JPH0625709B2 - Bearing abnormality detection method - Google Patents
Bearing abnormality detection methodInfo
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- JPH0625709B2 JPH0625709B2 JP62140486A JP14048687A JPH0625709B2 JP H0625709 B2 JPH0625709 B2 JP H0625709B2 JP 62140486 A JP62140486 A JP 62140486A JP 14048687 A JP14048687 A JP 14048687A JP H0625709 B2 JPH0625709 B2 JP H0625709B2
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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、アコースティックエミッション（ＡＥ）を
利用した軸受の異常検出方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a bearing abnormality detection method using acoustic emission (AE).
＜従来の技術＞ 従来、ＡＥによる軸受への異常検出方法は、軸受からの
ＡＥを検出するＡＥセンサからのＡＥ信号を比較器で一
定のしきい値と比較し、ＡＥ信号が一定のしきい値を超
えるか否かによって軸受の異常を判断していた。そし
て、上記比較器のしきい値は作業値の勘によって設定す
るか、あるいは実機の軸受に実際に剥離を生じさせ、そ
の時のＡＥ信号の振幅を測定して、しきい値としてい
た。<Prior Art> Conventionally, in the method of detecting an abnormality in a bearing by AE, a comparator compares an AE signal from an AE sensor that detects AE from the bearing with a certain threshold value, and the AE signal has a certain threshold value. The bearing was judged to be abnormal depending on whether or not it exceeded the value. Then, the threshold value of the comparator is set by taking into consideration the working value, or the actual bearing is actually peeled, and the amplitude of the AE signal at that time is measured and used as the threshold value.
＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら、上記従来の軸受の異常検出方法では、作
業者が勘によってしきい値を設定するか、あるいは実機
を実際に破損させてＡＥ信号の振幅を測定してしきい値
を設定していたため、次のような問題がある。<Problems to be Solved by the Invention> However, in the above-described conventional bearing abnormality detection method, the operator sets the threshold value by intuition or the actual machine is actually damaged to measure the amplitude of the AE signal. Since the threshold value was set by the above, there are the following problems.
作業者の勘によりしきい値を設定していたため、軸受
の異常を判定する精度が作業者によって変動し、判定精
度が悪化する。Since the threshold value is set by the operator's intuition, the accuracy of determining the abnormality of the bearing varies depending on the operator, and the determination accuracy deteriorates.
実機を実際に破損させてしきい値を設定する場合は、
しきい値の設定に時間と費用がかかる。To actually damage the actual machine and set the threshold,
Setting thresholds is time consuming and expensive.
しきい値の設定を自動化できない。Threshold setting cannot be automated.
そこで、この発明の目的は、ＡＥ信号に対するしきい値
を作業者の勘や実機の破損によらず、的確に設定するこ
とができ、ひいては軸受の異常を正確に検出でき、ま
た、しきい値を自動的に設定することも可能な軸受の異
常検出方法を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to set the threshold value for the AE signal accurately regardless of the operator's intuition or damage to the actual machine, and thus to accurately detect the abnormality of the bearing, and to set the threshold value. Another object of the present invention is to provide a method for detecting an abnormality in a bearing that can also automatically set.
＜問題点を解決するための手段＞ 上記目的を達成するため、この発明の軸受の異常検出方
法は、ＡＥ信号がしきい値を超えたときの上記ＡＥ信号
の発生周期を周期算出手段で算出し、上記発生周期を有
するＡＥ信号の発生数を発生周期毎に集計手段で集計
し、この集計手段で集計された発生周期毎のＡＥ信号の
発生数の分布を表わす直線の傾きがなくなるように上記
しきい値を設定することを特徴としている。<Means for Solving Problems> In order to achieve the above object, in the bearing abnormality detection method of the present invention, the cycle calculating means calculates the generation cycle of the AE signal when the AE signal exceeds a threshold value. Then, the number of generations of the AE signal having the above-mentioned generation period is totaled by the totaling unit for each generation period, and the slope of the straight line representing the distribution of the number of generations of the AE signal for each generation period totaled by the totaling unit is eliminated. It is characterized in that the above threshold value is set.
この発明の原理を第２図に基づいて説明する。The principle of the present invention will be described with reference to FIG.
第２図(a)はＡＥ信号を包絡線検波した後の検波波形を
示すものであり、レベルが急に高くなっている個所が異
常時に発生するＡＥ信号であり、レベルの低い箇所はバ
ックノイズを表わしている。しかして、いまバックノイ
ズの上限を表わすしきい値を1.0mＶとして、バックノイ
ズ上限よりも0.25mＶ低くしきい値を設定した場合に、
ＡＥ信号がこのしきい値を超えたときの周期と、その発
生回数の関係を第２図(b)に示している。また、しきい
値をバックノイズ上限1.0mＶに設定した場合の発生周期
に対する発生回数を第２図(c)に示し、バックノイズ上
限よりも0.25mＶ高いレベルにしきい値を設定した場合
の発生周期に対する発生回数の分布を第２図(d)に示
す。この第２図(b),(c),(d)より分かるように、バック
ノイズ上限よりも低くした場合には、発生回数の分布は
第２図(b)のようになり、上記異常時に発生するＡＥ信
号を除いた発生周期と発生回数の分布を示す勾配は斜め
下がりになる。また、バックノイズの上限にしきい値を
設定した場合には、周期と発生回数の分布は第２図(c)
に示すようになり、上記異常時に発生するＡＥ信号を除
いた分布を直線近似した場合には、その直線は略水平に
なることがわかる（第６，７図参照）。また、第２図
(d)においても第２図(c)と同様である。したがって、し
きい値がバックノイズ上限より下に設定した場合には、
軸受の異常を識別することは困難である。すなわち、バ
ックノイズとＡＥ信号を識別して、ＡＥ信号を検出する
ためには、バックノイズの上限にしきい値を設定すれば
よい。このしきい値を確定するために、しきい値をＡＥ
信号がそのしきい値を超える場合の発生周期の発生回数
の分布を示す直線の傾きが無くなるようにすればよいこ
とがわかる。本発明にこの点に着目してなされたもので
ある。Figure 2 (a) shows the detection waveform after envelope detection of the AE signal. The point where the level suddenly rises is the AE signal that occurs during an abnormality, and the low level location is the background noise. Is represented. If the threshold value representing the upper limit of the back noise is 1.0 mV and the threshold value is set 0.25 mV lower than the upper limit of the back noise,
The relationship between the period when the AE signal exceeds this threshold value and the number of occurrences thereof is shown in FIG. 2 (b). Also, Fig. 2 (c) shows the number of occurrences with respect to the generation cycle when the threshold is set to the back noise upper limit of 1.0 mV, and the generation cycle when the threshold is set to a level 0.25 mV higher than the back noise upper limit. Fig. 2 (d) shows the distribution of the number of occurrences for. As can be seen from FIGS. 2 (b), (c), and (d), when the noise level is lower than the upper limit of back noise, the distribution of the number of occurrences becomes as shown in FIG. 2 (b). The gradient showing the distribution of the generation period and the number of generations excluding the generated AE signal is obliquely downward. When a threshold value is set for the upper limit of back noise, the distribution of the cycle and the number of occurrences is shown in Fig. 2 (c).
As shown in FIG. 7, when the distribution excluding the AE signal generated at the time of the above abnormality is linearly approximated, it can be seen that the straight line is substantially horizontal (see FIGS. 6 and 7). Also, FIG.
Also in (d), it is the same as that in FIG. 2 (c). Therefore, when the threshold is set below the upper limit of back noise,
It is difficult to identify bearing abnormalities. That is, in order to distinguish the back noise from the AE signal and detect the AE signal, a threshold value may be set to the upper limit of the back noise. To establish this threshold, the threshold is AE
It will be understood that the slope of the straight line showing the distribution of the number of occurrences of the occurrence period when the signal exceeds the threshold value should be eliminated. The present invention was made paying attention to this point.
＜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。<Example> Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to illustrated examples.
第１図はこの実施例のブロック構成図を示している。軸
受などからのＡＥはＡＥセンサ１に検出され、ＡＥセン
サから出力されたＡＥ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３に入力される。このバンドパ
スフィルタ３では、例えば１００ＫＨzから５００ＫＨz
の帯域のＡＥ信号が通過させられ、ノイズが除去され
る。ノイズが除去されたＡＥ信号はバンドパスフィルタ
３からメインアンプ４に入力され、さらに増幅されて、
包絡線検波回路５で包絡線検波され、第２図(a)に示す
信号が比較器６に入力される。この比較器６において
は、後述する方法によって設定されたしきい値と包絡線
検波されたＡＥ信号とが比較され、ＡＥ信号がしきい値
が超えた時にＡＥ信号がしきい値を超えたことを表わす
信号がコンピュータ７に入力される。コンピュータ７に
は比較器６からの信号が入力されるとともに、軸受の回
転を検出する回転センサ８からの信号が入力され、第３
図に示す処理によってしきい値が設定される。この第３
図に示す処理よって設定されたしきい値はＤ／Ａ変換器
９によってＤ／Ａ変換されて、比較器６に入力される。FIG. 1 shows a block diagram of this embodiment. The AE from the bearing or the like is detected by the AE sensor 1, and the AE signal output from the AE sensor is amplified by the preamplifier 2 and then input to the bandpass filter 3. In this band pass filter 3, for example, 100 KHz to 500 KHz
The AE signal in the band is passed and noise is removed. The noise-removed AE signal is input from the bandpass filter 3 to the main amplifier 4 and further amplified,
Envelope detection is performed by the envelope detection circuit 5, and the signal shown in FIG. 2 (a) is input to the comparator 6. In the comparator 6, the threshold value set by the method described later is compared with the envelope-detected AE signal, and when the threshold value of the AE signal exceeds the threshold value, the AE signal exceeds the threshold value. Is input to the computer 7. The signal from the comparator 6 is input to the computer 7, and the signal from the rotation sensor 8 that detects the rotation of the bearing is input to the computer 7.
The threshold value is set by the processing shown in the figure. This third
The threshold value set by the processing shown in the figure is D / A converted by the D / A converter 9 and input to the comparator 6.
上記コンピュータ７においては、第３図に示すように、
まずステップＳ1で初期設定がなされる。その後、ステ
ップＳ2に進んで、予め定められた規定時間が経過した
か否かが判断され、この規定時間が経過していない場合
には、ステップＳ3に進んで、ＡＥ信号がしきい値を超
えたパルスを比較器６から受けたか否か、すなわち異常
を示すＡＥが発生したか否かの判別が行なわれる。この
ステップＳ3で上記ＡＥが発生していないと判別された
場合は、ステップＳ2に戻る。ステップＳ3において上記
ＡＥが発生したと判別した場合には、ステップＳ4に進
んで、ＡＥの発生時間が記憶される。上記発生時間は、
第１図に示すタイマ１０からのクロックを計数して算出
される。その後、ステップＳ2に戻り、ステップＳ3を繰
り返す。In the computer 7, as shown in FIG.
First, in step S 1 , initial settings are made. Then, in step S 2 , it is determined whether or not a predetermined specified time has elapsed. If this specified time has not elapsed, the process proceeds to step S 3 and the AE signal is set to the threshold value. It is determined whether or not a pulse exceeding the above is received from the comparator 6, that is, whether or not an AE indicating an abnormality has occurred. If it is determined in step S 3 that the AE has not occurred, the process returns to step S 2 . If it is determined that the AE has occurred in step S 3, the process proceeds to step S 4, the time of occurrence of AE are stored. The above occurrence time is
It is calculated by counting the clocks from the timer 10 shown in FIG. Then, the process returns to step S 2 and step S 3 is repeated.
上記ステップＳ2で規定時間を経過したと判別した場合
には、ステップＳ5に進み、第４図に示すようなＡＥの
発生周期Ｔ1,Ｔ2が算出される。また、回転センサ８か
らの単位時間当たりの回転数を表わす信号に基づいて、
軸受の基準回転数に対して軸受の回転数が変動した場合
に上記発生周期を軸受の基準回転数に対する周期に換算
される。すなわち、検出された発生周期を、軸受の単位
時間当たりの実際回転数で割って、軸受の基準回転数を
掛ける処理を行なって、基準回転数当たりの周期に補正
される。次いで、ステップＳ6に進んで発生周期毎のＡ
Ｅの発生数を計数する。すなわち、第２図(b),(c),(d)
のようにＡＥの発生周期毎の発生回数の頻度を計算す
る。次いで、ステップＳ7に進んで、周期に対するＡＥ
の発生数の分布を直線近似する。すなわち、第６図に示
すように、バックノイズの上限よりもしきい値を低く設
定した場合には、周期に対する発生数の分布は右下がり
になるため直線近似した勾配がマイナスになる。逆に、
しきい値をバックノイズの上限に設定いた場合には、第
７図に示すように周期に対する発生数の勾配が略平坦に
なる。次いで、ステップＳ8に進み、上記第６図，７図
に示すように直線近似した直線の傾きがゼロか否かが判
別される。上記直線の勾配がゼロより小さい場合にはス
テップＳ9に進み、しきい値を上昇させ、再びステップ
Ｓ2に戻る。一方、ステップＳ8で直線近似した傾きがゼ
ロあるいはゼロよりも大きくなったと判断した場合に
は、しきい値がバックノイズ上限に設定されたとして、
このしきい値の設定を終了する。If it is determined to have exceeded the specified time in the step S 2, the process proceeds to step S 5, the generation period T 1 of the AE as shown in FIG. 4, T 2 is calculated. Further, based on the signal representing the number of rotations per unit time from the rotation sensor 8,
When the rotation speed of the bearing fluctuates with respect to the reference rotation speed of the bearing, the above generation cycle is converted into a cycle with respect to the reference rotation speed of the bearing. That is, the detected generation cycle is divided by the actual rotation speed of the bearing per unit time, and a process of multiplying the reference rotation speed of the bearing is performed to correct the cycle per reference rotation speed. Then, the process proceeds to step S 6 and
Count the number of E occurrences. That is, Fig. 2 (b), (c), (d)
As described above, the frequency of the number of occurrences of each AE is calculated. Then, in step S 7 , the AE for the cycle
The distribution of the number of occurrences of is linearly approximated. That is, as shown in FIG. 6, when the threshold value is set to be lower than the upper limit of the back noise, the distribution of the number of occurrences with respect to the cycle is sloping down to the right, and the linearly approximated slope becomes negative. vice versa,
When the threshold value is set to the upper limit of the back noise, the slope of the number of occurrences with respect to the cycle becomes substantially flat as shown in FIG. Then, the process proceeds to step S 8, the Figure 6, 7 the slope of the straight line obtained by linear approximation as shown in FIG whether zero or not. If the slope of the straight line is less than zero, the process proceeds to step S 9, raising the threshold, returns to step S 2. On the other hand, if it is determined in step S 8 that the linearly approximated slope is zero or greater than zero, it is determined that the threshold value is set to the upper limit of back noise.
The setting of this threshold value ends.
このように、この方法は作業者の勘や実機の破損などに
よらなくても、ＡＥ信号の発生周期に対するＡＥ信号の
発生数の分布を表わす直線の傾きが無くなるようにして
合理的にバックノイズの上限を表わすしきい値を設定で
き、従って正確に軸受の異常を検出することができる。
また、ＡＥの発生周期に対するＡＥの発生頻度分布に基
づいて、バックノイズを表わすしきい値を設定するの
で、しきい値の設定の自動化も可能である。As described above, according to this method, the slope of the straight line representing the distribution of the number of AE signal occurrences with respect to the AE signal occurrence cycle is eliminated without reasoning about the operator's intuition or damage to the actual machine. It is possible to set a threshold value that represents the upper limit of, and thus it is possible to accurately detect a bearing abnormality.
Further, since the threshold value representing the back noise is set based on the AE occurrence frequency distribution with respect to the AE occurrence cycle, it is possible to automate the setting of the threshold value.
上記実施例では発生周期を軸受の回転数に基づいて補正
を行なうようにしてはいるが、この補正は必ずしも必要
ではなく、軸受の回転数の変動が少ない場合にはこの補
正は行なわなくてもよい。In the above embodiment, the generation cycle is corrected based on the rotational speed of the bearing, but this correction is not always necessary, and if the fluctuation of the rotational speed of the bearing is small, this correction may be omitted. Good.
＜発明の効果＞ 以上より明らかなように、この発明の軸受の異常検出方
法は、ＡＥ信号がしきい値を越えた時の発生周期毎の発
生数を検出し、この発生周期に対するＡＥ信号の発生回
数の分布を直線近似し、その着線の傾きがゼロになるよ
うにしきい値を設定しているので、作業者の勘や手間費
用のかかる実機の破損などを行なわなくても、合理的に
しきい値を設定でき、正確に軸受の異常を検出できる。<Effects of the Invention> As is apparent from the above, the bearing abnormality detection method of the present invention detects the number of occurrences in each occurrence cycle when the AE signal exceeds the threshold value, and detects the AE signal for this occurrence cycle. The distribution of the number of occurrences is approximated to a straight line, and the threshold is set so that the inclination of the landing line becomes zero, so it is rational without the operator's intuition or costly damage to the actual machine. A threshold value can be set for and the bearing abnormality can be detected accurately.
また、この発明の軸受の異常検出方法は、ＡＥ信号の発
生周期に対する発生回数の分布を直線近似し、この直線
の傾きが水平になるようにしきい値を設定するので、し
きい値の設定を自動化することが可能である。Further, according to the bearing abnormality detecting method of the present invention, the distribution of the number of occurrences with respect to the generation cycle of the AE signal is linearly approximated, and the threshold value is set so that the slope of this straight line becomes horizontal. It can be automated.
第１図はこの発明の方法を実施するためのブロック図、
第２図(a)はＡＥ信号を包絡線検波した波形を示す図、
第２図(b),(c),(d)は発生周期に対するＡＥ信号の発生
数の分布を示す図、第３図はこの発明の方法を実施する
フローチャート、第４図は横軸に時間を縦軸に振幅を表
わしたＡＥ信号を表わす波形図、第５図は横軸に周期を
縦軸に発生数を表わしたグラフ、第６図，第７図は横軸
に周期を縦軸にＡＥ信号の発生数を表わし、その分布を
直線近似した状態を表わす図である。 １……ＡＥセンサ、２……プリアンプ、 ３……バンドパスフィルタ、４……メインアンプ、 ５……包絡線検波回路、６……比較器、 ７……コンピュータ、８……回転センサ、 ９……Ｄ／Ａ変換器。FIG. 1 is a block diagram for carrying out the method of the present invention.
FIG. 2 (a) is a diagram showing a waveform obtained by performing envelope detection on the AE signal,
2 (b), (c), and (d) are diagrams showing the distribution of the number of AE signals generated with respect to the generation cycle, FIG. 3 is a flowchart for carrying out the method of the present invention, and FIG. Is a waveform diagram showing the AE signal with the vertical axis representing the amplitude, FIG. 5 is a graph showing the cycle on the horizontal axis and the number of occurrences on the vertical axis, and FIGS. 6 and 7 show the cycle on the horizontal axis and the vertical axis. FIG. 6 is a diagram showing the number of AE signals generated and a state in which the distribution is linearly approximated. 1 ... AE sensor, 2 ... Preamplifier, 3 ... Bandpass filter, 4 ... Main amplifier, 5 ... Envelope detection circuit, 6 ... Comparator, 7 ... Computer, 8 ... Rotation sensor, 9 ...... D / A converter.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西本 重人 大阪府大阪市南区鰻谷西之町２番地 光洋 精工株式会社内 (72)発明者 藤本 芳樹 大阪府大阪市南区鰻谷西之町２番地 光洋 精工株式会社内 (72)発明者 原田 俊二 兵庫県西宮市高畑町３番48号 川鉄計量器 株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Shigeto Nishimoto 2 Nishinomachi Nishinomachi, Minami-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Koyo Seiko Co., Ltd. Address Koyo Seiko Co., Ltd. (72) Inventor Shunji Harada 3-48 Takahata-cho, Nishinomiya-shi, Hyogo Kawatetsu Measuring Instruments Co., Ltd.
Claims (1)
をＡＥセンサで検出し、上記ＡＥセンサからのＡＥ信号
としきい値とを比較手段で比較し、この比較手段の比較
結果に基づき、軸受の異常を検出する軸受の異常検出方
法であって、 上記ＡＥ信号がしきい値を超えたときの上記ＡＥ信号の
発生周期を周期算出手段で算出し、上記発生周期を有す
るＡＥ信号の発生数を発生周期毎に集計手段で集計し、
この集計手段で集計された発生周期毎のＡＥ信号の発生
数の分布を表わす直線の傾きがなくなるように上記しき
い値を設定することを特徴とする軸受の異常検出方法。1. An acoustic emission from a bearing is detected by an AE sensor, an AE signal from the AE sensor is compared with a threshold value by a comparison means, and an abnormality of the bearing is detected based on the comparison result of the comparison means. A method for detecting an abnormality of a bearing, wherein the cycle calculating means calculates the generation cycle of the AE signal when the AE signal exceeds a threshold value, and the number of generations of the AE signal having the generation cycle is generated for each generation cycle. Aggregate by means of aggregation,
A method of detecting an abnormality in a bearing, wherein the threshold value is set so that the slope of a straight line representing the distribution of the number of AE signals generated in each generation cycle, which is totalized by the totaling means, is eliminated.
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63304132A JPS63304132A (en) | 1988-12-12 |
| JPH0625709B2 true JPH0625709B2 (en) | 1994-04-06 |
Family
ID=15269728
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP62140486A Expired - Lifetime JPH0625709B2 (en) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | Bearing abnormality detection method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0625709B2 (en) |
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