JPH08285565A - Bearing monitor - Google Patents
Bearing monitorInfo
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- JPH08285565A JPH08285565A JP9060195A JP9060195A JPH08285565A JP H08285565 A JPH08285565 A JP H08285565A JP 9060195 A JP9060195 A JP 9060195A JP 9060195 A JP9060195 A JP 9060195A JP H08285565 A JPH08285565 A JP H08285565A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、キャンドモータ等の回
転電機におけるロータ軸を支承するベアリングの摩耗状
態を検出するベアリングモニタに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bearing monitor for detecting a worn state of a bearing that supports a rotor shaft in a rotary electric machine such as a canned motor.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、キャンドモータポンプにおける
キャンドモータ部のロータ軸のベアリング(軸受)とし
て、すべり軸受が使用されている。しかるに、このすべ
り軸受は、その材質によっては長期間の使用により摩耗
を生じる。従って、このようなベアリングの摩耗によっ
て、ポンプ部におけるインペラとケーシングとの接触な
いしはキャンドモータ部におけるロータとステータとの
接触を起生し、正規のポンプ性能を発揮し得なくなるば
かりでなく、ポンプ運転を停止させてしまう難点があ
る。2. Description of the Related Art Generally, a slide bearing is used as a bearing of a rotor shaft of a canned motor portion in a canned motor pump. However, depending on the material of the slide bearing, it will be worn out for a long period of time. Therefore, such wear of the bearing causes contact between the impeller and the casing in the pump section or contact between the rotor and the stator in the canned motor section, which may prevent normal pump performance from being exerted and also cause pump operation. There is a drawback that will stop.
【0003】このため、この種のベアリングにおいて
は、摩耗量がある一定以上になると検知動作を行うベア
リングモニタが必要とされる。For this reason, in this type of bearing, a bearing monitor is required to detect the wear when the amount of wear exceeds a certain level.
【0004】このような観点から、従来において、例え
ばキャンドモータの回転子の末端部において、内部に所
定の圧力で空気または不活性ガスを封入した検知器を対
向配置し、ベアリングがスラスト方向またはラジアル方
向もしくは両者の複合方向に所定の許容度を越えて摩耗
した際、回転子軸が偏心回転することにより、回転子軸
の一部と検知器とが接触して、検知器の感知部が破裂し
てこの状態を検出するように構成したベアリングモニタ
が知られている。From such a point of view, conventionally, for example, at the end of the rotor of a canned motor, detectors in which air or an inert gas is sealed at a predetermined pressure are arranged so as to face each other, and the bearing is in the thrust direction or radial direction. Eccentric rotation of the rotor shaft due to eccentric rotation when worn in a single direction or in a combined direction of both, causing a part of the rotor shaft to come into contact with the detector, causing the detector to rupture. A bearing monitor configured to detect this state is known.
【0005】しかしながら、このような機械的構成から
なるベアリングモニタは、キャンドモータへの設置に際
し、製作上高い精度が要求され、また消耗品であるため
保守に手間が掛かる等の問題点がある。However, the bearing monitor having such a mechanical structure has a problem in that high precision is required in manufacture when it is installed in the canned motor, and it is a consumable item, which requires troublesome maintenance.
【0006】これに対し、交流回転電機におけるベアリ
ングモニタとして、ステータ組立に特定の空間角をもっ
て複数の検出コイルを組込み、これらの検出コイルを直
列接続して合成誘起電圧を検出するように構成すること
により、ベアリング摩耗等による回転子の偏心状態を検
出する構成からなるものも提案されている。On the other hand, as a bearing monitor in an AC rotating electric machine, a plurality of detection coils are incorporated in a stator assembly with a specific space angle, and these detection coils are connected in series to detect a combined induced voltage. Accordingly, there has been proposed a device having a configuration for detecting an eccentric state of the rotor due to bearing wear or the like.
【0007】しかしながら、このように電気的に作動す
るベアリングモニタは、キャンドモータの構成部品とし
て組込むために製作が容易であり、保守も簡便となる利
点が得られるが、この種のベアリングモニタは、検出コ
イルの構成上検出感度に指向性があるため、ベアリング
の特定の摩耗方向については適正な検出を達成すること
ができず、さらに外部的な誘導障害によっても適正な検
出を達成することができないという難点がある。However, such an electrically operated bearing monitor has advantages that it is easy to manufacture because it is incorporated as a component of a canned motor and maintenance is simple, but this type of bearing monitor is Due to the directivity of the detection sensitivity due to the structure of the detection coil, it is not possible to achieve proper detection for a specific bearing wear direction, and it is also impossible to achieve proper detection due to an external inductive obstacle. There is a drawback.
【0008】そこで、さらに前述した従来のベアリング
モニタの問題点を克服すべく、本出願人は、ロータ軸を
支承するラジアルベアリングと同軸的に前記ロータ軸を
囲繞するように摩耗性金属からなる検出リングを配置
し、この検出リングの外径を前記ロータ軸の外径に対し
ラジアルベアリングの内径より径大に設定すると共に、
その内径の偏差βをロータキャンとステータキャンの離
間距離αよりも若干小さく設定(β<α)し、これらラ
ジアルベアリングと検出リングとを、ベアリングハウジ
ングに一体的に設けると共に、このベアリングハウジン
グに対し振動計を設けて、前記ラジアルベアリングの摩
耗をこれにより偏心回転するロータ軸が前記検出リング
の内径部と接触することより起生する機械的振動を検出
するように構成したベアリングモニタを開発し、実用新
案登録を得た(実公平2−18683号公報)。Therefore, in order to further overcome the above-mentioned problems of the conventional bearing monitor, the applicant of the present invention has made a detection made of an abradable metal so as to surround the rotor shaft coaxially with the radial bearing that supports the rotor shaft. A ring is arranged, and the outer diameter of the detection ring is set larger than the inner diameter of the radial bearing with respect to the outer diameter of the rotor shaft.
The deviation β of the inner diameter is set to be slightly smaller than the separation distance α between the rotor can and the stator can (β <α), the radial bearing and the detection ring are integrally provided in the bearing housing, and the vibration is generated with respect to the bearing housing. By developing a bearing monitor configured to detect mechanical vibration caused by contact of the rotor shaft that eccentrically rotates due to wear of the radial bearing with the inner diameter of the detection ring, A new model registration was obtained (Jpn.
【0009】このように構成したベアリングモニタは、
構造が簡単であり、低コストに製造し得ると共に、ラジ
アルベアリングの交換に際しての作業性も良好であり、
ベアリングモニタとの関係におけるキャンドモータ自体
の劣化もなく、軽負荷の下でも検出精度の優れたベアリ
ングモニタを得ることができる。The bearing monitor thus constructed is
It has a simple structure, can be manufactured at low cost, and has good workability when replacing the radial bearing.
There is no deterioration of the canned motor itself in relation to the bearing monitor, and it is possible to obtain a bearing monitor with excellent detection accuracy even under a light load.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のベアリングモニタにおいては、ベアリングが許
容限度を越えて摩耗した際に、ロータ軸が偏心回転して
検出リングと接触することによって起生する機械的振動
を、単一の振動計を使用する簡単な構成により、ベアリ
ングの摩耗状態を簡便に検知することができる利点はあ
るが、複数のベアリングを使用するの場合には、いずれ
のベアリングが許容限度を越えた摩耗状態にあるかを判
別することが困難である。また、振動計は、単に振動状
態を感知するのみであり、例えばこの振動計により得ら
れる振動出力特性により、各ベアリングの摩耗状態を定
量的に評価すること等は不可能であった。However, in the above-mentioned conventional bearing monitor, when the bearing is worn beyond the allowable limit, the machine caused by the eccentric rotation of the rotor shaft and contact with the detection ring. Dynamic vibration has the advantage that the wear state of the bearing can be easily detected with a simple configuration using a single vibrometer, but when using multiple bearings, which bearing is acceptable It is difficult to determine whether the wear state exceeds the limit. Further, the vibrometer merely senses the vibration state, and it has been impossible to quantitatively evaluate the wear state of each bearing based on the vibration output characteristics obtained by the vibrometer, for example.
【0011】そこで、本発明の目的は、ベアリングを固
定する支持部材(ベアリングハウジング)と、前記ベア
リングによって支承されるロータ軸に固定され、前記支
持部材内において前記ベアリングの一端部と当接可能に
対向配置される回転部材(スラストワッシャ)とにおい
て、前記支持部材または前記回転部材に対し、その円周
方向に切欠を設けて、ベアリングの摩耗に際して前記各
部材が相互に接触することにより、大きな振動音を発生
させると共に、振動計による振動特性の計測によって摩
耗状態のベアリングを判別しかつその摩耗状態を定量的
に評価することができるベアリングモニタを提供するこ
とにある。Therefore, an object of the present invention is to fix a bearing to a support member (bearing housing) and to a rotor shaft supported by the bearing so that the support member can come into contact with one end of the bearing. With a rotating member (thrust washer) arranged to face each other, a notch is provided in the circumferential direction with respect to the supporting member or the rotating member, and when the bearing wears, the respective members come into contact with each other, resulting in large vibration. (EN) A bearing monitor capable of generating a sound, discriminating a bearing in a worn state by measuring a vibration characteristic by a vibrometer and quantitatively evaluating the worn state.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るベアリングモニタは、ロータおよびス
テータをそれぞれロータキャンおよびステータキャンで
密閉し、ロータ軸をベアリングで囲繞支持すると共にロ
ータ室にベアリングの潤滑を行う液を循環させるよう構
成したキャンドモータにおいて、前記ベアリングを固定
する支持部材と、前記ロータ軸に固定され、前記支持部
材内において前記ベアリングの一端部と当接可能に対向
配置される回転部材とを設け、前記支持部材または前記
回転部材の円周方向に対向する部分に所要数の切欠を設
け、ベアリングの摩耗に際して前記各部材が相互に接触
して振動音を発生するように構成することを特徴とす
る。To achieve the above object, in a bearing monitor according to the present invention, a rotor and a stator are hermetically sealed by a rotor can and a stator can, respectively, and a rotor shaft is surrounded and supported by a bearing and a bearing is provided in a rotor chamber. In a canned motor configured to circulate the lubricating liquid, the bearing member is fixed to the support member and the rotor shaft, and is arranged in the support member so as to be capable of contacting one end of the bearing. A rotating member is provided, and a required number of notches are provided in portions of the supporting member or the rotating member that face each other in the circumferential direction, and when the bearing is worn, the members come into contact with each other to generate a vibration sound. It is characterized by doing.
【0013】前記ベアリングは、モータロータの前後に
延在するロータ軸の両端部をそれぞれ支承するよう配置
し、これらベアリングに対してそれぞれ設けられる支持
部材または回転部材の切欠の数を異なるように設定する
ことができる。The bearings are arranged so as to respectively support both ends of a rotor shaft extending in the front and rear of the motor rotor, and the number of notches in the supporting member or the rotating member provided for these bearings is set to be different. be able to.
【0014】また、支持部材と、この支持部材内におい
てベアリングの一端部と当接可能に対向配置される回転
部材とには、それぞれ軸方向に当接可能な段部を設ける
ことができる。Further, the support member and the rotary member disposed in the support member so as to face the one end of the bearing so as to be able to come into contact therewith can be provided with a step portion which can come into contact with each other in the axial direction.
【0015】この場合、前記支持部材または回転部材に
設ける切欠は、それぞれ円周方向に対向する部分に歯形
の切欠を所定間隔離間して設けることができる。In this case, the notches provided in the support member or the rotating member may be tooth-shaped notches provided at predetermined intervals in portions facing each other in the circumferential direction.
【0016】また、前記ベアリングを固定する支持部材
はベアリングハウジングとし、また前記ベアリングの一
端部と当接可能に対向配置される回転部材はスラストワ
ッシャとすることができる。Further, the supporting member for fixing the bearing may be a bearing housing, and the rotating member arranged so as to be in contact with one end of the bearing may be a thrust washer.
【0017】さらに、前記ベアリングハウジングの一部
に振動計を設けて、摩耗状態のベアリングを判別しかつ
振動特性の計測によってベアリングの摩耗状態を定量的
に評価するよう構成することができる。Further, a vibrometer may be provided in a part of the bearing housing to discriminate a bearing in a worn state and to quantitatively evaluate a worn state of the bearing by measuring a vibration characteristic.
【0018】[0018]
【作用】本発明に係るベアリングモニタによれば、ベア
リングを固定するベアリングハウジング等の支持部材
と、前記ロータ軸に固定され、前記支持部材内において
前記ベアリングの一端部と当接可能に対向配置されるス
ラストワッシャ等の回転部材とを設け、前記支持部材ま
たは前記回転部材の円周方向に対向する部分に所要数の
切欠を設け、ベアリングの摩耗に際して前記各部材が相
互に接触して振動音を発生させることにより、前記各部
材の相互接触に際して急激な振動レベルの上昇を得るこ
とができ、これにより大きな振動音が得られ、振動計を
使用することなくベアリングの摩耗状態を容易に検知す
ることができる。According to the bearing monitor of the present invention, a supporting member such as a bearing housing for fixing the bearing is fixed to the rotor shaft, and is disposed in the supporting member so as to be capable of contacting one end of the bearing. A rotary member such as a thrust washer is provided, and a required number of cutouts are provided in portions of the support member or the rotary member that face each other in the circumferential direction. By generating the above, it is possible to obtain a sudden increase in the vibration level when the respective members come into contact with each other, thereby obtaining a large vibration sound, and easily detecting the wear state of the bearing without using a vibrometer. You can
【0019】[0019]
【実施例】次に、本発明に係るベアリングモニタの実施
例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。Embodiments of the bearing monitor according to the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
【0020】図1は、本発明に係るベアリングモニタを
適用したキャンドモータポンプの構成を示す概略断面図
である。図1において、参照符号10はポンプ部、12
はキャンドモータ部を示す。FIG. 1 is a schematic sectional view showing the structure of a canned motor pump to which the bearing monitor according to the present invention is applied. In FIG. 1, reference numeral 10 is a pump portion, 12
Indicates a canned motor unit.
【0021】ポンプ部10は、ポンプケーシング14内
にインペラ16を備えたポンプ室18を設け、このポン
プ室18内にそれぞれ連通する吸込管部20と吐出管部
22とを有し、前記インペラ16はキャンドモータ部1
2のロータ軸24の延長端部に取付けられている。The pump section 10 is provided with a pump chamber 18 having an impeller 16 in a pump casing 14, and has a suction pipe section 20 and a discharge pipe section 22 which are in communication with each other in the pump chamber 18, respectively. Is the canned motor unit 1
It is attached to the extended end of the two rotor shafts 24.
【0022】一方、キャンドモータ部12は、ステータ
組立26とロータ組立28とからなり、ステータ組立2
6の内周部はステータキャン30で囲繞され、またロー
タ組立28の外周部はロータキャン32で密閉される。
ロータ軸24は、それぞれ前部ベアリング34と後部ベ
アリング36とにより支承され、これら前部ベアリング
34と後部ベアリング36とは、それぞれベアリングハ
ウジング38、40ににより固定支持されている。ま
た、前記ロータ軸24には、前記各ベアリングハウジン
グ38、40内において、前記各ベアリング34、36
の一端部と当接可能にスラストワッシャ42、44が対
向配置されている。そして、前記ロータ組立28の両端
部には、それぞれ前部ロータ室46と後部ロータ室48
とが形成されている。On the other hand, the canned motor portion 12 comprises a stator assembly 26 and a rotor assembly 28.
The inner peripheral portion of 6 is surrounded by a stator can 30, and the outer peripheral portion of the rotor assembly 28 is sealed by a rotor can 32.
The rotor shaft 24 is supported by a front bearing 34 and a rear bearing 36, respectively, and the front bearing 34 and the rear bearing 36 are fixedly supported by bearing housings 38 and 40, respectively. The rotor shaft 24 has the bearings 34 and 36 in the bearing housings 38 and 40.
Thrust washers 42 and 44 are arranged so as to be able to contact one end of the. A front rotor chamber 46 and a rear rotor chamber 48 are provided at both ends of the rotor assembly 28, respectively.
And are formed.
【0023】このように構成した本実施例のキャンドモ
ータポンプにおいて、ポンプ部10のポンプ室18内に
吸込まれたポンプ取扱液の一部は、インペラ16の外周
部背面よりベアリングハウジング38に設けた通孔50
より通液路52を介して前部ロータ室46に導入され
る。前部ロータ室46に導入された取扱液の一部は、前
部ベアリング34の潤滑を行いながら前記ベアリングハ
ウジング38のロータ軸貫通部間隙およびインペラ16
のバランス孔54を経て、ポンプ部10の低圧側へ還流
する。また、前部ロータ室46に導入された大部分の取
扱液は、ロータ・ステータ間を介して後部ロータ室48
に案内され、キャンドモータ部12の冷却を行う。さら
に、後部ロータ室48に案内された取扱液の一部は、後
部ベアリング36の潤滑を行いながらベアリングハウジ
ング40で囲繞された後部液室56に流入する。また、
後部ロータ室48に案内された大部分の取扱液は、前記
ベアリングハウジング40に設けた通孔58を介して前
記後部液室56に流入する。このようにして、後部液室
56に流入した取扱液は、前記ロータ軸24に穿設した
通液孔(図示せず)を介して、適宜ポンプ部10の低圧
側へ還流する。In the thus constructed canned motor pump of this embodiment, a part of the pump handling liquid sucked into the pump chamber 18 of the pump portion 10 is provided in the bearing housing 38 from the rear surface of the outer peripheral portion of the impeller 16. Through hole 50
Then, the liquid is introduced into the front rotor chamber 46 via the liquid passage 52. A part of the handling liquid introduced into the front rotor chamber 46 partially lubricates the front bearing 34 while the rotor shaft penetrating gap of the bearing housing 38 and the impeller 16 are provided.
Through the balance hole 54 of 1. to the low pressure side of the pump portion 10. In addition, most of the handled liquid introduced into the front rotor chamber 46 passes through between the rotor and the stator and then flows into the rear rotor chamber 48.
And the canned motor unit 12 is cooled. Further, a part of the handled liquid guided to the rear rotor chamber 48 flows into the rear liquid chamber 56 surrounded by the bearing housing 40 while lubricating the rear bearing 36. Also,
Most of the handled liquid guided to the rear rotor chamber 48 flows into the rear liquid chamber 56 through a through hole 58 provided in the bearing housing 40. In this way, the handled liquid that has flowed into the rear liquid chamber 56 appropriately flows back to the low pressure side of the pump unit 10 through the liquid passage holes (not shown) formed in the rotor shaft 24.
【0024】しかるに、本発明においては、前記各ベア
リング34、36の一端部と当接可能に対向位置して、
それぞれロータ軸24に軸着されたスラストワッシャ4
2、44は、各ベアリングハウジング38、40内に配
置されている。そして、この場合、スラストワッシャ4
2、44とベアリングハウジング38、40との間隙α
(図3参照)が、ロータキャン32とステータキャン3
0との間隙β(図1参照)より小さな値となるように設
定し、しかもベアリング34、36が正常な状態ではス
ラストワッシャ42、44とベアリングハウジング3
8、40とが接触しないように構成する。However, according to the present invention, the bearings 34 and 36 are positioned so as to be in contact with one ends of the bearings 34 and 36,
Thrust washer 4 mounted on each rotor shaft 24
2, 44 are arranged in each bearing housing 38, 40. And in this case, the thrust washer 4
Gap between 2,44 and bearing housing 38,40 α
(See FIG. 3), the rotor can 32 and the stator can 3
The value is set to be smaller than the gap β (see FIG. 1) with 0, and when the bearings 34 and 36 are normal, the thrust washers 42 and 44 and the bearing housing 3
8 and 40 are configured so as not to contact with each other.
【0025】図2は、前記スラストワッシャ42(4
4)とベアリングハウジング38(40)との具体的な
組合わせ構成に関する一実施例を示すものである。すな
わち、図2に示す実施例においては、ベアリングハウジ
ング38の一端部に、円周方向に所定間隔離間して歯形
の切欠60(図示例においては3つ)を設けた構成から
なる。FIG. 2 shows the thrust washer 42 (4
4) shows an embodiment relating to a specific combination configuration of the bearing housing 38 (40) and 4). That is, the embodiment shown in FIG. 2 has a configuration in which one end portion of the bearing housing 38 is provided with tooth-shaped notches 60 (three in the illustrated example) at predetermined intervals in the circumferential direction.
【0026】このように構成した本実施例のスラストワ
ッシャ42とベアリングハウジング38との組合わせに
よれば、図3に示すように、ベアリング(34、36)
が正常な状態では、スラストワッシャ42とベアリング
ハウジング38とは接触せず〔図3の(a)参照〕、ま
たベアリング(34、36)の摩耗量が前記間隙αを越
えると、ロータ軸24が偏心回転して、スラストワッシ
ャ42とベアリングハウジング38とが接触する〔図3
の(b)参照〕。According to the combination of the thrust washer 42 and the bearing housing 38 of the present embodiment thus constructed, as shown in FIG. 3, the bearings (34, 36) are provided.
In a normal state, the thrust washer 42 and the bearing housing 38 do not come into contact with each other (see FIG. 3A), and when the wear amount of the bearings (34, 36) exceeds the gap α, the rotor shaft 24 is The thrust washer 42 comes into contact with the bearing housing 38 by eccentric rotation [Fig.
(B)].
【0027】この場合に生じるロータ軸24の偏心回転
は、ロータ軸24の軸芯が一定の円運動を描く振れまわ
り状態と、ロータの重心とロータ軸の軸芯がずれて、こ
の軸芯がカム状の偏心運動を描くカム運動状態と、さら
にこれらの振れまわり状態とカム運動状態との合成状態
として現われる。In the eccentric rotation of the rotor shaft 24 that occurs in this case, the center of rotation of the rotor shaft 24 deviates from the center of gravity of the rotor and the center of rotation of the rotor shaft, and It appears as a cam motion state that describes a cam-like eccentric motion, and a combined state of these whirling and cam motion states.
【0028】しかるに、前述した切欠60を設けない場
合における前記ロータ軸24の偏心回転に伴う周波数特
性は、図4に示すようになる。すなわち、図4の(a)
は前記振れまわり状態の場合を示し、また図4の(b)
は前記カム運動状態の場合を示し、そして図4の(c)
は前記合成状態の場合をそれぞれ示す。However, the frequency characteristics associated with the eccentric rotation of the rotor shaft 24 when the notch 60 is not provided are as shown in FIG. That is, (a) of FIG.
Shows the case of the whirling state, and FIG.
Shows the case of the cam motion state, and FIG.
Shows respective cases of the above-mentioned combined state.
【0029】これに対し、本実施例の場合においては、
図5に示すように、切欠60の個数を3とした場合に
は、ロータ軸24の偏心回転が前記合成状態において、
図5の(a)に示すような周波数特性が得られる。同様
に、切欠60の個数を4とした場合には、図5の(b)
に示すような周波数特性が得られる。On the other hand, in the case of this embodiment,
As shown in FIG. 5, when the number of notches 60 is 3, when the eccentric rotation of the rotor shaft 24 is in the combined state,
The frequency characteristic as shown in FIG. 5A is obtained. Similarly, when the number of notches 60 is 4, (b) in FIG.
The frequency characteristics shown in are obtained.
【0030】このように、本実施例によれば、ベアリン
グ34、36の摩耗に伴うロータ軸24の偏心回転にお
いて、図5の(a)、(b)に示すように、その周波数
特性は、電源周波数fについて切欠60の個数n倍、す
なわち(f×n)〔Hz〕近傍で、大きなピーク値を生
じる。このため、従来のベアリングモニタの構成と比較
して、外乱の影響を受け難い利点が得られる。As described above, according to the present embodiment, in the eccentric rotation of the rotor shaft 24 due to the wear of the bearings 34 and 36, the frequency characteristics thereof are as shown in FIGS. A large peak value occurs when the power supply frequency f is n times the number of the notches 60, that is, near (f × n) [Hz]. Therefore, as compared with the configuration of the conventional bearing monitor, there is an advantage that it is less susceptible to the influence of disturbance.
【0031】そこで、本実施例においては、ロータ組立
28に対し、前部と後部のベアリングハウジング38、
40に対し、切欠60の個数を異なるように設定する。
これにより、前記図5の(a)、(b)に示すように、
それぞれ異なる振動数で大きなピーク値を生じるので、
これら振動数を検知することにより、いずれのベアリン
グが摩耗しているのかを容易に判定することができる。Therefore, in the present embodiment, the front and rear bearing housings 38,
The number of notches 60 is set differently for 40.
Thereby, as shown in (a) and (b) of FIG.
Large peak values occur at different frequencies, so
By detecting these frequencies, it is possible to easily determine which bearing is worn.
【0032】図6は、スラストワッシャ42(44)と
ベアリングハウジング38(40)との具体的な組合わ
せ構成に関する別の実施例を示すものである。すなわ
ち、図6に示す実施例においては、スラストワッシャ4
2の外周部に、円周方向に所定間隔離間して歯形の切欠
62(図示例においては3つ)を設けた構成からなる。FIG. 6 shows another embodiment relating to the specific combination of the thrust washer 42 (44) and the bearing housing 38 (40). That is, in the embodiment shown in FIG. 6, the thrust washer 4
The outer peripheral portion of 2 has a configuration in which tooth-shaped notches 62 (three in the illustrated example) are provided at predetermined intervals in the circumferential direction.
【0033】このように構成した本実施例のスラストワ
ッシャ42とベアリングハウジング38との組合わせに
よれば、図7に示すように、ベアリング(34、36)
が正常な状態では、スラストワッシャ42とベアリング
ハウジング38とは接触せず〔図7の(a)参照〕、ま
たベアリング(34、36)の摩耗量が前記間隙αを越
えると、ロータ軸24が偏心回転して、スラストワッシ
ャ42とベアリングハウジング38とが接触する〔図7
の(b)参照〕。According to the combination of the thrust washer 42 and the bearing housing 38 of the present embodiment thus constructed, as shown in FIG. 7, the bearings (34, 36) are provided.
Is normal, the thrust washer 42 and the bearing housing 38 are not in contact with each other (see FIG. 7A), and when the wear amount of the bearings (34, 36) exceeds the gap α, the rotor shaft 24 is The thrust washer 42 comes into contact with the bearing housing 38 by eccentric rotation [Fig.
(B)].
【0034】従って、本実施例においても、前記実施例
と全く同様の作用および効果を得ることができる。Therefore, also in this embodiment, it is possible to obtain the same operation and effect as in the above embodiment.
【0035】図8および図9は、スラストワッシャ42
(44)とベアリングハウジング38(40)との具体
的な組合わせ構成に関するさらに別の実施例を示すもの
である。すなわち、図8および図9に示す実施例におい
ては、図2に示す実施例と同様に、ベアリングハウジン
グ38の一端部に、円周方向に所定間隔離間して歯形の
切欠64(図示例においては4つ)を設けると共に、こ
れら切欠64によって突出延在するベアリングハウジン
グ40の端部内周面に段部66を形成する。これに対
し、前記ベアリングハウジング38の前記段部66を形
成した端部内周面に対応するように、段部68を有する
スラストワッシャ44を形成する。8 and 9 show the thrust washer 42.
It shows yet another embodiment relating to a specific combination configuration of (44) and the bearing housing 38 (40). That is, in the embodiment shown in FIGS. 8 and 9, similarly to the embodiment shown in FIG. 2, one end portion of the bearing housing 38 is provided with a tooth-shaped notch 64 (in the illustrated example, a tooth-shaped cutout 64 spaced apart at a predetermined interval in the circumferential direction). 4) are provided, and step portions 66 are formed on the inner peripheral surface of the end portion of the bearing housing 40 which extends by the notches 64. On the other hand, the thrust washer 44 having the step portion 68 is formed so as to correspond to the inner peripheral surface of the end portion of the bearing housing 38 where the step portion 66 is formed.
【0036】このように構成した本実施例のスラストワ
ッシャ42とベアリングハウジング40との組合わせに
よれば、スラストワッシャ44とベアリングハウジング
40との半径方向での接触により、ベアリング(36)
のラジアル方向の摩耗状態を検知することができる。ま
た、前記スラストワッシャ44とベアリングハウジング
38との軸方向での接触(段部66と段部68との接
触)により、ベアリング(36)のアキシャル方向の摩
耗状態を検知することができる。According to the combination of the thrust washer 42 and the bearing housing 40 of the present embodiment thus constructed, the thrust washer 44 and the bearing housing 40 are brought into contact with each other in the radial direction, whereby the bearing (36)
The wear state in the radial direction of can be detected. Further, the axial contact between the thrust washer 44 and the bearing housing 38 (contact between the step portion 66 and the step portion 68) makes it possible to detect the axial wear state of the bearing (36).
【0037】しかるに、本実施例のベアリングモニタの
キヤンドモータポンプに対する適用に際しては、図10
に示すように、ベアリング34、36およびベアリング
ハウジング38、40並びにスラストワッシャ42、4
4を構成配置する。この場合、前部および後部のベアリ
ング34、36に対するスラストワッシャ42、44と
ベアリングハウジング38、40との半径方向の間隙α
は、ロータキャン32とステータキャン30との間隙β
より小さな値となるように設定することにより、前述し
た実施例と同様にして、ベアリング34、36のラジア
ル方向の摩耗状態を適正に検知することができる。ま
た、スラストワッシャ42、44とベアリングハウジン
グ38、40との軸方向の間隙γ、δと、インペラ16
の先端部とポンプケーシング14の内壁面との間隙εお
よびインペラ16の後端部とベアリングハウジング38
の側面との間隙ζとの関係を、γ<εおよびδ<ζとな
るように設定することにより、ベアリング34、36の
アキシャル方向の摩耗状態を適正に検知することができ
る。However, when the bearing monitor of this embodiment is applied to the canned motor pump, the configuration shown in FIG.
Bearings 34, 36 and bearing housings 38, 40 and thrust washers 42, 4 as shown in FIG.
4 is arranged and arranged. In this case, the radial clearance α between the thrust washers 42, 44 and the bearing housings 38, 40 with respect to the front and rear bearings 34, 36.
Is the gap β between the rotor can 32 and the stator can 30.
By setting the value to be smaller, it is possible to properly detect the wear state of the bearings 34 and 36 in the radial direction, as in the above-described embodiment. Also, the axial gaps γ and δ between the thrust washers 42 and 44 and the bearing housings 38 and 40, and the impeller 16
Between the front end of the impeller 16 and the inner wall surface of the pump casing 14, and the rear end of the impeller 16 and the bearing housing 38.
By setting the relationship between the side surface of the bearing and the clearance ζ such that γ <ε and δ <ζ, the wear state of the bearings 34 and 36 in the axial direction can be properly detected.
【0038】本実施例のベアリングモニタによれば、ロ
ータ軸のラジアル方向の振れまわりにより、ベアリング
ハウジング38、40に設けた段部66に対するスラス
トワッシャ42、44の段部68の接触面積(ハッチン
グで示す)は、図11に示すようになる。このように、
前記スラストワッシャ42、44の前記ベアリングハウ
ジング38、40の段部66に対する接触面積が相違す
ることから、各段部66に対応するベアリングハウジン
グ38、40の切欠64によって仕切られた突出部分を
振動させようとする力にアンバランスを生じる。従っ
て、このように生じるアンバランスから、図5の
(a)、(b)に示すような電源周波数fについて切欠
60の個数n倍、すなわち(f×n)〔Hz〕のピーク
値を有する周波数特性が得られる。このようにして、前
述したラジアル方向のベアリングの摩耗状態と同様に、
アキシャル方向のベアリングの摩耗状態も適正に検出す
ることができる。According to the bearing monitor of this embodiment, the contact area of the step portion 68 of the thrust washers 42, 44 with respect to the step portion 66 provided in the bearing housings 38, 40 (hatched by hatching) is caused by the radial whirling of the rotor shaft. (Shown) is as shown in FIG. in this way,
Since the contact areas of the thrust washers 42, 44 with respect to the stepped portions 66 of the bearing housings 38, 40 are different, the protruding portions partitioned by the notches 64 of the bearing housings 38, 40 corresponding to the respective stepped portions 66 are vibrated. It causes an imbalance in trying force. Therefore, from the imbalance generated in this way, the frequency having a peak value of (f × n) [Hz], which is n times the number of the notches 60, with respect to the power supply frequency f as shown in FIGS. 5A and 5B. The characteristics are obtained. In this way, similar to the wear state of the radial bearing described above,
The wear state of the bearing in the axial direction can also be properly detected.
【0039】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本
発明の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更
をすることができる。例えば、ベアリングハウジング等
のモータケーシングの一部に振動計を設けることによっ
て、摩耗状態のベアリングを適確に判別し得ると共に、
振動特性の計測によってベアリングの摩耗状態について
の定量的な評価を行うことができる。Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and many design changes can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, by providing a vibrometer on a part of the motor casing such as the bearing housing, it is possible to accurately determine the worn bearing, and
By measuring the vibration characteristics, it is possible to quantitatively evaluate the wear state of the bearing.
【0040】[0040]
【発明の効果】前述した実施例から明らかなように、本
発明に係るベアリングモニタによれば、ロータおよびス
テータをそれぞれロータキャンおよびステータキャンで
密閉し、ロータ軸をベアリングで囲繞支持すると共にロ
ータ室にベアリングの潤滑を行う液を循環させるよう構
成したキャンドモータにおいて、前記ベアリングを固定
するベアリングハウジング等の支持部材と、前記ロータ
軸に固定され、前記支持部材内において前記ベアリング
の一端部と当接可能に対向配置されるスラストワッシャ
等の回転部材とを設け、前記支持部材または前記回転部
材の円周方向に対向する部分に所要数の切欠を設け、ベ
アリングの摩耗に際して前記各部材が相互に接触して振
動音を発生する構成としたことにより、前記各部材の相
互接触に際して急激な振動レベルの上昇を得ることがで
き(図12参照)、従って大きな振動音が得られるた
め、振動計を使用することなくベアリングの摩耗状態を
容易に検知することができる。As is apparent from the above-described embodiments, according to the bearing monitor of the present invention, the rotor and the stator are hermetically sealed by the rotor can and the stator can, respectively, and the rotor shaft is supported by the bearing and is surrounded by the rotor chamber. In a canned motor configured to circulate a liquid for lubricating a bearing, the bearing member is fixed to the bearing housing and the like, and is fixed to the rotor shaft, and one end of the bearing can be abutted in the support member. And a rotating member such as a thrust washer disposed opposite to each other, and a required number of notches are provided in portions of the supporting member or the rotating member that face each other in the circumferential direction. By virtue of the configuration that generates vibration sound by Can be obtained a rise in the Do vibration level (see FIG. 12), therefore for a large vibration sound can be obtained, it can be easily detected state of wear of the bearing without the use of vibrometer.
【0041】また、本発明のベアリングモニタにおいて
は、複数のベアリングに対してそれぞれ切欠の個数を異
なるように設定することにより、いずれのベアリングが
摩耗しているのかを容易に判定することができる。Further, in the bearing monitor of the present invention, it is possible to easily determine which bearing is worn by setting the number of notches different for each of the plurality of bearings.
【0042】さらに、本発明のベアリングモニタにおい
ては、前記支持部材と、この支持部材内においてベアリ
ングの一端部と当接可能に対向配置される回転部材と
に、それぞれ軸方向に当接可能な段部を設けることによ
り、これら段部の相互接触によりベアリングのアキシャ
ル方向の摩耗状態を適正に検知することができる。従っ
て、本発明のベアリングモニタによれば、ベアリングの
ラジアル方向とアキシャル方向との摩耗状態をそれぞれ
同時に検知することができる。Further, in the bearing monitor of the present invention, the support member and the rotary member arranged in the support member so as to face the one end of the bearing so as to be able to come into contact with the support member are axially contactable with each other. By providing the portion, it is possible to properly detect the wear state of the bearing in the axial direction by mutual contact of these step portions. Therefore, according to the bearing monitor of the present invention, it is possible to simultaneously detect the wear states of the bearing in the radial direction and in the axial direction, respectively.
【0043】さらにまた、本発明のベアリングモニタに
おいては、モータケーシングの一部に振動計を設けるこ
とによって、ロータ軸の偏心回転によって得られる周波
数特性から、ベアリングの摩耗状態についての定量的な
評価を行うことができる利点が得られる。Furthermore, in the bearing monitor of the present invention, a vibrometer is provided in a part of the motor casing to quantitatively evaluate the wear state of the bearing from the frequency characteristic obtained by the eccentric rotation of the rotor shaft. There are advantages that can be taken.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本発明に係るベアリングモニタをキャンドモー
タポンプに適用した実施例を示すキャンドモータポンプ
の要部断面側面図である。FIG. 1 is a cross-sectional side view of essential parts of a canned motor pump showing an embodiment in which a bearing monitor according to the present invention is applied to a canned motor pump.
【図2】本発明に係るベアリングモニタの要部構成の一
実施例を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of a main part configuration of a bearing monitor according to the present invention.
【図3】図2に示す実施例のベアリングモニタの動作状
態を示すもので、(a)はベアリングの正常な状態の動
作説明図、(b)はベアリングの摩耗状態の動作説明図
である。3A and 3B show an operating state of the bearing monitor of the embodiment shown in FIG. 2, where FIG. 3A is an operation explanatory diagram of a normal state of the bearing, and FIG. 3B is an operational explanatory diagram of a worn state of the bearing.
【図4】本発明に係るベアリングモニタの基本構成にお
けるロータ軸の周波数特性を示すもので、(a)は振れ
まわり状態の特性線図、(b)はカム運動状態の特性線
図、(c)は合成状態の特性線図である。4A and 4B show frequency characteristics of a rotor shaft in a basic configuration of a bearing monitor according to the present invention, where FIG. 4A is a characteristic diagram in a whirling state, FIG. 4B is a characteristic diagram in a cam motion state, and FIG. ) Is a characteristic diagram in a combined state.
【図5】図2に示す実施例のベアリングモニタにおける
ロータ軸の周波数特性を示すもので、(a)は切欠の個
数が3の場合の特性線図、(b)は切欠の個数が4の場
合の特性線図である。5A and 5B show frequency characteristics of a rotor shaft in the bearing monitor of the embodiment shown in FIG. 2, where FIG. 5A is a characteristic diagram when the number of notches is 3 and FIG. 5B is when the number of notches is 4. It is a characteristic diagram in a case.
【図6】本発明に係るベアリングモニタの要部構成の別
の実施例を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing another embodiment of the main configuration of the bearing monitor according to the present invention.
【図7】図6に示す実施例のベアリングモニタの動作状
態を示すもので、(a)はベアリングの正常な状態の動
作説明図、(b)はベアリングの摩耗状態の動作説明図
である。7A and 7B show an operating state of the bearing monitor of the embodiment shown in FIG. 6, where FIG. 7A is an operational explanatory diagram of a normal state of the bearing, and FIG. 7B is an operational explanatory diagram of a worn state of the bearing.
【図8】本発明に係るベアリングモニタの要部構成のさ
らに別の実施例を示す分解斜視図である。FIG. 8 is an exploded perspective view showing still another embodiment of the main configuration of the bearing monitor according to the present invention.
【図9】図8に示す実施例のベアリングモニタの要部構
成の断面図である。9 is a cross-sectional view of the main part configuration of the bearing monitor of the embodiment shown in FIG.
【図10】図8に示す実施例のベアリングモニタをキャ
ンドモータポンプに適用した実施例を示すキャンドモー
タポンプの要部断面側面図である。10 is a cross-sectional side view of essential parts of a canned motor pump showing an embodiment in which the bearing monitor of the embodiment shown in FIG. 8 is applied to a canned motor pump.
【図11】本発明に係るベアリングモニタにおけるロー
タ軸の振れまわりによる各段部と接触する部材の接触面
積の関係を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a relationship of contact areas of members that come into contact with the respective step portions due to whirling of the rotor shaft in the bearing monitor according to the present invention.
【図12】本発明に係るベアリングモニタにおけるロー
タ軸の周波数特性におけるピーク値の振動レベルの経時
的変化を示す特性線図である。FIG. 12 is a characteristic diagram showing changes over time in the vibration level of the peak value in the frequency characteristic of the rotor shaft in the bearing monitor according to the present invention.
10 ポンプ部 12 キャンドモータ部 14 ポンプケーシング 16 インペラ 18 ポンプ室 20 吸込管部 22 吐出管部 24 ロータ軸 26 ステータ組立 28 ロータ組立 30 ステータキャン 32 ロータキャン 34 前部ベアリング 36 後部ベアリング 38 ベアリングハウジング 40 ベアリングハウジング 42 スラストワッシャ 44 スラストワッシャ 46 前部ロータ室 48 後部ロータ室 50 通孔 52 通液路 54 バランス孔 56 後部液室 58 通孔 60 切欠 62 切欠 64 切欠 66 段部 68 段部 10 pump part 12 canned motor part 14 pump casing 16 impeller 18 pump chamber 20 suction pipe part 22 discharge pipe part 24 rotor shaft 26 stator assembly 28 rotor assembly 30 stator can 32 rotor can 34 front bearing 36 rear bearing 38 bearing housing 40 bearing housing 42 Thrust washer 44 Thrust washer 46 Front rotor chamber 48 Rear rotor chamber 50 Through hole 52 Liquid passage 54 Balance hole 56 Rear liquid chamber 58 Through hole 60 Notch 62 Notch 64 Notch 66 Step 68 Step
Claims (6)
キャンおよびステータキャンで密閉し、ロータ軸をベア
リングで囲繞支持すると共にロータ室にベアリングの潤
滑を行う液を循環させるよう構成したキャンドモータに
おいて、 前記ベアリングを固定する支持部材と、前記ロータ軸に
固定され、前記支持部材内において前記ベアリングの一
端部と当接可能に対向配置される回転部材とを設け、前
記支持部材または前記回転部材の円周方向に対向する部
分に所要数の切欠を設け、ベアリングの摩耗に際して前
記各部材が相互に接触して振動音を発生するように構成
することを特徴とするベアリングモニタ。1. A canned motor in which a rotor and a stator are hermetically sealed by a rotor can and a stator can, respectively, a rotor shaft is surrounded and supported by a bearing, and a liquid for lubricating the bearing is circulated in a rotor chamber. And a rotating member fixed to the rotor shaft and facing the one end of the bearing inside the supporting member so as to come into contact with the supporting member. The supporting member and the rotating member face each other in the circumferential direction. A bearing monitor, characterized in that a required number of notches are provided in a portion to be formed, and when the bearing is worn, the respective members come into contact with each other to generate a vibration sound.
在するロータ軸の両端部をそれぞれ支承するよう配置
し、これらベアリングに対してそれぞれ設けられる支持
部材または回転部材の切欠の数を異なるように設定して
なる請求項1記載のベアリングモニタ。2. The bearings are arranged so as to respectively support both ends of a rotor shaft extending in the front and rear of the motor rotor, and the number of cutouts of a supporting member or a rotating member provided for these bearings is set to be different. The bearing monitor according to claim 1, wherein
アリングの一端部と当接可能に対向配置される回転部材
とは、それぞれ軸方向に当接可能な段部を設けてなる請
求項1または2記載のベアリングモニタ。3. The support member and the rotary member disposed in the support member so as to face the one end portion of the bearing so as to come into contact therewith are each provided with a step portion that can come into axial contact. Bearing monitor described in 2.
は、それぞれ円周方向に対向する部分に歯形の切欠を所
定間隔離間して設けてなる請求項1ないし3のいずれか
に記載のベアリングモニタ。4. The bearing monitor according to claim 1, wherein the notches provided in the support member or the rotating member are provided with tooth-shaped notches at predetermined intervals in portions facing each other in the circumferential direction.
ングハウジングからなり、またベアリングの一端部と当
接可能に対向配置される回転部材はスラストワッシャか
らなる請求項1ないし4のいずれかに記載のベアリング
モニタ。5. The bearing according to claim 1, wherein the supporting member for fixing the bearing is a bearing housing, and the rotating member arranged to be in contact with one end of the bearing is a thrust washer. monitor.
設けて、摩耗状態のベアリングを判別しかつ振動特性の
計測によってベアリングの摩耗状態を定量的に評価する
よう構成してなる請求項5記載のベアリングモニタ。6. A vibrometer is provided in a part of the bearing housing to discriminate a bearing in a worn state and to quantitatively evaluate a worn state of the bearing by measuring a vibration characteristic. Bearing monitor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09060195A JP3380357B2 (en) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | Bearing monitor |
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-
1995
- 1995-04-17 JP JP09060195A patent/JP3380357B2/en not_active Expired - Fee Related
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CN114787577B (en) * | 2019-12-20 | 2024-06-25 | 三菱电机株式会社 | Compressor system, compressor and refrigeration cycle device |
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