JPH0726942B2 - Ae発生箇所標定装置 - Google Patents

Ae発生箇所標定装置

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JPH0726942B2
JPH0726942B2 JP22887887A JP22887887A JPH0726942B2 JP H0726942 B2 JPH0726942 B2 JP H0726942B2 JP 22887887 A JP22887887 A JP 22887887A JP 22887887 A JP22887887 A JP 22887887A JP H0726942 B2 JPH0726942 B2 JP H0726942B2
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重人 西本
奉之 三枝
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Koyo Seiko Co Ltd
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Koyo Seiko Co Ltd
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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、玉軸受の損傷箇所を検出するAE(アコース
ティックエミッション)発生箇所標定装置に関する。
〈従来の技術〉 従来、AE発生位置標定装置としては第8図に示すものが
ある(特開昭58−97654号公報)。このAE発生位置標定
装置は、基盤1に固定された外輪2と、スピンドル3に
取り付けられた内輪5と、外周に複数の歯形状の凹凸6,
6,…を有すると共に、複数の玉7,7,…を保持する保持器
8と、保持器8の回転角を検出する位置検出センサー9
と、AEを検出するAE検出装置11と、演算装置12を備えて
いる。そして、内輪5をスピンドル3により回転させ、
玉7,7,…と外輪2の接触点、つまり荷重点を玉7,7,…の
回転にともなって移動させて、荷重点が外輪2の損傷箇
所に来たときに発生するAEをAE検出装置11により検出
し、このAE検出装置11からのAE信号と位置検出センサー
9からの信号に基づいて、演算装置12で外輪2の損傷位
置を算出するようにしていた。
〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、上記従来のAE発生位置標定装置では、外輪の
損傷位置は検出できるが、外輪,内輪および玉を組み合
わせたままで測定した場合、AEが外輪,内輪,玉のいず
れから発生しているかを識別することができないという
問題があった。すなわち、上記AE発生位置標定装置で
は、軸受を分解し、個別部品にして損傷位置を検出しな
ければならないという問題があった。そのため、従来の
装置では密封タイプの軸受の損傷位置の検出は実際上不
可能であった。
そこで、この発明の目的は、玉軸受を組み付けたままで
その損傷箇所を容易に特定できるAE発生箇所標定装置を
提供することにある。
〈問題を解決するための手段〉 上記目的を達成するために、この発明のAE発生箇所標定
装置は、玉軸受に負荷を与えて負荷圏を生ぜしめる負荷
付与手段と、上記玉軸受からのアコースティックエミッ
ションを検出するAEセンサーと、上記AEセンサーからの
AE信号と基準値とを比較して上記AE信号が上記基準値を
超えたときに損傷信号を出力する比較手段と、上記玉軸
受の回転角を検出して回転信号を出力する回転センサー
と、上記損傷信号と上記回転信号に基づいて上記損傷信
号の発生周期が第1軌道輪の回転周期もしくは第1軌道
輪玉通過周期と同期しているか否かを判別して、上記発
生周期が上記第1軌道輪の回転周期もしくは第1軌道輪
玉通過周期に同期しているときに第1軌道輪異常信号を
出力する第1軌道輪標定手段と、上記損傷信号と上記回
転信号に基づいて上記損傷信号の発生周期が、第2軌道
輪玉通過周期に同期しているか否かを判別して、上記発
生周期が第2軌道輪玉通過周期に同期しているときに第
2軌道輪異常信号を出力する第2軌道輪標定手段と、上
記損傷信号と上記回転信号に基づいて上記損傷信号の発
生周期が保持器回転周期に対して、負荷圏に対応する許
容範囲に入るか否かを判別して、上記発生周期が上記許
容範囲内に入るときに玉異常信号を出力する玉標定手段
を備えたことを特徴としている。
〈作用〉 玉軸受からのAEはAEセンサーに検出され、AE信号が比較
手段に入力されて基準値と比較される。そして、AE信号
が基準値を超えたときに損傷信号が出力される。一方、
玉軸受の回転角は回転センサーによって検出され、回転
信号が出力される。そして、第1軌道輪を回転させ、第
2軌道輪を静止させ、損傷信号と回転信号に基づいて次
の処理が行われる。第1軌道輪標定手段は第1軌道輪の
負荷圏がその回転によって移動するから、上記損傷信号
の発生周期が第1軌道輪の回転周期もしくは第1軌道輪
玉通過周期と同期しているか否かを判別して、上記発生
周期が第1軌道輪の回転周期もしくは第1軌道輪玉通過
周期に同期しているときは、第1軌道輪に損傷があると
して、第1軌道輪異常信号を出力する。第2軌道輪は静
止して負荷圏が移動しないから、第2軌道輪標定手段は
上記損傷信号の発生周期が玉が第2軌道輪の負荷圏とな
る特定箇所を通過する第2軌道輪玉通過周期と同期して
いるか否かを判別して、上記発生周期が玉が第2軌道輪
の特定箇所を通過する第2軌道輪玉通過周期に同期して
いると判別したときに、第2軌道輪に損傷があるとして
第2軌道輪異常信号を出力する。また、玉標定手段は、
特定の玉が負荷圏となる箇所を通過する周期が保持器の
回転周期に同期し、そして、その回転周期の最大1/2の
許容範囲内で玉が負荷圏にあって、その範囲内にあると
きに損傷信号がランダムに発生すると考えられるから、
上記損傷信号の発生周期が上記許容範囲内でランダムに
発生するときは玉に損傷があるとして玉異常信号を出力
する。
〈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4図は、このAE発生箇所標定装置によって損傷箇所が
標定されるラジアル玉軸受35を示している。この玉軸受
35は第1軌道輪である内輪32と第2軌道輪である外輪33
との間に玉34を保持器(図示せず)により一定ピッチに
配置しており、内輪32に固定した回転軸36にマーク37を
張り付けている。上記外輪33は図示しない手段で固定さ
れており、負荷は負荷付与手段の一例としての回転軸36
により上から下向きにかかっている。したがって、外輪
33の内周面下部が負荷圏Lになっている。
上記回転軸36の回転角の検出は、第1図に示すエンコー
ダ31によってマーク37の一定回転角を検出することによ
って行い、回転軸36の回転を表すパルスが演算装置27に
入力される。
一方、上記玉軸受35からのAEはAEセンサー21によって検
出される。AEセンサー21からの信号はプリアンプ22で増
幅されてフィルタ23に入力される。このフィルタ23は10
0KHz〜500KHzの周波数成分を通過させて、メインアンプ
24に入力する。玉軸受に初期剥離が生じた場合、第2図
に示すようなAE信号が発生し、このAE信号のスペクトル
は第3図に示すように100KHz〜500KHzの周波数帯域に特
徴を有しているということを本発明者が発見したからで
ある。フィルタ23でろ波されたAE信号はメインアンプ24
でさらに増幅されて、包絡線検波回路25で包絡線検波さ
れ、比較手段としての比較器26に入力されて基準値と比
較される。玉軸受35に損傷がある場合には第5図中のA
で示すように急に包絡線検波25の出力が大きくなる。比
較器26はこのようなパワー値が大きくなる時点を包絡線
検波回路25の出力と基準値とを比較することによって検
出し、上記出力が基準値を越えた場合に演算装置(CP
U)27に損傷信号を出力する。
上記演算装置27は比較器26からの損傷信号とエンコーダ
31からの回転信号を受けて第7図に示す演算処理を行
う。まず、ステップS1で比較器26からの損傷信号の発生
周期をクロックをカウントして演算し、ステップS2に進
んで、この損傷信号の発生周期がエンコーダ31からの入
力に基づいて算出された内輪32の回転周期(1/fr)もし
くは内輪32の所定箇所が玉を通過する周期、すなわち内
輪玉通過周期(1/fi)に同期しているか否かが判別され
る。ステップS2で同期していると判別した場合は、第6
図(a)に示すように内輪32の損傷箇所が負荷圏Lにく
る毎、あるいは負荷圏Lにおいて、損傷箇所に玉が接触
する毎に損傷信号が出力されたことを表しているから、
内輪32に損傷があるとして内輪32の異常を表す信号を出
力して、図示しないディスプレイに内輪32の異常を表示
する。また、その損傷箇所の位置はエンコーダ31からの
信号に基づいて算出される。次いで、ステップS3に進ん
で損傷信号の発生周期が外輪33の負荷圏Lを玉34が通過
する周期に一致しているか否かを判別して、第6図
(b)に示すように、損傷信号の発生周期が玉34が負荷
圏Lを通過する外輪玉通過周期(1/fo)に同期している
と判別したときには、外輪33の負荷圏Lに損傷があると
して外輪33の異常を表示する。この外輪33の負荷圏Lは
外輪33を回転させて負荷圏となる箇所を変化させること
によって、外輪33の全体について損傷部分があるか否か
をチェックできる。次いで、ステップS4に進んで、損傷
信号の発生周期が保持器の回転周期(1/fc)に対して、
{±1/(2fc)}の許容範囲内に入っているか否かを判
別する。第6図(c)に示すように、保持器が外輪の一
定箇所に来る周期1/fcで、損傷した玉34が外輪33の上記
一定箇所にくるが、保持器に保持された玉34が負荷圏L
に存する期間は最大で1/(2fc)であるから、玉34に損
傷がある場合には、{1/fc±1/(2fc)}の許容範囲の
周期で損傷信号が発生することになる。したがって、ス
テップS4で損傷信号の発生周期が{1/fc−1/(2fc)}
〜{1/fc+1/(2fc)}に入る場合には、玉34の異常を
表す玉異常信号を出力して、玉34の異常をディスプレイ
に表示する。次いで、ステップS5に進んで測定を終了す
るか否か判別して、測定を続ける場合はステップS2に戻
る。
上記実施例では、軸受の回転角を回転軸に取り付けたマ
ークをエンコーダで検出しているので、機械加工を必要
とせずに簡単に軸受回転数を検出できる。
上記実施例では、標定手段はCPUのプログラムにより構
成したが、比較器を用いて構成してもよい。
〈発明の効果〉 以上より明らかなように、この発明のAE発生箇所標定装
置は、AEセンサーで検出したAE信号と基準値とを比較手
段で比較して、AE信号が基準値をこえたときに比較手段
から出力される損傷信号と回転センサーからの軸受の回
転角を表わす回転信号に基づいて、第1軌道輪標定手段
で損傷信号の発生周期が第1軌道輪の回転周期もしくは
第1軌道輪玉通過周期に同期しているか否かを判別して
第1軌道輪に損傷があるか否かを識別し、また、第2軌
道輪標定手段で上記損傷信号の発生周期が玉が第2軌道
輪の所定箇所を通過する第2軌道輪玉通過周期に同期し
ているか否かを判別して、第2軌道輪に損傷があるか否
かを識別し、また、上記損傷信号の発生周期が保持器回
転周期に対して負荷圏に対応する一定許容範囲内に入っ
ているか否か判別して玉に損傷があるか否かを識別して
いるので、軸受の各部を組み付けたままで損傷箇所が第
1軌道輪,第2軌道輪,玉のいずれにあるかを特定する
ことができる。したがって、この発明のAE発生標定装置
は、軸受損傷箇所の検出作業を大幅にスピードアップで
き、特に密封タイプの玉軸受の損傷箇所を検出する際に
絶大な威力を発揮する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例を示すブロック図、第2図は
AE波形を示す線図、第3図は周波数とパワー値との関係
を示す線図、第4図は軸受の斜視図、第5図はAE発生周
期を示す線図、第6図(a),(b),(c)はAE発生
周期と損傷箇所の関係を示す線図、第7図は演算装置の
フローチャート、第8図は従来例を示す断面図である。 21……AEセンサー、26……比較手段、 31……回転センサー。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】玉軸受に負荷を与えて負荷圏を生ぜしめる
    負荷付与手段と、上記玉軸受からのアコースティックエ
    ミッションを検出するAEセンサーと、上記AEセンサーか
    らのAE信号と基準値とを比較して上記AE信号が上記基準
    値を超えたときに損傷信号を出力する比較手段と、上記
    玉軸受の回転角を検出して回転信号を出力する回転セン
    サーと、上記損傷信号と上記回転信号に基づいて上記損
    傷信号の発生周期が第1軌道輪の回転周期もしくは第1
    軌道輪玉通過周期と同期しているか否かを判別して、上
    記発生周期が上記第1軌道輪の回転周期もしくは第1軌
    道輪玉通過周期に同期しているときに第1軌道輪異常信
    号を出力する第1軌道輪標定手段と、上記損傷信号と上
    記回転信号に基づいて上記損傷信号の発生周期が、第2
    軌道輪玉通過周期に同期しているか否かを判別して、上
    記発生周期が第2軌道輪玉通過周期に同期しているとき
    に第2軌道輪異常信号を出力する第2軌道輪標定手段
    と、上記損傷信号と上記回転信号に基づいて上記損傷信
    号の発生周期が保持器回転周期に対して、負荷圏に対応
    する許容範囲に入るか否かを判別して、上記発生周期が
    上記許容範囲内に入るときに玉異常信号を出力する玉標
    定手段を備えたことを特徴とするAE発生箇所標定装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09257651A (ja) * 1996-03-21 1997-10-03 Matsushita Electric Works Ltd 軸受の傷検出方法
JP2012103096A (ja) * 2010-11-10 2012-05-31 Ihi Corp 軸受劣化判断方法と装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09257651A (ja) * 1996-03-21 1997-10-03 Matsushita Electric Works Ltd 軸受の傷検出方法
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