JPH03279838A - 部材の破壊発生検出方法 - Google Patents
部材の破壊発生検出方法Info
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- JPH03279838A JPH03279838A JP2080484A JP8048490A JPH03279838A JP H03279838 A JPH03279838 A JP H03279838A JP 2080484 A JP2080484 A JP 2080484A JP 8048490 A JP8048490 A JP 8048490A JP H03279838 A JPH03279838 A JP H03279838A
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- 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
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- G01M13/021—Gearings
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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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
（産業上の利用分野）
この発明は、繰り返し負荷を受けることにより脆性的な
破壊を発生して弾性波を生じる部材例えば歯車などの回
転部品の前記破壊の発生を検出するのに利用される部材
の破壊発生検出方法に関するものである。 （従来の技術） 従来、自動車などに用いられる動力伝達部品等の耐久評
価は、この動力伝達部品に対し一足の負荷を繰り返し加
え、規足の繰り返し数までに破損が生じないことを保証
するために行うものである。 しかしながら、動力伝達部品等におけるピッチングや微
小き裂などの小規模な破壊に対しては、その発生を検知
できないままに試験を進めてしまうことが多く、動力伝
達部品等の強度向上対策にとって有用な情報である正確
な破壊の発生繰り返し数が得られないため、こうした微
小な破壊を耐久試験中に検出することが可能である部材
の破壊発生検出方法が必要とされている。 このような部材における破壊発生現象をその場観察する
ことが可能である方法として広く知られている技術の１
つに、アコースティックエミッシ璽ン法（ＡＥ法）があ
る、このアコースティックエミッション法は、一般に固
体材料に力を加えていくと材料内の組織的に不均一な備
所に応力の集中が生じて弾性エネルギが貯えられ、この
応力集中が限界に達すると材料は塑性変形や微視的破壊
を生じて応力の緩和がはかられるようになり、このとき
、前記貯えられた弾性エネルギが解放されて、一部は弾
性波として周囲に伝搬していくことを利用したもので、
この弾性波のことをアコースティックエミッションと称
している。 このような弾性波は、固くかつ脆い材料において特に顕
著にあられれやすいため、例えば、浸炭悪理によって表
面硬化させた動力伝達部品等の破壊発生検出に有用なも
のである。 （発明が解決しようとする課Ｎｉ１） しかしながら、このような従来の弾性波（ＡＥ）を用い
た部材の破壊発生検出方法にあっては、弾性波センサか
らの弾性波信号を信号処理装置に伝達するためのケーブ
ルが必要となるのでとくに回転部品の疲労試験に適用し
たときには前記ケーブルの巻きつきゃ断線を生じること
があり、継続して計測できなくなるという問題があった
。 そこで、このような問題を解決するための方法として、
例えば、回転部品の軸受部分に弾性波センサを設置する
方法（例えば、特開昭６３−２７１１３２号）も考えら
れたが、測定対象となる回転部品と弾性波センサとが離
れていると、弾性波の減衰や雑音の混入等が生じて、破
壊発生の検出が不可能となるため、その利用は軸受部位
そのものの損傷評価にとどまっているのが現状である。 そして、このような不具合を解消するために弾性波セン
サを音源である回転部品に直接取り付けるときは、ＦＭ
電波を用いて弾性波信号を伝達すること（例えば、特開
昭６３−２４１３５０号）が考えられるが、価格が高く
なると共に装置を破損する恐れの大きい耐久試験への適
用は実用的でないという課題があった。 一方、安価な信号伝達媒体にはスリップリングがあるが
、１０ｋＩ（ｚ程度以下にしか感度がないため、従来の
破壊検出方法では雑音が混入し易く、弾性波の測定には
利用されていないという課題があった。 （発明の目的） この発明は、このような従来の課題にかんがみてなされ
たもので、音源である回転部品等の部材の破壊に伴って
発生する例えば１０ｋＨｚ以下の低周波域の弾性波信号
を信号伝達手段を介して信号処理装置に伝達し、前記信
号処理装置において線形加算平均処理を行うことによっ
て雑音を除去することにより繰り返し負荷を受けること
による部材の破壊発生を精度よく検出することが可能で
ある部材の破壊発生検出方法を提供することを目的とし
ている。
破壊を発生して弾性波を生じる部材例えば歯車などの回
転部品の前記破壊の発生を検出するのに利用される部材
の破壊発生検出方法に関するものである。 （従来の技術） 従来、自動車などに用いられる動力伝達部品等の耐久評
価は、この動力伝達部品に対し一足の負荷を繰り返し加
え、規足の繰り返し数までに破損が生じないことを保証
するために行うものである。 しかしながら、動力伝達部品等におけるピッチングや微
小き裂などの小規模な破壊に対しては、その発生を検知
できないままに試験を進めてしまうことが多く、動力伝
達部品等の強度向上対策にとって有用な情報である正確
な破壊の発生繰り返し数が得られないため、こうした微
小な破壊を耐久試験中に検出することが可能である部材
の破壊発生検出方法が必要とされている。 このような部材における破壊発生現象をその場観察する
ことが可能である方法として広く知られている技術の１
つに、アコースティックエミッシ璽ン法（ＡＥ法）があ
る、このアコースティックエミッション法は、一般に固
体材料に力を加えていくと材料内の組織的に不均一な備
所に応力の集中が生じて弾性エネルギが貯えられ、この
応力集中が限界に達すると材料は塑性変形や微視的破壊
を生じて応力の緩和がはかられるようになり、このとき
、前記貯えられた弾性エネルギが解放されて、一部は弾
性波として周囲に伝搬していくことを利用したもので、
この弾性波のことをアコースティックエミッションと称
している。 このような弾性波は、固くかつ脆い材料において特に顕
著にあられれやすいため、例えば、浸炭悪理によって表
面硬化させた動力伝達部品等の破壊発生検出に有用なも
のである。 （発明が解決しようとする課Ｎｉ１） しかしながら、このような従来の弾性波（ＡＥ）を用い
た部材の破壊発生検出方法にあっては、弾性波センサか
らの弾性波信号を信号処理装置に伝達するためのケーブ
ルが必要となるのでとくに回転部品の疲労試験に適用し
たときには前記ケーブルの巻きつきゃ断線を生じること
があり、継続して計測できなくなるという問題があった
。 そこで、このような問題を解決するための方法として、
例えば、回転部品の軸受部分に弾性波センサを設置する
方法（例えば、特開昭６３−２７１１３２号）も考えら
れたが、測定対象となる回転部品と弾性波センサとが離
れていると、弾性波の減衰や雑音の混入等が生じて、破
壊発生の検出が不可能となるため、その利用は軸受部位
そのものの損傷評価にとどまっているのが現状である。 そして、このような不具合を解消するために弾性波セン
サを音源である回転部品に直接取り付けるときは、ＦＭ
電波を用いて弾性波信号を伝達すること（例えば、特開
昭６３−２４１３５０号）が考えられるが、価格が高く
なると共に装置を破損する恐れの大きい耐久試験への適
用は実用的でないという課題があった。 一方、安価な信号伝達媒体にはスリップリングがあるが
、１０ｋＩ（ｚ程度以下にしか感度がないため、従来の
破壊検出方法では雑音が混入し易く、弾性波の測定には
利用されていないという課題があった。 （発明の目的） この発明は、このような従来の課題にかんがみてなされ
たもので、音源である回転部品等の部材の破壊に伴って
発生する例えば１０ｋＨｚ以下の低周波域の弾性波信号
を信号伝達手段を介して信号処理装置に伝達し、前記信
号処理装置において線形加算平均処理を行うことによっ
て雑音を除去することにより繰り返し負荷を受けること
による部材の破壊発生を精度よく検出することが可能で
ある部材の破壊発生検出方法を提供することを目的とし
ている。
（課題を解決するための手段）
この発明に係わる部材の破壊発生検出方法は、繰り返し
負荷を受けることにより脆性的な破壊を発生する部材の
前記破壊の発生を検出する方法において、前記部材に弾
性波センサを取り付け、前記弾性波センサからの弾性波
信号を信号伝達能力が低周波域にある信号伝達手段を介
して、前記弾性波信号を信号処理装置に伝達し、前記信
号処理装置において線形加算平均処理を行うことによっ
て前記部材の破壊の発生を検出する構成としたことを特
徴としており、一実施態様においては信号伝達手段の信
号伝達能力が１０ｋＨｚ以下である構成としたことを特
徴としており、このような部材の破壊発生検出方法の構
成を前述したぜ米の課題を解決するための手段としてい
る。 （発明の作用） この発明に係わる部材の破壊発生検出方法は、前記した
構成を有するものであり、低周波の弾性波信号、とくに
一実施態様においては１０ｋＨｚ以下の弾性波信号を用
いてこの弾性波信号を信号処理装置に伝達し、この信号
処理装置において線形加算平均処理を行うことによって
雑音が除去されるようにしているので、弾性波の測足に
よる部材の破壊発生の検出が精度良く行われるようにな
り、歯車などの動力伝達部品等におけるピッチングや微
小き裂などの小規模な破壊の発生をも精度良く確実に検
出されるようになる。 （実施例） 次に、この発明に係わる部材の破壊発生検出方法の実施
例を図面に基いて説明する。 第１図はこの発明に係わる部材の破壊発生検出方法を、
浸炭焼入れした歯車の噛み合い耐久試験における割れの
検出に適用した場合を示したものである。 第１図において、１は耐久試験対象部材としての歯車で
あって、この歯車１は、この実施例でははだ焼用クロム
鋼（ＳＣｒ４２０Ｈ鋼）からなり、モジュール１．５．
歯数３９の平歯車に浸炭焼入れ処理を施して、有効硬化
層深さ０．７ｍｍ、表面硬度ＨＲＣ６２としたものであ
る。 この歯車１は回転軸２に固定されており、この回転軸２
とともに回転する。また、この歯車１は、回転抵抗を有
する別の歯車３と噛み合わされた状態で、回転軸２によ
って強制回転させられることにより、歯元に曲げ応力が
繰り返し加えられるようになっている。 この歯車１の側面には弾性波（Ａ Ｅ）センサ４が取り
付けられているが、この実施例では、第２図に示す周波
数特性を有する弾性波センサ４を使用した。また、回転
軸２にはプリアンプ５が固定してあり、弾性波センサ４
からの弾性波信号（電気信号）はケーブル６によりプリ
アンプ５に伝達されてこのプリアンプ５で増幅される。 この実施例では、前記プリアンプ５の増幅率を２６ｄＢ
とした。 さらに、回転軸２の軸端には信号伝達能力が低周波域に
ある信号伝達手段としてスリップリング７が取り付けて
あり、プリアンプ５からの増幅信号がケーブル８により
スリップリング７に伝達されるようになっている。この
実施例において、スリップリング７は、信号伝達能力が
１０ｋＨｚ以下のものを用いている。 さらにまた、回転軸２には回転周期検出器９が設けてあ
って、この実施例では回転周期検出器９として電磁ピッ
クアップを用いてこれを回転軸２に取り付けた。 そしてさらに、前記回転軸２から離れた位置には、信号
処理装置１０を有し、この信号処理装置１０はケーブル
１１によってスリップリング８からの低周波数の弾性波
信号を受は取るようになっている。この信号処理装置１
０は、帯域フィルタ１２、メインアンプ１３、線形加算
平均処理を行うデータプロセッサ１４、波形記録装置１
５からなり、回転周期検出器（電磁ピックアップ）９か
らの回転周期検出信号はケーブル１６を介してデータプ
ロセッサ１４に伝達されるようになっている。主して、
この実施例では、メインアンプ１３の増幅率を４０ｄＢ
のものとした。 次に、このような構成の破壊発生検出装置を用いて部材
（歯車）１の破壊発生を検出する要領について説明する
。 浸炭焼き入れした歯車１の歯元に繰り返し曲げ負荷が加
えられることにより、歯元には割れが生じる。第３図は
割れの発生に伴って生じる弾性波の波形を模型的にあら
れしたものであって、波長の短い弾性波は１００〜３０
０ ｋＨｚ程度であり、通常はこの周波数帯域の弾性波
を利用して割れ等の破壊発生の検出が行われるが、この
割れによる弾性波には同時に比較的低周波の成分、例え
ば１ＯｋＨｚ程度以下の成分も含まれている。 この発明に係る部材の破壊発生検出方法は、この低岡波
成分を用いることを特徴とするものであって、この実施
例において弾性波信号を伝達する機器はいずれも低周波
域、とくに１〜１０ｋＨｚにおいて使用可能なものであ
れば十分である。 以下、弾性波信号の処理手順を示すと、まず。 歯車１において発生した破壊によって生じた弾性波は！
性波センサ４によって電気信号に変換され、ＳＮ比を改
善するため、プリアンプ５において２０倍に増幅される
。 次に、プリアンプ５において増幅された弾性波信号は、
信号伝達能力が低周波域にある信号伝達手段であるスリ
ップリング７を介して、前記回転軸２と共に回転するプ
リアンプ５から静止している信号処理装置１０へ送られ
る。この実施例では、使用可能な周波数帯域が１０ｋＨ
ｚ以下の低周波域におけるスリップリング７を用いるこ
とで十分なため、この価格は、１００〜３００ｋＨｚの
信号を中継し得る機器の価格に比べてｌ／２０程度であ
る。 そして、信号処理装置１０に送り込まれた弾性波信号は
まず周波数が１０ｋＨｚ以下の成分を通過させる帯域フ
ィルタ１２によって雑音を除去され、次いでメインアン
プ１３によって増幅された後、データプロセー、す１４
に送られる。このデータプロセッサ１４では回転周期検
出器９からの回転周期検出信号をもとにして１弾性波信
号を１周期ごとに分離し、各周期の信号に２５６回の線
形加算平均処理を行う、この場合の線形加算平均処理の
原理は、突発的に生じる雑音は、大振幅のものであって
もやがては平均化されて減衰するが、割れ等の破壊によ
る弾性波信号は毎周期はぼ同位相で発生するため、減衰
せずに強調されるということを活用したものであって、
複数回のりニアアベレーシング処理を施した後に基準波
形を引算処理することにより、従来の弾性波測足で行わ
れてきた複雑な雑音分離を行うことなく、確実に有効な
弾性波信号を検出することができる。このとき、線形加
算平均処理は１００〜３００ｋＨｚの比較的高周波の弾
性波信号を対象とした場合には、波長が短すぎるため、
弾性波信号のわずかな位相ずれによって割れ発生による
弾性波信号まで減衰してしまい、必ずしも有効な手段と
はならない、すなわち、この線形加算平均処理は、この
発明に係わる弾性波を測足する破壊発生検出方法におい
て、低周波数の弾性波信号を用いたことによる特徴的な
雑音除去方法である。 そして１以上の処理を終えた弾性波信号は波形記録装ｆ
ｆ１１５に記録される。 第４図は、回転軸２の回転速度が６０Ｏｒｐｍ、トルク
が１００ｋｇｆ−ｍの条件で上記歯車１の耐久試験を行
い、この際に本発明に係わる破壊発生検出方法を試みた
結果を示すものであって、縦軸は弾性波の振幅（電圧）
、横軸は回転軸２の１回転を１周期としたときの位相を
示しており、第４図（ａ）は繰り返し数が０サイクルの
とき、第４図（ｂ）は１ｏｏｏｏサイクルのとき、第４
図（Ｃ）は２００００サイクルのときを示している。 第４図に示すように、繰り返し数が増加するにつれて１
位相が０．３周期の位置においてコンスタントに弾性波
が生じ始めたので、２００００サイクルにて試験を中断
し、試験歯車におけるき裂発生の有無を調べたところ、
そのうち１歯の歯元表面から内部に向かって、深さ０．
３ｍｍ程度のき裂が認められた。 したがって、この発明に係わる部材の破壊発生検出方法
により、回転部品である歯車の耐久試験において破壊の
その場観察による早期発見ができることが確認された。 さらに、この発明に係わる部材の破壊発生検出方法では
、上記した破壊の早期発見だけでなく、線形加算平均処
理で用いた回転周期検出信号を利用することによって、
破壊の発生位置をも推定することが回旋である。 第５図はその原理を説明するものであって、歯車１の回
転軸２の部分に回転周期検出器９を設けた拡大図である
。そして、回転周期検出器９は歯車１の１回転（位相で
は２π）ことに第６図（ａ）に示すような回転周期検出
信号を発生する。一方、第５図に示すように、５裂Ｃか
回転周期検出器９から角度θの位置に生じたときには、
第６図（ｂ）に示すように、弾性波信号は回転周期検出
信号の発生位ｌから０だけ位相が遅れた位置で発生する
ことになる。したがって、回転周期検出信号と弾性波信
号の位相差を調べることによって、き裂等の破壊の発生
位置が推定できる。
負荷を受けることにより脆性的な破壊を発生する部材の
前記破壊の発生を検出する方法において、前記部材に弾
性波センサを取り付け、前記弾性波センサからの弾性波
信号を信号伝達能力が低周波域にある信号伝達手段を介
して、前記弾性波信号を信号処理装置に伝達し、前記信
号処理装置において線形加算平均処理を行うことによっ
て前記部材の破壊の発生を検出する構成としたことを特
徴としており、一実施態様においては信号伝達手段の信
号伝達能力が１０ｋＨｚ以下である構成としたことを特
徴としており、このような部材の破壊発生検出方法の構
成を前述したぜ米の課題を解決するための手段としてい
る。 （発明の作用） この発明に係わる部材の破壊発生検出方法は、前記した
構成を有するものであり、低周波の弾性波信号、とくに
一実施態様においては１０ｋＨｚ以下の弾性波信号を用
いてこの弾性波信号を信号処理装置に伝達し、この信号
処理装置において線形加算平均処理を行うことによって
雑音が除去されるようにしているので、弾性波の測足に
よる部材の破壊発生の検出が精度良く行われるようにな
り、歯車などの動力伝達部品等におけるピッチングや微
小き裂などの小規模な破壊の発生をも精度良く確実に検
出されるようになる。 （実施例） 次に、この発明に係わる部材の破壊発生検出方法の実施
例を図面に基いて説明する。 第１図はこの発明に係わる部材の破壊発生検出方法を、
浸炭焼入れした歯車の噛み合い耐久試験における割れの
検出に適用した場合を示したものである。 第１図において、１は耐久試験対象部材としての歯車で
あって、この歯車１は、この実施例でははだ焼用クロム
鋼（ＳＣｒ４２０Ｈ鋼）からなり、モジュール１．５．
歯数３９の平歯車に浸炭焼入れ処理を施して、有効硬化
層深さ０．７ｍｍ、表面硬度ＨＲＣ６２としたものであ
る。 この歯車１は回転軸２に固定されており、この回転軸２
とともに回転する。また、この歯車１は、回転抵抗を有
する別の歯車３と噛み合わされた状態で、回転軸２によ
って強制回転させられることにより、歯元に曲げ応力が
繰り返し加えられるようになっている。 この歯車１の側面には弾性波（Ａ Ｅ）センサ４が取り
付けられているが、この実施例では、第２図に示す周波
数特性を有する弾性波センサ４を使用した。また、回転
軸２にはプリアンプ５が固定してあり、弾性波センサ４
からの弾性波信号（電気信号）はケーブル６によりプリ
アンプ５に伝達されてこのプリアンプ５で増幅される。 この実施例では、前記プリアンプ５の増幅率を２６ｄＢ
とした。 さらに、回転軸２の軸端には信号伝達能力が低周波域に
ある信号伝達手段としてスリップリング７が取り付けて
あり、プリアンプ５からの増幅信号がケーブル８により
スリップリング７に伝達されるようになっている。この
実施例において、スリップリング７は、信号伝達能力が
１０ｋＨｚ以下のものを用いている。 さらにまた、回転軸２には回転周期検出器９が設けてあ
って、この実施例では回転周期検出器９として電磁ピッ
クアップを用いてこれを回転軸２に取り付けた。 そしてさらに、前記回転軸２から離れた位置には、信号
処理装置１０を有し、この信号処理装置１０はケーブル
１１によってスリップリング８からの低周波数の弾性波
信号を受は取るようになっている。この信号処理装置１
０は、帯域フィルタ１２、メインアンプ１３、線形加算
平均処理を行うデータプロセッサ１４、波形記録装置１
５からなり、回転周期検出器（電磁ピックアップ）９か
らの回転周期検出信号はケーブル１６を介してデータプ
ロセッサ１４に伝達されるようになっている。主して、
この実施例では、メインアンプ１３の増幅率を４０ｄＢ
のものとした。 次に、このような構成の破壊発生検出装置を用いて部材
（歯車）１の破壊発生を検出する要領について説明する
。 浸炭焼き入れした歯車１の歯元に繰り返し曲げ負荷が加
えられることにより、歯元には割れが生じる。第３図は
割れの発生に伴って生じる弾性波の波形を模型的にあら
れしたものであって、波長の短い弾性波は１００〜３０
０ ｋＨｚ程度であり、通常はこの周波数帯域の弾性波
を利用して割れ等の破壊発生の検出が行われるが、この
割れによる弾性波には同時に比較的低周波の成分、例え
ば１ＯｋＨｚ程度以下の成分も含まれている。 この発明に係る部材の破壊発生検出方法は、この低岡波
成分を用いることを特徴とするものであって、この実施
例において弾性波信号を伝達する機器はいずれも低周波
域、とくに１〜１０ｋＨｚにおいて使用可能なものであ
れば十分である。 以下、弾性波信号の処理手順を示すと、まず。 歯車１において発生した破壊によって生じた弾性波は！
性波センサ４によって電気信号に変換され、ＳＮ比を改
善するため、プリアンプ５において２０倍に増幅される
。 次に、プリアンプ５において増幅された弾性波信号は、
信号伝達能力が低周波域にある信号伝達手段であるスリ
ップリング７を介して、前記回転軸２と共に回転するプ
リアンプ５から静止している信号処理装置１０へ送られ
る。この実施例では、使用可能な周波数帯域が１０ｋＨ
ｚ以下の低周波域におけるスリップリング７を用いるこ
とで十分なため、この価格は、１００〜３００ｋＨｚの
信号を中継し得る機器の価格に比べてｌ／２０程度であ
る。 そして、信号処理装置１０に送り込まれた弾性波信号は
まず周波数が１０ｋＨｚ以下の成分を通過させる帯域フ
ィルタ１２によって雑音を除去され、次いでメインアン
プ１３によって増幅された後、データプロセー、す１４
に送られる。このデータプロセッサ１４では回転周期検
出器９からの回転周期検出信号をもとにして１弾性波信
号を１周期ごとに分離し、各周期の信号に２５６回の線
形加算平均処理を行う、この場合の線形加算平均処理の
原理は、突発的に生じる雑音は、大振幅のものであって
もやがては平均化されて減衰するが、割れ等の破壊によ
る弾性波信号は毎周期はぼ同位相で発生するため、減衰
せずに強調されるということを活用したものであって、
複数回のりニアアベレーシング処理を施した後に基準波
形を引算処理することにより、従来の弾性波測足で行わ
れてきた複雑な雑音分離を行うことなく、確実に有効な
弾性波信号を検出することができる。このとき、線形加
算平均処理は１００〜３００ｋＨｚの比較的高周波の弾
性波信号を対象とした場合には、波長が短すぎるため、
弾性波信号のわずかな位相ずれによって割れ発生による
弾性波信号まで減衰してしまい、必ずしも有効な手段と
はならない、すなわち、この線形加算平均処理は、この
発明に係わる弾性波を測足する破壊発生検出方法におい
て、低周波数の弾性波信号を用いたことによる特徴的な
雑音除去方法である。 そして１以上の処理を終えた弾性波信号は波形記録装ｆ
ｆ１１５に記録される。 第４図は、回転軸２の回転速度が６０Ｏｒｐｍ、トルク
が１００ｋｇｆ−ｍの条件で上記歯車１の耐久試験を行
い、この際に本発明に係わる破壊発生検出方法を試みた
結果を示すものであって、縦軸は弾性波の振幅（電圧）
、横軸は回転軸２の１回転を１周期としたときの位相を
示しており、第４図（ａ）は繰り返し数が０サイクルの
とき、第４図（ｂ）は１ｏｏｏｏサイクルのとき、第４
図（Ｃ）は２００００サイクルのときを示している。 第４図に示すように、繰り返し数が増加するにつれて１
位相が０．３周期の位置においてコンスタントに弾性波
が生じ始めたので、２００００サイクルにて試験を中断
し、試験歯車におけるき裂発生の有無を調べたところ、
そのうち１歯の歯元表面から内部に向かって、深さ０．
３ｍｍ程度のき裂が認められた。 したがって、この発明に係わる部材の破壊発生検出方法
により、回転部品である歯車の耐久試験において破壊の
その場観察による早期発見ができることが確認された。 さらに、この発明に係わる部材の破壊発生検出方法では
、上記した破壊の早期発見だけでなく、線形加算平均処
理で用いた回転周期検出信号を利用することによって、
破壊の発生位置をも推定することが回旋である。 第５図はその原理を説明するものであって、歯車１の回
転軸２の部分に回転周期検出器９を設けた拡大図である
。そして、回転周期検出器９は歯車１の１回転（位相で
は２π）ことに第６図（ａ）に示すような回転周期検出
信号を発生する。一方、第５図に示すように、５裂Ｃか
回転周期検出器９から角度θの位置に生じたときには、
第６図（ｂ）に示すように、弾性波信号は回転周期検出
信号の発生位ｌから０だけ位相が遅れた位置で発生する
ことになる。したがって、回転周期検出信号と弾性波信
号の位相差を調べることによって、き裂等の破壊の発生
位置が推定できる。
この発明に係わる部材の破壊発生検出方法では、繰り返
し負荷を受けることにより脆性的な破壊を発生する部材
の前記破壊の発生を検出する方法において、前記部材に
弾性波センサを取り付け、前記弾性波センサからの弾性
波信号を信号伝達能力が低周波域にある信号伝達手段を
介して。 前記弾性波信号を信号処理装置に伝達し、前記信号処理
装置において線形加算平均処理を行うことによって前記
部材の破壊の発生を検出する構成としたことから、繰り
返し負荷を受けることによる部材の破壊発生を精度良く
検出することが可能であり、従来のように弾性波センサ
を部材に直接取付けて弾性波信号をＦＭ電波によって伝
達する場合のごとく装置が高価なために実用化が困難で
あったという不具合を解消することが可能であって、繰
り返し負荷を受けることによる部材の破壊発生の検出を
安価にかつ確実に行えるようになり、部材の耐久試験に
要する開発期間ならびに工数を大幅を低減することがで
きるようになるという著しく優れた効果がもたらされる
。
し負荷を受けることにより脆性的な破壊を発生する部材
の前記破壊の発生を検出する方法において、前記部材に
弾性波センサを取り付け、前記弾性波センサからの弾性
波信号を信号伝達能力が低周波域にある信号伝達手段を
介して。 前記弾性波信号を信号処理装置に伝達し、前記信号処理
装置において線形加算平均処理を行うことによって前記
部材の破壊の発生を検出する構成としたことから、繰り
返し負荷を受けることによる部材の破壊発生を精度良く
検出することが可能であり、従来のように弾性波センサ
を部材に直接取付けて弾性波信号をＦＭ電波によって伝
達する場合のごとく装置が高価なために実用化が困難で
あったという不具合を解消することが可能であって、繰
り返し負荷を受けることによる部材の破壊発生の検出を
安価にかつ確実に行えるようになり、部材の耐久試験に
要する開発期間ならびに工数を大幅を低減することがで
きるようになるという著しく優れた効果がもたらされる
。
ｗＩｊ１図はこの発明に係わる部材の破壊発生検出方法
の一実施例による測定要領を示す説明図２第２図はこの
発明の実施例で用いた弾性波センサの周波数特性を示す
説明図、第３図は浸炭焼入れした歯車の割れにより生じ
る弾性波の波形を例示する模式的説明図、第４図はこの
発明の実施例における弾性波信号波形の観察結果を示し
、第４図（ａ）は割れ発生前の基準波形を示し、第４図
（ｂ）はｉ ｏｏｏｏサイクル後の波形を示し、第４図
（ｃ） ２００００サイクル後の波形を示すそれぞれ説
明図、第５図は回転周期検出によって破壊発生位置を推
定する方法の原理的説明図、第６図は第５図に示した破
壊発生位置を推定する方法において第６図（ａ）は回転
周期検出信号の説明図、第６図（ｂ）は弾性波信号の説
明図である。 １・・・部材（歯車）、４・・・弾性波センサ、７・・
・信号伝達手段（スリツブリング）、１０・・・信号処
理装置。
の一実施例による測定要領を示す説明図２第２図はこの
発明の実施例で用いた弾性波センサの周波数特性を示す
説明図、第３図は浸炭焼入れした歯車の割れにより生じ
る弾性波の波形を例示する模式的説明図、第４図はこの
発明の実施例における弾性波信号波形の観察結果を示し
、第４図（ａ）は割れ発生前の基準波形を示し、第４図
（ｂ）はｉ ｏｏｏｏサイクル後の波形を示し、第４図
（ｃ） ２００００サイクル後の波形を示すそれぞれ説
明図、第５図は回転周期検出によって破壊発生位置を推
定する方法の原理的説明図、第６図は第５図に示した破
壊発生位置を推定する方法において第６図（ａ）は回転
周期検出信号の説明図、第６図（ｂ）は弾性波信号の説
明図である。 １・・・部材（歯車）、４・・・弾性波センサ、７・・
・信号伝達手段（スリツブリング）、１０・・・信号処
理装置。
Claims (2)
- （１）繰り返し負荷を受けることにより脆性的な破壊を
発生する部材の前記破壊の発生を検出する方法において
、前記部材に弾性波センサを取り付け、前記弾性波セン
サからの弾性波信号を信号伝達能力が低周波域にある信
号伝達手段を介して、前記弾性波信号を信号処理装置に
伝達し、前記信号処理装置において線形加算平均処理を
行うことによって前記部材の破壊の発生を検出すること
を特徴とする部材の破壊発生検出方法。 - （２）信号伝達手段の信号伝達能力が１０ ｋＨｚ以下である請求項第（１）項に記載の部材の破壊
発生検出方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2080484A JPH03279838A (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 部材の破壊発生検出方法 |
| US07/673,891 US5142916A (en) | 1990-03-28 | 1991-03-25 | Rupture initiation inspecting method and apparatus |
| DE4110110A DE4110110A1 (de) | 1990-03-28 | 1991-03-27 | Pruefverfahren und -vorrichtung fuer brucheinleitung |
| GB9106651A GB2242524B (en) | 1990-03-28 | 1991-03-28 | Rupture initiation monitoring method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2080484A JPH03279838A (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 部材の破壊発生検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03279838A true JPH03279838A (ja) | 1991-12-11 |
Family
ID=13719558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2080484A Pending JPH03279838A (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 部材の破壊発生検出方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5142916A (ja) |
| JP (1) | JPH03279838A (ja) |
| DE (1) | DE4110110A1 (ja) |
| GB (1) | GB2242524B (ja) |
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPH10221233A (ja) * | 1997-02-07 | 1998-08-21 | Bridgestone Metalpha Kk | 捻回試験方法及び捻回試験装置 |
| CN102914432A (zh) * | 2012-10-24 | 2013-02-06 | 宣化钢铁集团有限责任公司 | 一种检测机械故障的振动和声发射信号调理仪 |
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| JP3051911B2 (ja) * | 1996-04-04 | 2000-06-12 | 工業技術院長 | ラジアル軸受における信号発生位置の標定方法及び装置 |
| GB2356048A (en) * | 1999-08-18 | 2001-05-09 | Peter Edward Sharp | Acoustic on-line condition monitoring of a machine part |
| JP4735184B2 (ja) * | 2005-10-20 | 2011-07-27 | 株式会社デンソー | 溶接工作物の異常判別評価方法およびその異常判別評価装置 |
| WO2015187241A1 (en) * | 2014-06-02 | 2015-12-10 | Sikorsky Aircraft Corporation | Diagnosis of drive shaft disc couplings |
| KR101655214B1 (ko) * | 2014-10-02 | 2016-09-07 | 현대자동차 주식회사 | 프레스 판넬의 결함 검출 장치 및 그 방법 |
| US10444196B2 (en) | 2017-09-20 | 2019-10-15 | Fisher Controls International Llc | Bandwidth-selectable acoustic emission apparatus and methods for transmitting time-averaged signal data |
| US10373598B2 (en) | 2017-09-20 | 2019-08-06 | Fisher Controls International Llc | Integrated acoustic emission transducer apparatus and methods |
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| IT1091619B (it) * | 1977-11-25 | 1985-07-06 | Rtm Inst Res Tech Mec | Apparecchio per il collaudo dinamico di ingranaggi |
| US4380172A (en) * | 1981-02-19 | 1983-04-19 | General Electric Company | On-line rotor crack detection |
| US4408294A (en) * | 1981-03-27 | 1983-10-04 | General Electric Company | Method for on-line detection of incipient cracks in turbine-generator rotors |
| JPS58150859A (ja) * | 1982-03-03 | 1983-09-07 | Hitachi Ltd | 回転体の亀裂診断装置 |
| JPS5979852A (ja) * | 1982-10-29 | 1984-05-09 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 微視的破壊検出装置 |
| DE3804720A1 (de) * | 1988-02-15 | 1989-08-24 | Siemens Ag | Verfahren zur diagnose von mechanischen eigenschaften der rotierenden teile waelzgelagerter maschinen |
| US4931949A (en) * | 1988-03-21 | 1990-06-05 | Monitoring Technology Corporation | Method and apparatus for detecting gear defects |
| GB2228088B (en) * | 1988-12-16 | 1992-09-16 | Nippon Seiko Kk | Method and apparatus for detecting cracks in bearings |
-
1990
- 1990-03-28 JP JP2080484A patent/JPH03279838A/ja active Pending
-
1991
- 1991-03-25 US US07/673,891 patent/US5142916A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-03-27 DE DE4110110A patent/DE4110110A1/de not_active Withdrawn
- 1991-03-28 GB GB9106651A patent/GB2242524B/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5142916A (en) | 1992-09-01 |
| GB9106651D0 (en) | 1991-05-15 |
| DE4110110A1 (de) | 1991-10-02 |
| GB2242524B (en) | 1994-01-05 |
| GB2242524A (en) | 1991-10-02 |
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