JPH05202930A - 軸受の異常監視方法および装置 - Google Patents

軸受の異常監視方法および装置

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JPH05202930A
JPH05202930A JP5112791A JP5112791A JPH05202930A JP H05202930 A JPH05202930 A JP H05202930A JP 5112791 A JP5112791 A JP 5112791A JP 5112791 A JP5112791 A JP 5112791A JP H05202930 A JPH05202930 A JP H05202930A
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JP
Japan
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bearing
lubricating oil
temperature
heat
abnormality
Prior art date
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JP5112791A
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Shigeo Hamazaki
繁夫 浜崎
Omio Nobuhara
臣夫 延原
Tominari Sato
富徳 佐藤
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Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 軸受3に潤滑油を循環して供給し、この軸受
3の前記潤滑油の入口温度T1、出口温度T2、循環流
量q、大気温度T0、回転軸6の回転数Nを計測して軸
受3に発生する熱量Qを演算して求め、この熱量Qに対
する変化熱量△Qに基づいて軸受が異常であると判断す
る。 【効果】 潤滑油を常時監視でき、これによって異常発
生時の早期検出を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば滑り軸受など
の異常状態を検出するためなどに好適に実施することが
できる軸受の異常監視方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、ころがり軸受に関しては、音
あるいは振動などを常時検出し、それらが予め定めるし
きい値を超えた場合には異常信号を出力する異常監視方
法が周知である。この方法では、図5のラインL1にお
いて、参照符W1で示される比較的故障率が高い範囲に
ならないと、その軸受の異常が検出されないため、軸受
の異常を早期に検出することができないという問題を有
する。
【0003】このような問題を解決するために他の先行
技術では、軸受に供給される潤滑油を採取して、その潤
滑油中の金属摩耗粉などを顕微鏡によって観察するフェ
ログラフィ法が用いられている。この方法では、図5の
参照符W2で示される比較的故障率の低い範囲における
軸受の異常を検出することができる。しかしながらこの
ような先行技術では、その都度、潤滑油をサンプリング
する必要があり、前記潤滑油を常時監視することができ
ないという問題を有する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、潤滑油を常時監視して、軸受の異常を早期に検出
することができるようにした軸受の異常監視方法および
装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、軸受に潤滑油
を循環して供給し、この軸受の前記潤滑油の入口温度T
1、潤滑油の出口温度T2、潤滑油の循環流量q、大気
温度T0、軸受によって支持される回転軸6の回転数
N、潤滑油の熱伝達係数CA、および潤滑油の比熱Cに
基づいて、軸受に発生する熱量Qと、この熱量Qに対す
る変化熱量△Qとを演算して求め、この演算によって求
められた熱量Qと変化熱量ΔQとに基づいて軸受の異常
を判断することを特徴とする軸受の異常監視方法であ
る。
【0006】また本発明は、軸受に潤滑油を循環して供
給し、この軸受の潤滑油の入口温度T1を検出する第1
温度検出器S1と、前記軸受の潤滑油の出口温度T2を
検出する第2温度検出器S2と、大気温度T0を計測す
る手段S3と、前記軸受によって支持される回転軸6の
回転数Nを検出する回転数検出手段14と、前記循環し
て供給される潤滑油の流量qを計測する流量計測手段1
0と、前記入口温度T1、出口温度T2、回転数N、お
よび流量qを記憶するための第1メモリM1と、第1メ
モリM1に記憶された記憶内容に基づいて、潤滑油の熱
伝達係数をCAとし、および潤滑油の比熱をCとしたと
きの前記軸受に発生する熱量Qを演算して求める演算手
段15と、この演算手段15によって求められた熱量Q
を記憶するための第2メモリM2と、前記演算手段15
からの出力に応答して、前記熱量Qと、その熱量Qに対
する変化熱量ΔQとに基づいて、軸受の異常状態を表示
する手段16とを含むことを特徴とする軸受の異常監視
装置である。
【0007】
【作用】本発明に従えば、軸受に潤滑油を循環して供給
し、この軸受の潤滑油の入口温度T1、出口温度T2、
潤滑油の循環流量q、大気温度T0および軸受によって
支持される回転軸の回転数Nが計測され、そのときの潤
滑油の熱伝達係数CA、潤滑油の比熱Cを既知量として
その軸受に発する熱量Qを演算して求め、この熱量Qと
熱量Qに対して変化した熱量△Qとに基づいて、この変
化熱量ΔQが予め定める値以上になったとき、軸受に異
常状態が発生したものと判断される。
【0008】このようにして潤滑油の入口温度T1、出
口温度T2、流量q、回転数N、大気温度T0を常時計
測して、前記変化熱量Qが予め定める値以上であるか否
かを連続的に監視することができ、これによって軸受の
異常を早期に発見することができる。
【0009】請求項2記載の本発明に従えば、軸受の潤
滑油の入口温度T1が第1温度検出器S1によって検出
され、また出口温度T2が第2温度検出器S2によって
検出される。また軸受によって支持される回転軸6の回
転数Nは回転数検出手段14によって検出され、潤滑油
の循環流量qは流量計測手段10によって計測される。
第1メモリM1には、前記入口温度T1、出口温度T
2、回転数N、大気湿度T0および流量qが記憶され
る。このような第1メモリM1に記憶された記憶内容に
基づいて、演算手段15によって潤滑油の熱伝達係数が
CAおよび比熱がCであるときの軸受に発生する熱量Q
が演算して求められ、その変化熱量ΔQに基づいて軸受
に異常が発生したものと判断され、前記演算手段からの
出力に応答して、表示手段によって前記異常であること
が表示される。
【0010】
【実施例】図1は、本発明の一実施例の系統図である。
ポンプ1によって循環管路2内を循環される潤滑油は、
滑り軸受3に供給される。この軸受3は、メタルカバー
20によって覆われる外輪4内に同軸に配置される軸受
メタルとよばれる内輪5を有し、内輪5内には回転軸6
が回転自在に支持される。滑り軸受3の循環方向A上流
側の入口7近傍には第1温度検出器S1が設けられ、こ
の温度検出器S1によって循環管路2内を循環する潤滑
油の入口温度T1が検出される。また滑り軸受3の前記
循環方向A下流側の出口8付近には、第2温度検出器S
2が設けられ、この温度検出器S2によって循環管路2
内を流れる潤滑油の出口温度T2が検出される。循環管
路2の前記ポンプ1よりも循環方向A下流側には熱交換
器9が設けられ、管路10に供給された冷却水と熱交換
を行って、前記滑り軸受3によって昇温された潤滑油が
冷却される。この熱交換器9よりも循環方向A下流側で
あり、かつ前記第1温度検出器Sよりも循環方向A上流
側には、循環管路2内を循環する潤滑油の流量を計測す
るための流量計10が設けられ、この流量計10によっ
て流量qが計測される。
【0011】図2を参照して、前記回転軸6に関連して
設けられる回転数検出手段14、大気温度検出器S3、
第1温度検出器S1、第2温度検出器S2、および流量
計10からの各出力は、第1メモリM1の各記憶領域に
個別的に記憶され、演算手段15において異常判断の評
価関数として、求められる。
【0012】すなわち、滑り軸受3の熱平衡状態は下記
のようになる。
【0013】ここで、潤滑油の出入口温度をそれぞれT
1,T2、潤滑油の比熱C、流量q、回転軸6の回転数
をN、冷却系の冷却温度をQc、大気温度をT0、大気
へ逃げる熱量をQ0、回転軸6が回転することによって
発生する熱量をQとするとき、正常時における熱量の平
衡状態は、
【0014】
【数1】Q=Q0+Qc の関係式が成立し、発熱量Qは、回転数Nの関数となる
ため、滑り軸受の型式が決まると次式が既知の関数とし
て定まる。
【0015】
【数2】Q=Q(N) また、大気へ逃げる熱量Q0は、冷却配管系からの熱損
失と考えられ,同様に冷却配管系が決まると、次式が既
知の関数として定まる。
【0016】
【数3】 Q0≒CA・{(T1+T2)/2 − T0 } ここにCAは、熱伝達係数で定数である。
【0017】冷却熱量QCは、次式で与えられる。
【0018】
【数4】QC=C・q・(T2−T1) 数2、数3、数4を数1に代入すれば、正常時には、以
下の式が成立する。
【0019】
【数5】 Q=CA・{(T1+T2)/2 − T0}+ C・q・(T2−T1) しかし、異常時には、熱量がQが変化量△Qだけ変化し
て正常時の状態からずれる。この変化量を正規化した値
Kは、
【0020】
【数6】K= △Q/Q で異常変化率として監視すればよい。
【0021】△Qは、数5より、
【0022】
【数7】 △Q=CA・{(T1+T2)/2−T0}+C・q・(T2−T1)−Q(N) したがって、
【0023】
【数8】 K= ΔQ/Q ={CA・{(T1+T2)/2−T0}+C・q・(T2−T1)}/Q−1 このように数8の演算を行って変化率Kを求め、この変
化率Kが予め定める値K1以上になったとき、軸受3に
異常が発生したものと判断される。このような予め定め
る値K1は、第2メモリM2に記憶されており、各値
K,K1は、表示手段16によって図3に示されるよう
に、K値をラインL2で示し、K1値をラインL3で示
すグラフによって記録紙19上に折れ線で表示するよう
にしてもよい。また、この表示手段16は、たとえば陰
極線管あるいは液晶表示素子などによって実現するよう
にしてもよい。この場合には、図4に示されるように、
表示手段16の表示画面20に各数値T0,T1,T
2,N,q,K,K1をそのまま表示するようにしても
よい。
【0024】前述した実施例では、滑り軸受について説
明したけれども、ころがり軸受に関してもまた、本発明
を好適に実施することができる。また各熱量Q,ΔQに
基づいて、それらの変化率Kだけでなく、温度差(T2
−T1)によって軸受の異常を判断するようにしてもよ
い。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、軸受に循環して供給さ
れる潤滑油の入口温度T1、出口温度T2、循環流量
q、大気温度T0、回転軸の回転数Nを計測して演算
し、その軸受の熱量の変化量に基づいて異常の発生を判
断するようにしたので、その軸受を常時監視することが
でき、早期に異常の発生を検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の系統図である。
【図2】異常監視装置13の全体の構成を示すブロック
図である。
【図3】表示手段16による表示態様を示す斜視図であ
る。
【図4】本発明の他の実施例の表示手段16による表示
態様を示す図である。
【図5】先行技術における軸受の故障率と時間との関係
を示すグラフである。
【符号の説明】
1 ポンプ 2 循環管路 3 滑り軸受 7 入口 8 出口 10 流量計 13 異常監視装置 14 回転数検出手段 15 演算手段 16 表示手段 M1,M2 メモリ S1,S2,S3 温度検出器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸受に潤滑油を循環して供給し、この軸
    受の前記潤滑油の入口温度T1、潤滑油の出口温度T
    2、潤滑油の循環流量q、大気温度T0、軸受によって
    支持される回転軸6の回転数N、潤滑油の熱伝達係数C
    A、および潤滑油の比熱Cに基づいて、軸受に発生する
    熱量Qと、この熱量Qに対する変化熱量△Qとを演算し
    て求め、 この演算によって求められた熱量Qと変化熱量ΔQとに
    基づいて軸受の異常を判断することを特徴とする軸受の
    異常監視方法。
  2. 【請求項2】 軸受に潤滑油を循環して供給し、この軸
    受の潤滑油の入口温度T1を検出する第1温度検出器S
    1と、 前記軸受の潤滑油の出口温度T2を検出する第2温度検
    出器S2と、 大気温度T0を計測する手段S3と、 前記軸受によって支持される回転軸6の回転数Nを検出
    する回転数検出手段14と、 前記循環して供給される潤滑油の流量qを計測する流量
    計測手段10と、 前記入口温度T1、出口温度T2、回転数N、および流
    量qを記憶するための第1メモリM1と、 第1メモリM1に記憶された記憶内容に基づいて、潤滑
    油の熱伝達係数をCAとし、および潤滑油の比熱をCと
    したときの前記軸受に発生する熱量Qを演算して求める
    演算手段15と、 この演算手段15によって求められた熱量Qを記憶する
    ための第2メモリM2と、 前記演算手段15からの出力に応答して、前記熱量Q
    と、その熱量Qに対する変化熱量ΔQとに基づいて、軸
    受の異常状態を表示する手段16とを含むことを特徴と
    する軸受の異常監視装置。
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