JPH07318457A - 軸受の異常診断装置 - Google Patents

軸受の異常診断装置

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JPH07318457A
JPH07318457A JP6115005A JP11500594A JPH07318457A JP H07318457 A JPH07318457 A JP H07318457A JP 6115005 A JP6115005 A JP 6115005A JP 11500594 A JP11500594 A JP 11500594A JP H07318457 A JPH07318457 A JP H07318457A
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signals
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Hirosuke Kaji
宏亮 賀治
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 精度の高い異常診断ができる軸受の異常診断
装置を提供する。 【構成】 平均振幅算出手段(ステップS9)が算出した
周期別の平均振幅と、発生率計算手段(ステップS8)が
計算した周期別発生率とを乗算して周期別パワースペク
トルを計算するパワースペクトル算出手段(ステップS
10)と、周期別パワースペクトルと所定のしきい値と
を比較して軸受の異常を診断する比較手段(ステップS
13)を備えた。 【効果】 AE信号の個数と振幅を異常を診断するため
のデータとして取り入れることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、軸受が発生するAE
(アコースティックエミッション)を検出して、軸受の
異常を診断する軸受の異常診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、転がり軸受の異常診断装置は、転
がり軸受の構成要素(内,外輪,転動体,保持器など)のい
ずれかに剥離等の異常が発生した場合、軸受が発生する
AEをAEセンサで検出し、このAEセンサが出力する
AE信号を包絡線検波すると、図4に示すような波形の
AE信号を得る。tは剥離等を起こした軸受構成要素の
特性周期の一つである。特性周期とは、次の5つを指
す。外輪の転動体通過周期:t0,内輪の転動体通過周
期:ti,転動体自転周期:tb,転動体公転周期:tc,内
輪(もしくは外輪)回転周期:tr。そして、所定の診断
時間内に、軸受の特性周期tもしくはtの整数倍の周期
nt(n=1,2,3…)について周期別にAE信号の発生
個数(周期の数)を計数し、図5に示すように、上記発生
個数が所定のしきい値(5個)を越えたときに、周期tに
対応する特性周期をもつ軸受の構成要素が異常,すなわ
ち軸受が異常であると診断している。図5では、周期t
と2tのAE信号が異常を示していると診断される。
【0003】また、今一つの軸受の異常診断装置として
は、上記周期別に所定のしきい値を越えたAE信号の発
生個数を計数し、上記発生個数を上記所定の診断時間内
に発生可能なAE信号の周期別最大個数で除算して、周
期別の発生率を計算し、図6に示すように、この発生率
が所定のしきい値を越えたときに、異常と診断するもの
がある。図4に示した診断時間では、周期tのAE信号
が発生可能な最大個数は10個であり、周期2tのAE
信号が発生可能な最大個数は9個であり、周期3tのA
E信号が発生可能な最大個数は8個である。従って、周
期別の発生率は、図6に示すように、周期tでは60%
になり、周期2tでは67%になり、周期3tでは50
%になる。そして、図6では発生率のしきい値を65%
に設定しているので、周期2tのAE信号が異常を示し
ていると診断される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記2つの
従来の軸受の異常診断装置では、AE信号の個数だけに
基づいて軸受の異常を診断しているから、図4に示すよ
うな、AE信号の振幅の大小のデータが診断に寄与しな
い。したがって、精度の高い異常診断ができない問題が
ある。
【0005】そこで、この発明の目的は、AE信号の個
数だけでなく、AE信号の振幅をも異常を診断するため
のデータとして取り入れることができ、精度の高い異常
診断ができる軸受の異常診断装置を提供することにあ
る。
【0006】
【課題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診断装置は、軸受が発生する
AEを検出するAEセンサと、上記AEセンサが出力し
たAE信号を包絡線検波する包絡線検波回路とを備え、
上記包絡線検波したAE信号を所定のしきい値と比較し
て、軸受の異常を診断する軸受の異常診断装置におい
て、所定の期間内に、上記AE信号の個数を周期別に計
数する信号数計数手段と、上記所定の期間内に、上記A
E信号の振幅を周期別に合算する振幅合算手段と、上記
周期別に合算したAE信号の振幅を、上記周期別に計数
したAE信号の個数で除算して、上記所定期間内のAE
信号の平均振幅を周期別に算出する平均振幅算出手段
と、上記周期別に計数したAE信号の個数を、上記所定
期間にAE信号の発生ミスがなかったときに計数される
べきAE信号の周期別最大個数で除算して、周期別発生
率を計算する発生率計算手段と、上記周期別の平均振幅
と、上記周期別発生率とを乗算して、周期別パワースペ
クトルを計算するパワースペクトル算出手段と、上記周
期別パワースペクトルと、所定のしきい値とを比較し
て、軸受の異常を診断する比較手段とを備えたことを特
徴としている。
【0007】
【作用】この発明の軸受の異常診断装置は、上記パワー
スペクトル算出手段が、上記平均振幅算出手段が算出し
た周期別の平均振幅と、上記発生率計算手段が計算した
周期別発生率とを乗算して周期別パワースペクトルを計
算し、比較手段が上記周期別パワースペクトルと所定の
しきい値とを比較して軸受の異常を診断する。
【0008】したがって、この発明によれば、周期別の
AE信号の平均振幅と、周期別のAE信号の個数の両方
を軸受の異常診断のデータとして取り入れることができ
る。したがって、この発明によれば、AE信号の個数だ
けでなく、AE信号の振幅をも異常を診断するためのデ
ータとして取り入れることができ、精度の高い異常診断
ができる
【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。
【0009】図1に示すように、この発明の軸受の異常
診断装置の実施例は、例えば転がり軸受が発生するAE
を検出してAE信号を出力するAEセンサ1と、上記A
E信号を増幅するプリアンプ2と、上記プリアンプ2が
増幅したAE信号のうち所定の周波数帯域のAE信号を
通過させるバンドパスフォルター3と、このバンドパス
フォルター3を通過したAE信号を増幅するメインアン
プ4と、メインアンプ4が増幅したAE信号を包絡線検
波する包絡線検波回路5と、包絡線検波回路5が包絡線
検波したAE信号が入力されるコンピュータ7とを備え
ている。
【0010】上記コンピュータ7の動作を、図3に示す
フローチャートに沿って説明する。まず、ステップS1
で、転がり軸受の異常を判定するためのしきい値を設定
する。このしきい値は、以下のステップで算出するAE
信号のパワースペクトル値に対するしきい値である。次
に、ステップS2に進み、診断対象軸受の諸元値より特
性周期を計算する。以降、図4に示すように、特性周期
の一つであるtでAEが発生したとし、tのみに着目し
て説明する。
【0011】次に、ステップS3に進み、包絡線検波後
のAE信号の波形をデータとして取り込む。次に、ステ
ップS4に進み、上記AE信号の波形データの内、所定
のAE判定しきい値を越えたデータを取り出す。このデ
ータは、AE信号の振幅とAE信号の発生時刻とを含ん
でいる。
【0012】次に、ステップS5に進み、周期パラメー
タnを1として、ステップS6に進む。ステップS6で
は、所定の計測時間内に、AE信号の発生ミスがなかっ
たときに計数されるべきn×(特性周期t)の周期のA
E信号の最大個数Nを計算する。
【0013】つぎに、ステップS7に進み、ステップS
4で取り出したAE信号のデータの内、周期が上記周期
(n×t)と一致するAE信号の振幅と発生個数Mを取
り出す。次に、ステップS8に進み、上記発生個数Mを
上記最大個数Nで除算して、周期ntのAE信号の発生
率pを計算する。次に、ステップS9に進み、周期がn
tであるAE信号の振幅の上記所定の計測時間内での合
計値を求め、この振幅の合計値を周期がntであるAE
信号の発生個数Mで除算して、上記AE信号の振幅の平
均値を計算する。
【0014】次に、ステップS10に進み、上記周期n
tのAE信号の発生率pと振幅の平均値とを乗算して、
周期ntのAE信号のパワー値を計算する。次に、ステ
ップS11に進み、周期パラメータnが所定の最大値M
AXに達したか否かを判断し、最大値MAXに達したと
判定したときにステップS12に進み、最大値MAXに
達していないと判断したときにステップS13に進む。
ステップS12では、パラメータnを1だけ増加させて
ステップS6に戻る。
【0015】ステップS13では、周期パラメータnを
1から最大値MAXまで順に変化させて、各周期nt
(n=1〜MAX)のAE信号のパワー値と、ステップS
1で計算した異常判定しきい値とを比較する。次に、ス
テップS14に進み、上記AE信号のパワー値が上記異
常判定しきい値を越えていたときに、特性周期tに対応
する軸受の構成要素に異常が発生したと判断して、ステ
ップS15に進み特性周期tに対応する軸受の構成要素
が異常であることを示す警告を表示し、更に、ステップ
S16で各周期ntのAE信号のパワー値を表示する。
このパワー値の表示例を図2に示す。
【0016】一方、上記AE信号のパワー値が上記異常
判定しきい値を越えていなかったときに、軸受に異常が
発生していないと判断して、ステップS16に進んで、
上記各周期ntのAE信号のパワー値を表示する。以
後、他の特性周期についても同様な診断を行う。
【0017】上記ステップS7とステップS9とが振幅
合算手段と平均振幅算出手段を構成しており、上記ステ
ップS7とステップS8とが信号数計数手段と発生率計
算手段とを構成している。
【0018】このように、この実施例は、AE信号のパ
ワー値に基づいて、軸受の異常を診断する。このパワー
値は、上記したように、AE信号の振幅データとAE信
号の発生個数のデータとを含んでいるから、AE信号の
個数だけでなく、AE信号の振幅をも異常を診断するた
めのデータとして取り入れることができる。従って、軸
受の異常を高い精度で診断することができ、FFT(高
速フーリエ変換)による診断とほぼ同等な高精度診断を
行うことができる。尚、上記実施例では転がり軸受につ
いて説明したが、すべり軸受においても本発明を通用で
きる。
【0019】
【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、パワースペクトル算出手段が、平
均振幅算出手段が算出した周期別の平均振幅と、発生率
計算手段が計算した周期別発生率とを乗算して周期別パ
ワースペクトルを計算し、比較手段が上記周期別パワー
スペクトルと所定のしきい値とを比較して軸受の異常を
診断する。
【0020】したがって、この発明によれば、周期別の
AE信号の平均振幅と、周期別のAE信号の個数の両方
を軸受の異常診断のデータとして取り入れることができ
る。したがって、この発明によれば、AE信号の個数だ
けでなく、AE信号の振幅をも異常を診断するためのデ
ータとして取り入れることができるから、軸受の異常を
高い精度で診断できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の軸受の異常診断装置の実施例のブ
ロック図である。
【図2】 上記実施例で算出したAE信号の周期毎のパ
ワー値の表示例を示す図である。
【図3】 上記実施例の動作を説明するフローチャート
である。
【図4】 包絡線検波後のAE信号の波形を示す波形図
である。
【図5】 図4の波形図から、周期別に集計したAE信
号の発生個数を示す図である。
【図6】 図4の波形図から、周期別に集計したAE信
号の発生率を示す図である。
【符号の説明】
1…AEセンサ、2…プリアンプ、3…バンドパスフィ
ルター、4…メインアンプ、5…包絡線検波回路、7…
コンピュータ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸受が発生するAEを検出するAEセン
    サと、上記AEセンサが出力したAE信号を包絡線検波
    する包絡線検波回路とを備え、上記包絡線検波したAE
    信号を所定のしきい値と比較して、軸受の異常を診断す
    る軸受の異常診断装置において、 所定の期間内に、上記AE信号の個数を周期別に計数す
    る信号数計数手段と、 上記所定の期間内に、上記AE信号の振幅を周期別に合
    算する振幅合算手段と、 上記周期別に合算したAE信号の振幅を、上記周期別に
    計数したAE信号の個数で除算して、上記所定期間内の
    AE信号の平均振幅を周期別に算出する平均振幅算出手
    段と、 上記周期別に計数したAE信号の個数を、上記所定期間
    にAE信号の発生ミスがなかったときに計数されるべき
    AE信号の周期別最大個数で除算して、周期別発生率を
    計算する発生率計算手段と、 上記周期別の平均振幅と、上記発生率計算手段が計算し
    た周期別発生率とを乗算して、周期別パワースペクトル
    を計算するパワースペクトル算出手段と、 上記周期別パワースペクトルと、所定のしきい値とを比
    較して、軸受の異常を診断する比較手段とを備えたこと
    を特徴とする軸受の異常診断装置。
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