JPS5868626A - 回転機械の異常検出装置 - Google Patents
回転機械の異常検出装置Info
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- JPS5868626A JPS5868626A JP16707481A JP16707481A JPS5868626A JP S5868626 A JPS5868626 A JP S5868626A JP 16707481 A JP16707481 A JP 16707481A JP 16707481 A JP16707481 A JP 16707481A JP S5868626 A JPS5868626 A JP S5868626A
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- Japan
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- rubbing
- bearing
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
- G01H1/003—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector of rotating machines
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、回転機械のラビング（こすれ）の発生と軸受
の異常とを早期にかつ同時に検出することができる回転
機械の異常検出装置に関する。
の異常とを早期にかつ同時に検出することができる回転
機械の異常検出装置に関する。
回転機械、特に大型回転機械の異常は非常に危険である
から、これを早期に発見することが望まれる。回転機械
の異常の一つは、回転部と静止体とのラビング（こすれ
）であり、これは回転機械の異常振動を起す原因となっ
ている。もう一つは、軸受の異常で、軸受部と軸との調
心性不良や軸受油膜の欠損等により、軸が直接軸受メタ
ルと接触を起す現象で、軸受の焼損を起す原因となって
いる。
から、これを早期に発見することが望まれる。回転機械
の異常の一つは、回転部と静止体とのラビング（こすれ
）であり、これは回転機械の異常振動を起す原因となっ
ている。もう一つは、軸受の異常で、軸受部と軸との調
心性不良や軸受油膜の欠損等により、軸が直接軸受メタ
ルと接触を起す現象で、軸受の焼損を起す原因となって
いる。
ラビングは従来から、第１図に示す如く、回転機械１の
ラビングの発生が予想されるケーシング２の近傍に音響
検出センサ３を設置６シ、その出力信号を増幅回路４で
増幅した後、検波回路５、平均値回路６を通してモニタ
７に入力し、検出している。すなわち、音響検出センサ
３として主としてＡＥ（アコースチックエミッタ）検出
用センサを用い、ラビング発生時の高周波異常音のレベ
ル変化を検出している。しかし、この検出方法では、回
転数が上昇するとバックグランドノイズが増えるだめ、
検出ができなくなる欠点がある。
ラビングの発生が予想されるケーシング２の近傍に音響
検出センサ３を設置６シ、その出力信号を増幅回路４で
増幅した後、検波回路５、平均値回路６を通してモニタ
７に入力し、検出している。すなわち、音響検出センサ
３として主としてＡＥ（アコースチックエミッタ）検出
用センサを用い、ラビング発生時の高周波異常音のレベ
ル変化を検出している。しかし、この検出方法では、回
転数が上昇するとバックグランドノイズが増えるだめ、
検出ができなくなる欠点がある。
また、軸受の異常、すなわち、軸受の金属接触を検出す
るには、従来から、同じく第１図に示す如く、軸受８内
部に設けたサーモカップル９の温度変化を監視装置１０
にて監視していたが、この方式では、軸受焼損の軽微な
初期段階の検出が困難であった。
るには、従来から、同じく第１図に示す如く、軸受８内
部に設けたサーモカップル９の温度変化を監視装置１０
にて監視していたが、この方式では、軸受焼損の軽微な
初期段階の検出が困難であった。
そして、これらの検出は、夫々独立した別個の計測装置
で別々に行っていた。
で別々に行っていた。
本発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は
、軸受の金属妾触とラビングの発生を早期に検出するこ
とができ、しかも、これらを−個の装置で同時に検出で
きる回転機械の入営検出装置を提供するにある。
、軸受の金属妾触とラビングの発生を早期に検出するこ
とができ、しかも、これらを−個の装置で同時に検出で
きる回転機械の入営検出装置を提供するにある。
本発明は、軸受部に設置した音響検出センサで抽出した
高周波異常音信号を検波し、その周波数成分を分析した
ところ、正常時は第２図（ａ）の如く相対エネルギは小
さい。ところが、ラビングが発生すると、この相対エネ
ルギは第２図（ｂ）の如く、回転機械の回転周波数ｆ。
高周波異常音信号を検波し、その周波数成分を分析した
ところ、正常時は第２図（ａ）の如く相対エネルギは小
さい。ところが、ラビングが発生すると、この相対エネ
ルギは第２図（ｂ）の如く、回転機械の回転周波数ｆ。
を中心とした回転周波数通過帯域で大きくなり、軸受の
金属接触が発生すると、相対エネルギは第２図（Ｃ）の
如く、回転周波数に依存せず全体的に大きくなり、両者
が同時に発生している時は、相対エネルギは第２図（ｄ
）の如く、前記（ｂ）と（Ｃ）とを加え合わせたものに
なるという現象が発見されたため、本発明に発展したも
従って、本発明の特徴は、軸受部に設置した音響検出セ
ンサで抽出した出力信号を、回転機械の回転周波数成分
の信号のみを取出す機能を有するラビング検出回路と、
回転周波数成分以外の信号を取出す機能を有する軸受金
属接触検出回路とに入力して、前者でラビングの発生を
、後者で軸受金属接触の発生を、夫々検知するように構
成した点にある。
金属接触が発生すると、相対エネルギは第２図（Ｃ）の
如く、回転周波数に依存せず全体的に大きくなり、両者
が同時に発生している時は、相対エネルギは第２図（ｄ
）の如く、前記（ｂ）と（Ｃ）とを加え合わせたものに
なるという現象が発見されたため、本発明に発展したも
従って、本発明の特徴は、軸受部に設置した音響検出セ
ンサで抽出した出力信号を、回転機械の回転周波数成分
の信号のみを取出す機能を有するラビング検出回路と、
回転周波数成分以外の信号を取出す機能を有する軸受金
属接触検出回路とに入力して、前者でラビングの発生を
、後者で軸受金属接触の発生を、夫々検知するように構
成した点にある。
以下、本発明の一実・通例を図面に基づいて説明する。
第３図において、ロータ２ｏの軸受２１には音響検出セ
ンサ２２が取付けられており、該音響検出センサ２２の
出力端は、増幅回路２５を経て検波回路２６に接続して
いる。そして、該検波回路２６の出力端は分岐して、一
端は回転数同調フィルタ２９及び平均値回路３１ａから
成るラビング検出回路２７と、一端は低周波のバンドパ
スフィルタ３３と平均値回路３１ｂ及び減算回路３４と
から成る軸受金属接触検出回路２８とに、夫々接続して
いる。３０はロータ２０の回転数に同期する信号を取出
す回転数検出器で、その出力端は前記ラビング検出回路
２７の回転数同調フィルタ２９の制御回路に接続してい
る。また、ラビング検出回路２７の平均値回路３１ａの
出力端は分岐して、一端は前記軸受金属接触演出回路２
８の減算回路３４に接続し、一端はラビングモニタ３２
に接続している。一方、軸受金属接触検出回路２８の平
均値回路３１ｂの出力端は、前記減算回路３４を経て、
軸受金属接触モニタ３５に接続している。なお、図中の
２３は回転機械の静止体であり、２４は軸受２１の油膜
を示している。
ンサ２２が取付けられており、該音響検出センサ２２の
出力端は、増幅回路２５を経て検波回路２６に接続して
いる。そして、該検波回路２６の出力端は分岐して、一
端は回転数同調フィルタ２９及び平均値回路３１ａから
成るラビング検出回路２７と、一端は低周波のバンドパ
スフィルタ３３と平均値回路３１ｂ及び減算回路３４と
から成る軸受金属接触検出回路２８とに、夫々接続して
いる。３０はロータ２０の回転数に同期する信号を取出
す回転数検出器で、その出力端は前記ラビング検出回路
２７の回転数同調フィルタ２９の制御回路に接続してい
る。また、ラビング検出回路２７の平均値回路３１ａの
出力端は分岐して、一端は前記軸受金属接触演出回路２
８の減算回路３４に接続し、一端はラビングモニタ３２
に接続している。一方、軸受金属接触検出回路２８の平
均値回路３１ｂの出力端は、前記減算回路３４を経て、
軸受金属接触モニタ３５に接続している。なお、図中の
２３は回転機械の静止体であり、２４は軸受２１の油膜
を示している。
次に、以上のような構成における検出動作を、第４図の
各回路波形図を参照しながら説明する。
各回路波形図を参照しながら説明する。
例えば、第３図において、ロータ２０と軸受２１とが金
属接触を起すと、これに伴って発生する音響信号は、軸
受材料を伝搬して音響検出センサ２２に伝えられる。ま
た、図中Ａ点においてロータ２０と静止体２３とがラビ
ングを起すと（図ではロータと静止体とを明確に区別す
るため、両者は一見接触していないように見えるが、実
際にはこの部分で両者は当接し、ラビングが起っている
）、これに伴って発生する音響信号は同図に示す如く、
ロータ内を伝搬し、軸受油膜２４を経て音響検出センサ
２２に伝えられる。従って、軸受金属接触に伴う信号と
ラビングに伴う信号との二種の信号は、一つの音響・演
出センザ２２で同時に受信される。
属接触を起すと、これに伴って発生する音響信号は、軸
受材料を伝搬して音響検出センサ２２に伝えられる。ま
た、図中Ａ点においてロータ２０と静止体２３とがラビ
ングを起すと（図ではロータと静止体とを明確に区別す
るため、両者は一見接触していないように見えるが、実
際にはこの部分で両者は当接し、ラビングが起っている
）、これに伴って発生する音響信号は同図に示す如く、
ロータ内を伝搬し、軸受油膜２４を経て音響検出センサ
２２に伝えられる。従って、軸受金属接触に伴う信号と
ラビングに伴う信号との二種の信号は、一つの音響・演
出センザ２２で同時に受信される。
音響検出セ／す２２で受信された前記の信号は、増幅器
２５で増幅された後、検波回路２６で検波され（その波
形は夫々第４図（Ｉ）、ＣＩＤ）、ラビング検出回路２
７と軸受金属接触検出回路２８とに夫々分岐して入力す
る。
２５で増幅された後、検波回路２６で検波され（その波
形は夫々第４図（Ｉ）、ＣＩＤ）、ラビング検出回路２
７と軸受金属接触検出回路２８とに夫々分岐して入力す
る。
ラビング検出回路２７では、前記検波信号を回転数同調
フィルタ２９に入力し、前記回転数検出器３０からの制
御信号によって、回転周波数に同調した回転周波数成分
の信号のみを取出す。そしてこれを平均値回路３１ａに
入力して平均値電圧に変換した後、ラビングモニタ３２
に入力する。
フィルタ２９に入力し、前記回転数検出器３０からの制
御信号によって、回転周波数に同調した回転周波数成分
の信号のみを取出す。そしてこれを平均値回路３１ａに
入力して平均値電圧に変換した後、ラビングモニタ３２
に入力する。
すなわち、前記回転数同調フィルタ２９からの出力波形
は、第４図（ホ）のような回転周波数に同調した波形と
なり、これを平均値回路３１ａに入力して得られた出力
電圧は第４図■のようになって、ラビングが発生すると
、前記の通り回転周波数通過帯域で相対エネルギが高く
なるので、出力電圧は高くなる。従って、この出力をラ
ビングモニタ３２に入力して監視することにより、ラビ
ングの発生を早期に発見することができる。そして、こ
の出力は回転周波数に同調した信号のみから成るので、
パックグランドノイズに影響されることがない。
は、第４図（ホ）のような回転周波数に同調した波形と
なり、これを平均値回路３１ａに入力して得られた出力
電圧は第４図■のようになって、ラビングが発生すると
、前記の通り回転周波数通過帯域で相対エネルギが高く
なるので、出力電圧は高くなる。従って、この出力をラ
ビングモニタ３２に入力して監視することにより、ラビ
ングの発生を早期に発見することができる。そして、こ
の出力は回転周波数に同調した信号のみから成るので、
パックグランドノイズに影響されることがない。
一方、軸受金属接触検出回路２８では、前記検波信号を
低周波の・くンド・くスフイルり３３に入力し、次に該
バンド・；スフィルタの出力を平均値回路３１ｂで平均
値電圧に変換した後、減算回路３４に入力する。そして
、該減算回路では、前記ラビング検出回路２７の平均値
回路３１ａの出力電圧を入力し、該出力″電圧が前記平
均値回路３１ｂの出力電圧から減算され、軸受金４接触
モニタ３５に入力する。
低周波の・くンド・くスフイルり３３に入力し、次に該
バンド・；スフィルタの出力を平均値回路３１ｂで平均
値電圧に変換した後、減算回路３４に入力する。そして
、該減算回路では、前記ラビング検出回路２７の平均値
回路３１ａの出力電圧を入力し、該出力″電圧が前記平
均値回路３１ｂの出力電圧から減算され、軸受金４接触
モニタ３５に入力する。
すなわち、前記バンドパスフィルタ３３の出力波形は、
第４図Ｍのような低ＪＩ、Ｊ波の谷内波数成分から成る
波形となり、これを人力した平均値回路３１ｂの出力波
形は第４図Ｍのような平均値電圧となる。しかし、この
出力電圧にはＡｉｌ記のラビングによる括号成分も含ま
れているから、このラビング信号成分を減算回路３４で
減すると、回転周波数成分以外の信号の平均値電ＥＥ■
）が得られる。
第４図Ｍのような低ＪＩ、Ｊ波の谷内波数成分から成る
波形となり、これを人力した平均値回路３１ｂの出力波
形は第４図Ｍのような平均値電圧となる。しかし、この
出力電圧にはＡｉｌ記のラビングによる括号成分も含ま
れているから、このラビング信号成分を減算回路３４で
減すると、回転周波数成分以外の信号の平均値電ＥＥ■
）が得られる。
そして、軸受金属接触が起ると、前記の通り、周波数全
域に亘り相対エネルギが高くなるの、で、この出力′遊
方（■）は高くなる。従って、これを軸受金属接触モニ
タ３５に入力して監視することにより、軸受金属の接触
を発見することができる。そして、これらの音響１苫号
は、感度の高い音響検出センサで検出されるから、従来
のサーモカップルのように温度の上昇を待つことなく、
軸受の金属接触は早期に発見される。また、前記庚波信
号は、低周波のバンドパスフィルタ３３を通過するか弘
モニタ３５の出力には高周波帯域のノイズをなんでいな
い。
域に亘り相対エネルギが高くなるの、で、この出力′遊
方（■）は高くなる。従って、これを軸受金属接触モニ
タ３５に入力して監視することにより、軸受金属の接触
を発見することができる。そして、これらの音響１苫号
は、感度の高い音響検出センサで検出されるから、従来
のサーモカップルのように温度の上昇を待つことなく、
軸受の金属接触は早期に発見される。また、前記庚波信
号は、低周波のバンドパスフィルタ３３を通過するか弘
モニタ３５の出力には高周波帯域のノイズをなんでいな
い。
なお、次の表は、ラビングモニタ３２と軸受金属接触モ
ニタ３５との出力信号を整理して表にしだものである。
ニタ３５との出力信号を整理して表にしだものである。
表中、■Ｉは出力電圧が大きい場合、Ｉ７は小さい場合
を示す。この表から分るように、正帛時、ラビングが発
生した時、軸受金属接触が発生した時及び両者が同時に
発生している時とでは、Ａｉｌ記谷モニタ３２，３５か
ら出力される“電圧値の組合せが異なる。従って、谷モ
ニタ３２゜３５で、次表二系統の出力電圧を比較するこ
とにより、各現象の判定ができる。
を示す。この表から分るように、正帛時、ラビングが発
生した時、軸受金属接触が発生した時及び両者が同時に
発生している時とでは、Ａｉｌ記谷モニタ３２，３５か
ら出力される“電圧値の組合せが異なる。従って、谷モ
ニタ３２゜３５で、次表二系統の出力電圧を比較するこ
とにより、各現象の判定ができる。
表
前記各モニタ３２．３５の具体的装置は、簡易型にする
場合には、夫々の出力電圧を電圧計や記録計で読みとっ
ても判定が町１１ｔである。まだ、前記二系統の出力信
号を論理回路で処理することも可能であるし、まだ、マ
イクロコンピュータで処理すれば、各現象の有無をディ
スプレイに表示することもできる。
場合には、夫々の出力電圧を電圧計や記録計で読みとっ
ても判定が町１１ｔである。まだ、前記二系統の出力信
号を論理回路で処理することも可能であるし、まだ、マ
イクロコンピュータで処理すれば、各現象の有無をディ
スプレイに表示することもできる。
なお、この実施クリでは、回転周波数成分のみを取出す
回転数同調フィルタを用いたが、回転周波数以外の周波
数成分の、ｇ−；；のみを取出す、いわゆるリジェクト
型の回転数同調フィルタを用いても、同様の効果が得ら
れる。
回転数同調フィルタを用いたが、回転周波数以外の周波
数成分の、ｇ−；；のみを取出す、いわゆるリジェクト
型の回転数同調フィルタを用いても、同様の効果が得ら
れる。
マタ、軸受を支えるケーシング（ペデスタル１？３）な
どに音響検出センサを取付けても、同様の効果が碍られ
る。
どに音響検出センサを取付けても、同様の効果が碍られ
る。
μ上説明したように、本発明によれば、回転機械の軸受
部の金属接触の発生及び軸受以外の静止体と回転部との
ラビングの発生とを、夫々早期にかつ同時に検出できる
から、回転機械の故障につながる危険を未然に防止でき
、安全運転に寄与できるばかりでなく、機器の損害を最
小限にとどめることができる。更に、前記の各現象は同
一の計副装置にて検出することができるから、メンテナ
ンスが容易であり、非常に経済的である。
部の金属接触の発生及び軸受以外の静止体と回転部との
ラビングの発生とを、夫々早期にかつ同時に検出できる
から、回転機械の故障につながる危険を未然に防止でき
、安全運転に寄与できるばかりでなく、機器の損害を最
小限にとどめることができる。更に、前記の各現象は同
一の計副装置にて検出することができるから、メンテナ
ンスが容易であり、非常に経済的である。
第１図は回転機械の異常検出装置の従来例、第２図は音
響検出センサで抽出した高周波異常音１６号の検波波形
の周波数分析図、第３図は本発明の一実施例の構成説明
図、第４図は第３同容回路の出力波形図を示す。 ２０・・・ロータ（回転機械）、２１・・・軸受、２２
・・・音響検出センサ、２５・・・増幅回路、２６・・
・検波回路、２７・・・ラビング検出回路、２８・・・
軸受金属接触演出回路、２９・・・回転数同調フィルタ
、３１ａ。 ｂ・・・平均値回路、３３・・・低周波バンドパスフィ
ル第 １ 図 隼２し くａ−）正常時 周波へ− 周波飲一 （（）ラビング（Ｒ） ／１発生
響検出センサで抽出した高周波異常音１６号の検波波形
の周波数分析図、第３図は本発明の一実施例の構成説明
図、第４図は第３同容回路の出力波形図を示す。 ２０・・・ロータ（回転機械）、２１・・・軸受、２２
・・・音響検出センサ、２５・・・増幅回路、２６・・
・検波回路、２７・・・ラビング検出回路、２８・・・
軸受金属接触演出回路、２９・・・回転数同調フィルタ
、３１ａ。 ｂ・・・平均値回路、３３・・・低周波バンドパスフィ
ル第 １ 図 隼２し くａ−）正常時 周波へ− 周波飲一 （（）ラビング（Ｒ） ／１発生
Claims (1)
- １、 回転機械の軸受部に設置した音響検出センサとミ
該音響検出センサで抽出した高周波異常音信号の検波信
号を入力するラビング検出回路及び軸受金属接触検出回
路とを備え、該ラビング検出回路は回転機械の回転周波
数成分の信号のみを取出す機能を有し、他方前記軸受金
属接触検出回路は前記回転周波数成分以外の信号を取出
す機能を有することを特徴とする回転機械の異常検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16707481A JPS5868626A (ja) | 1981-10-21 | 1981-10-21 | 回転機械の異常検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16707481A JPS5868626A (ja) | 1981-10-21 | 1981-10-21 | 回転機械の異常検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5868626A true JPS5868626A (ja) | 1983-04-23 |
Family
ID=15842915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16707481A Pending JPS5868626A (ja) | 1981-10-21 | 1981-10-21 | 回転機械の異常検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5868626A (ja) |
Cited By (7)
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| WO2016039085A1 (ja) * | 2014-09-12 | 2016-03-17 | 株式会社神戸製鋼所 | 回転機の異常診断装置、回転機の異常診断方法、及び、回転機 |
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-
1981
- 1981-10-21 JP JP16707481A patent/JPS5868626A/ja active Pending
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