積算値りとの関係を示して
いる。第３図に直線Ａ、Ｂ、Ｃによって示したケースは
それぞれ第５図におけるケースＡ、Ｂ、Ｃに対応してい
る。この診断に際しては、放出エネルギー積算値りに対
する基準値ＳＬを２゜６×１０６と設定した。図中Ｏ印
は、軸受が寿命だと診断された時点を示している。この
図からもわかるように、従来の寿命診断装置では誤診さ
れたケースＡ、Ｃも、本実施例によれば、寿命に対して
９５％以上のところで寿命の診断を行うことができた。
受の寿命と放出エネルギーの積算値りとの関係を示して
いる。第３図に直線Ａ、Ｂ、Ｃによって示したケースは
それぞれ第５図におけるケースＡ、Ｂ、Ｃに対応してい
る。この診断に際しては、放出エネルギー積算値りに対
する基準値ＳＬを２゜６×１０６と設定した。図中Ｏ印
は、軸受が寿命だと診断された時点を示している。この
図からもわかるように、従来の寿命診断装置では誤診さ
れたケースＡ、Ｃも、本実施例によれば、寿命に対して
９５％以上のところで寿命の診断を行うことができた。
〈発明の効果〉
以上の説明より明らかなように、本発明は、ＡＥの放出
エネルギーはクラックの発生、進展による歪エネルギー
に対応しているという観点から、軸受の転勤面あるいは
転勤面下の微視的クラックの発生、進展に関係した一定
レベル以上のＡＥの単位時間当たりの発生数ではなく、
ＡＥの振幅とＡＥの発生数の累計とを同時に考慮して、
放出エネルギーに基づいて寿命を判断しているので、定
レベル以上のＡＥの単位時間当たりの発生数のみに基づ
〈従来の診断に比較して、安全側、かつ余命を大きく残
すことのない適切な時点で軸受の寿命を診断することが
できる。
エネルギーはクラックの発生、進展による歪エネルギー
に対応しているという観点から、軸受の転勤面あるいは
転勤面下の微視的クラックの発生、進展に関係した一定
レベル以上のＡＥの単位時間当たりの発生数ではなく、
ＡＥの振幅とＡＥの発生数の累計とを同時に考慮して、
放出エネルギーに基づいて寿命を判断しているので、定
レベル以上のＡＥの単位時間当たりの発生数のみに基づ
〈従来の診断に比較して、安全側、かつ余命を大きく残
すことのない適切な時点で軸受の寿命を診断することが
できる。
第菫図は本発明の一実施例である軸受の寿命診断装置の
ブロック図、第２図は第１図のコンピュータによって行
なわれる寿命診断処理のフローチャート、第３図は軸受
異常に関係あるＡＥの放出エネルギー積算値と軸受の寿
命との関係を示した図、第４図は基準振幅に対するＡＥ
振幅の割合と軸受の寿命との関係を示した図２、第５図
は従来の診断方法を説明する図である。
ブロック図、第２図は第１図のコンピュータによって行
なわれる寿命診断処理のフローチャート、第３図は軸受
異常に関係あるＡＥの放出エネルギー積算値と軸受の寿
命との関係を示した図、第４図は基準振幅に対するＡＥ
振幅の割合と軸受の寿命との関係を示した図２、第５図
は従来の診断方法を説明する図である。
Claims (1)
- （１）軸受が発生するＡＥを検出するＡＥセンサと、こ
のＡＥセンサからのＡＥ信号を基準値と比較し、ＡＥ信
号が上記基準値を越えたときに信号を出力する比較手段
とを備え、上記比較手段からの信号に基づいて上記軸受
が寿命であるか否かを判別するようにした軸受の寿命診
断装置において、 ＡＥ信号が上記基準値を越えて上記比較手段が信号を発
生するときのＡＥ信号の振幅を記憶する振幅記憶手段と
、 上記比較手段からの信号の単位時間当たりの発生数と上
記振幅記憶手段に記憶された振幅とに基づいて、軸受が
発生するＡＥの単位時間当たりの放出エネルギーを算出
して、この単位時間当たりの放出エネルギーを積算する
放出エネルギー積算手段と、 上記放出エネルギー積算手段で算出された放出エネルギ
ー積算値と基準値とを比較して、放出エネルギー積算値
が基準値を越えたときに軸受が寿命に至ったことを表す
信号を出力する判別手段とを備えたことを特徴とする軸
受の寿命診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1257393A JP2963111B2 (ja) | 1989-10-02 | 1989-10-02 | 軸受の寿命診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1257393A JP2963111B2 (ja) | 1989-10-02 | 1989-10-02 | 軸受の寿命診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03120438A true JPH03120438A (ja) | 1991-05-22 |
| JP2963111B2 JP2963111B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=17305766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1257393A Expired - Fee Related JP2963111B2 (ja) | 1989-10-02 | 1989-10-02 | 軸受の寿命診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2963111B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111896257A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-11-06 | 江门职业技术学院 | 一种滚动轴承故障诊断方法及系统 |
-
1989
- 1989-10-02 JP JP1257393A patent/JP2963111B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111896257A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-11-06 | 江门职业技术学院 | 一种滚动轴承故障诊断方法及系统 |
| CN111896257B (zh) * | 2020-07-15 | 2022-03-18 | 江门职业技术学院 | 一种滚动轴承故障诊断方法及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2963111B2 (ja) | 1999-10-12 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
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