JPH0658298B2 - 軸受の異常診断装置 - Google Patents

軸受の異常診断装置

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JPH0658298B2
JPH0658298B2 JP63059012A JP5901288A JPH0658298B2 JP H0658298 B2 JPH0658298 B2 JP H0658298B2 JP 63059012 A JP63059012 A JP 63059012A JP 5901288 A JP5901288 A JP 5901288A JP H0658298 B2 JPH0658298 B2 JP H0658298B2
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JP
Japan
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cycle
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bearing
signal
sensor
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JP63059012A
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重人 西本
芳樹 藤本
紀明 井上
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Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
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Publication date
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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
した軸受の異常診断装置に関する。
<従来の技術> 従来、AEによる軸受の異常診断装置としては次のよう
なものがある。この軸受の異常診断装置は軸受からのA
EをAEセンサにより検出し、AEセンサからの出力を
比較器で一定のしきい値と比較することによって、AE
信号が上記しきい値を超えたときにランプ等を点灯して
軸受の異常を表示するようにしている。
<発明が解決しようとする課題> しかしながら、上記従来の軸受の異常診断装置では単に
AE信号のレベルが一定のしきい値を超えたか否かによ
って、軸受の異常をランプ等で表示しているため、たと
えば装置が誤動作したり他の原因で多量のAEが発生し
た場合においても、表示としては軸受の異常としか表示
されず、軸受が正常であるにもかかわらず装置の停止,
軸受の分解が行われ、膨大な労力,経費の損失を招くと
いう問題があった。
そこで、この発明の目的は、AEの発生の周期性を考慮
し、かつ、それを表示することによって、軸受の異常、
装置の誤動作、あるいは装置の異常を判別できる軸受の
異常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> この発明の原理を第4図に基づいて説明する。
第4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箇所が
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。このAE信号は、軸受の異
常部位により特定の周期(特性周期)をもって発生す
る。すなわち内輪の場合には内輪回転周期と内輪の一点
を転動体が通過する周期(内輪転動体通過周期)、外輪
の場合には外輪の一点を転動体が通過する周期(外輪転
動体通過周期)、転動体の場合には転動体自転周期及び
保持器公転周期である。
第4図(b)は内輪が剥離している場合のAEの発生周期
を周期別の発生数で集計したものであり、これから、軸
受の異常時には特性周期をもったAEのみが発生するこ
とがわかる。したがって、軸受の異常判断は、特性周期
をもったAEの発生がある数以上発生すれば異常と考え
ればよい。すなわち、第4図(c)のようにしきい値を設
け、AEの発生数がこのしきい値を超えれば異常と判断
すればよい。第4図(d)は、軸受異常以外、ここではセ
ンサの破損時のAE発生周期を示すが、ランダムな周期
をもったAEが多数発生しており、特性周期をもったA
Eだけが発生しているとは言えない。しきい値を超えて
いるのは、特性周期だけでなく他の周期をもったAEも
超えており、一目で軸受の異常でないことが判断でき
る。
第4図(e)は、AEの発生数がしきい値を超えていな
い。この状態で装置が異常と表示した場合には、明らか
に誤動作であることがわかる。
本発明は、この点に着目してなされたものであり、軸受
からのアコースティックエミッションを検出してAE信
号を出力するAEセンサと、上記AEセンサからのAE
信号としきい値とを比較する比較手段と、上記比較手段
から、上記AE信号が上記しきい値を超えたことを表わ
す信号を受けて、上記しきい値を超えるAE信号の発生
周期を算出する周期算出手段と、上記周期算出手段で算
出された発生周期毎の上記しきい値を超えるAE信号の
発生数を集計する集計手段と、上記集計手段で集計され
た周期毎の上記しきい値を超えるAE信号の発生数と上
記発生周期とを表示する表示装置とを備えたことを特徴
としている。
<作用> 軸受などからのAEはAEセンサによって検出され、A
E信号が出力される。
このAE信号は適宜処理された後、比較手段で所定のし
きい値と比較され、上記AE信号が上記しきい値を超え
た時にそれを表わす信号が出力される。この比較手段の
信号を受けて周期算出手段はAE信号の周期を算出す
る。集計手段は上記周期算出手段で算出された発生周期
毎のAE信号の発生数を集計する。上記集計手段で集計
された各発生周期毎の発生数と上記発生周期とが表示装
置に表示される。この表示装置に表示された内容より、
特性周期におけるAEの発生数がしきい値を超えない場
合には誤動作と判断し、しきい値を超えた場合の発生周
期が特性周期である場合には軸受が異常と判断し、また
しきい値を超えた発生周期が特性周期でない場合には例
えばセンサなど軸受以外が異常だと判断できる。
さらに、本発明では、集計手段で集計された発生周期毎
のAE信号の発生数と発生周期とを表示装置に表示でき
るので、作業者がノイズのレベルを視認しながら異常の
認識基準となる頻度のしきい値を適宜に設定でき、軸受
の異常、装置の誤動作、あるいは、装置自体の異常かど
うかを正確かつ迅速に判別することができる。すなわ
ち、適正なしきい値を探し出すのに、試行錯誤を行う必
要がなく、迅速に異常診断ができるのである。
<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、1は軸受などからのAEを検出するA
Eセンサである。このAEセンサ1から出力されるAE
の大きさを表わす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ー3で例えば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。上記バンドパスフィルター3でノイズが
除去されたAE信号はメインアンプ4でさらに増幅さ
れ、包絡線検波回路5に入力され、包絡線検波される。
包絡線検波された後のAE信号は比較器6においてしき
い値と比較され、AE信号がしきい値を超えたときにパ
ルスをコンピュータ7に出力する。また、コンピュータ
7には回転センサ8より単位時間あたりの軸受の回転数
が入力される。そして、コンピュータ7における演算結
果が表示装置としてのCRT9に表示される。
上記コンピュータ7においては第2図のフローチャート
に示す処理が行なわれる。
まず、第2図のステップS1で初期設定がなされ、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
か否かが判断される。ここで、規定時間が経過していな
いと判断されたときはステップS3に進み、比較器6の
パルスを受けたか否かによって、AEが発生したか否か
が判別され、AEが発生していないと判別した時はステ
ップS2に戻り、AEが発生したと判別した時はステッ
プS4に進み、このAEを検出した時間をメモリに記憶
し、ステップS2に戻る。このステップS2,S3,S4
繰り返した後、ステップS2で規定時間が経過したと判
断すると、ステップS5に進んで、ステップS4で記憶し
たAEの発生時間相互の周期を算出する。次いで、ステ
ップS6に進み、回転センサ8から受けた規定時間経過
中の軸受の単位時間当りの回転数変化を基準回転数に換
算して、基準回転数における周期にステップS5で算出
した周期を補正する。すなわち、ステップS5で算出し
た周期に対して、回転センサ8で検出した軸受の単位時
間当たりの回転数を掛け、基準回転数で割る処理を行な
う。次いで、ステップS7に進んで、各AE信号を発生
周期毎に集計を行なう。すなわち、第5図(a)に示すよ
うに、AEの発生周期毎の発生数の頻度を算出する。次
いで、ステップS8に進んで、AEのいずれかの発生周
期の頻度が第5図(a)に示すようにある一定のしきい値
を超えたか否かを判別して、発生数がしきい値を超えた
時には何らかの異常と判定し、ステップS9に進んで警
報を出力する。次いで、ステップS10に進んで集計され
た周期毎の発生数と、しきい値と、特性周期をCRT9
に表示する。そして、この表示内容は周期毎のAEの発
生回数を表わし、例えば第5図(a)に示すように表示さ
れる。作業者はこのCRT9の表示内容より軸受の異常
か否かを判断する。その作業者の判断処理の内容は第3
図のフローチャートに示す。まず、ステップS11に示す
ようにAEの発生数がしきい値を超えたか否かを判断す
る。そして、AEの発生数がしきい値を超えた場合(第
5図(b),(d))にはステップS13に進んで、発生周期が
特性周期であるか否かを判断する。AEの発生周期が特
性周期である場合(第5図(b))、軸受の異常と正確に
判断される。一方、AEの発生回数がしきい値を超える
周期が特性周期以外の他の周期にも存する場合(第5図
(d))、例えば軸受以外のセンサあるいは他の装置に異
常があるとわかる。一方、ステップS11でAE発生数が
しいき値を超えていないと判断した場合(第5図
(c))、何らかの誤動作だと判断される。
なお、ステップS8で、どの周期においても発生数がし
きい値を超えないと判断した時はステップS2に戻る。
また、この軸受の異常診断装置では、CRT9に発生周
期毎のAE信号の発生数と発生周期とを表示するので、
作業者がノイズのレベルを視認しながら異常の認識基準
となる頻度のしきい値を適宜に設定でき、したがって、
軸受の異常、装置の誤動作、あるいは、装置自体の異常
かどうかを正確かつ迅速に判別することができる。すな
わち、適正なしきい値を探し出すのに、試行錯誤を行う
処理がなく、迅速に異常診断ができるのである。
上記実施例では作業者がCRT9の表示内容より第3図
の判断処理を行なうようにしたが、それに加えて、コン
ピュータ7に第3図のステップS13に示すしきい値を超
えた周期が特性周期であるか否かを判断するプログラム
を記憶させて、第3図に示す処理を自動的に行なうよう
にしてもよい。さらに、ステップS13でAEの発生回数
がしきい値を超える特性周期が、内輪の回転周期,内輪
の一点を転動体が通過する周期か、あるいは外輪の一点
を転動体が通過する周期かによって、内輪の損傷か外輪
の損傷かが判断される。また上記特性周期が転動体の自
転周期あるいは保持器の公転周期である場合には転動体
の損傷と判断される。
<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診断装
置は、AEセンサからのAE信号としきい値を比較する
比較手段と、しきい値を超えたAE信号の発生周期を算
出する周期算出手段と、AE信号の発生周期毎の発生数
を集計する集計手段と、上記周期算出手段で算出された
発生周期毎の上記しきい値を超えるAE信号の発生数を
集計する集計手段と、上記集計で集計された発生周期毎
の上記しきい値を超えるAE信号の発生数と上記発生周
期を表示する表示装置とを備えたので、単なる軸受の異
常診断だけでなく、その根拠となるAEの発生の周期性
を確認でき、軸受の診断が正確に行なわれたかどうかを
識別でき、誤診断による装置の停止,軸受の分解などを
防止できる。
さらに、本発明では、集計手段で集計された発生周期毎
のAE信号の発生数と発生周期とを表示装置に表示でき
るので、作業者がノイズのレベルを視認しながら異常の
認識基準となる頻度のしきい値を適宜に設定でき、軸受
の異常、装置の誤動作、あるいは、装置自体の異常かど
うかを正確かつ迅速に判別することができる。すなわ
ち、適正なしきい値を探し出すのに、試行錯誤を行う必
要がなく、迅速に異常診断ができるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の軸受の異常診断装置のブロック図、
第2図,第3図は上記実施例のフローチャート、第4図
は包絡線検波波形およびAEの発生周期と発生回数の関
係を示す図、第5図はCRTの表示内容を示す図であ
る。 1……AEセンサ、3……バンドパスフィルター、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……CRT。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 紀明 岡山県倉敷市水島川崎通1丁目(番地表示 なし)川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (56)参考文献 特開 昭63−304128(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】軸受からのアコースティックエミッション
    を検出してAE信号を出力するAEセンサと、 上記AEサンサからのAE信号としきい値とを比較する
    比較手段と、 上記比較手段から、上記AE信号が上記しきい値を超え
    たとことを表わす信号を受けて、上記しきい値を超える
    AE信号の発生周期を算出する周期算出手段と、 上記周期算出手段で算出された発生周期毎の上記しきい
    値を超えるAE信号の発生数を集計する集計手段と、 上記集計手段で集計された発生周期毎の上記しきい値を
    超えるAE信号の発生数と上記発生周期とを表示する表
    示装置とを備えたことを特徴とする軸受の異常診断装
    置。
JP63059012A 1988-03-10 1988-03-10 軸受の異常診断装置 Expired - Lifetime JPH0658298B2 (ja)

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JPH01232230A JPH01232230A (ja) 1989-09-18
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