JPS5963527A - 回転機械の診断方法 - Google Patents
回転機械の診断方法Info
- Publication number
- JPS5963527A JPS5963527A JP57173637A JP17363782A JPS5963527A JP S5963527 A JPS5963527 A JP S5963527A JP 57173637 A JP57173637 A JP 57173637A JP 17363782 A JP17363782 A JP 17363782A JP S5963527 A JPS5963527 A JP S5963527A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spectrum
- diagnostic
- acceleration
- line
- rotating machine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (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】
ラント等犬型プラントに於ける回転機械の回転機械診断
方法に関する。
方法に関する。
ＬＮＧプラント等犬型のプラントや設備の中に占める回
転機械の比率は非常に高く、その役割も重要である。こ
れらの回転機械に異常や故障が生じた場合は経済的損失
は当然のことながら、事故が拡大すると大きな社会的問
題に発展する。例えばＬＮＧプラントは都市ガス、冷熱
発電設備等の供給源として使用されるだめ、タンクより
ＬＮＧを圧送するＬＮＧポンプに故障が生じるとユーザ
側に大きな損失を与えると共に一般需要者にも被害を及
ぼすことになる。
転機械の比率は非常に高く、その役割も重要である。こ
れらの回転機械に異常や故障が生じた場合は経済的損失
は当然のことながら、事故が拡大すると大きな社会的問
題に発展する。例えばＬＮＧプラントは都市ガス、冷熱
発電設備等の供給源として使用されるだめ、タンクより
ＬＮＧを圧送するＬＮＧポンプに故障が生じるとユーザ
側に大きな損失を与えると共に一般需要者にも被害を及
ぼすことになる。
我国に於ける機械診断技術は新幹線が開業し、公害、汚
染の問題が大きくクローズアップされ始めだ１９５０〜
６０年代より本格的な取組みが始まったが、未だにその
判断基準が一般化されていないのが現状である。
染の問題が大きくクローズアップされ始めだ１９５０〜
６０年代より本格的な取組みが始まったが、未だにその
判断基準が一般化されていないのが現状である。
本発明は斯かる実情を背景になされたもので、プラント
等に於ける回転機械の故障予知技術を確立し、プラント
の信頼性を向上せしめると共に保全コストの低減、保全
技術の均質化を目的とするものである。
等に於ける回転機械の故障予知技術を確立し、プラント
の信頼性を向上せしめると共に保全コストの低減、保全
技術の均質化を目的とするものである。
以下図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。
本発明の機械診断方法を実行するについて、回転機械の
適宜位置に加速度検出器を数句け、該検出器からの信号
に基つき、マイクロコンピュータシステム等によっであ
る時点での所定の周波数領域に於ける振動スペクトルを
作成し、更に該スペクトルを記憶すると共にモニタテレ
ビ等所要の表示装置に表示できる様にする。
適宜位置に加速度検出器を数句け、該検出器からの信号
に基つき、マイクロコンピュータシステム等によっであ
る時点での所定の周波数領域に於ける振動スペクトルを
作成し、更に該スペクトルを記憶すると共にモニタテレ
ビ等所要の表示装置に表示できる様にする。
所定の周波数領域に於けるｎ番目のスペクトルにｎの添
字を付せば、 ｎ番目の加速度スペクトルはα（、）、１番目の速朋ス
ペクトルは一、 （、）、ｎ番目の振幅スペクトルは、
（ｎ）、 ｎ番目の角速度はω（ｎ）、 ｎ番目の振動数は／ （１１）、 で表わせ、 スペクトル幅はへｆ サンプリング周波数はｆ８ サンプリングしたデータの数ばＮ８ で表わせ、上記各スペクトルの関係は下記の通りとなる
。
字を付せば、 ｎ番目の加速度スペクトルはα（、）、１番目の速朋ス
ペクトルは一、 （、）、ｎ番目の振幅スペクトルは、
（ｎ）、 ｎ番目の角速度はω（ｎ）、 ｎ番目の振動数は／ （１１）、 で表わせ、 スペクトル幅はへｆ サンプリング周波数はｆ８ サンプリングしたデータの数ばＮ８ で表わせ、上記各スペクトルの関係は下記の通りとなる
。
ω（７Ｌ）−２πｆ（ｎ）
ｆ（ｎ）−ｎ・△ｆ
以下は回転機械の振動を加速度スペクトルを指標として
診断する場合について述べる。
診断する場合について述べる。
回転機械の劣化信号には軸受の内輪、外輪、転動体の固
有振動を含んだ比較的高い周波数領域の加速度が含まれ
る。
有振動を含んだ比較的高い周波数領域の加速度が含まれ
る。
従って、この比較的高い周波数領域での加速度が増大し
、ある基準を越えれば、内輪、外輪、転動体等比較的高
い固有振動数をもつ部分に損傷があったと判定できる。
、ある基準を越えれば、内輪、外輪、転動体等比較的高
い固有振動数をもつ部分に損傷があったと判定できる。
ここで診断に要する周波数領域の全幅を１ｏＫＢＺとし
、サンプリングデータ数１０２４点、サンプリング周波
数を２０ＫＨｚとすれば全スペクトル数５１２本、加速
度スペクトルの幅はかる条件で加速度スペクトルを作成
すれば通常回転機械における故障診断の指標として十分
である。
、サンプリングデータ数１０２４点、サンプリング周波
数を２０ＫＨｚとすれば全スペクトル数５１２本、加速
度スペクトルの幅はかる条件で加速度スペクトルを作成
すれば通常回転機械における故障診断の指標として十分
である。
第１図は横軸に振動数（最大ｉ ｏＫＩ（Ｚ ） 、縦
軸に加速度値（０）を取り、上記条件で得られる回転機
械の加速度スペクトル（α）の分布を示しだものである
。
軸に加速度値（０）を取り、上記条件で得られる回転機
械の加速度スペクトル（α）の分布を示しだものである
。
図中（α）は基準スペクトルを示し、（ｂ）は観測スペ
クトルを示しており、又（ｃ）は第１診断ライン、（ｄ
）は第２診断ラインを示す。
クトルを示しており、又（ｃ）は第１診断ライン、（ｄ
）は第２診断ラインを示す。
基準スペクトル（、）は、回転機械を所定の時間（例え
ば約２００時間）の試運転を実施し、回転機械が安定状
態となったところで加速度スペクトルを作成し得られた
ものであるＳ 観測スペクトル（ｂ）は診断時の加速度スペクトルを示
しており、第１診断ライン（ｃ）及び第２診断ライン（
ｄ）は各データ点に於ける観測スペクトル（ｂ）と基準
スペクトル（ｃＬ）との比（ｂ）／（ａ）がそれぞれに
１． Ｋ２となるラインであり、この比に、 、 Ｋ、
、の値は過去の実績、実験等で求める。例えばに、＝、
１２．５またに２−５とし、観測スペクトル（ｂ）の値
が第１診断ライン（ｌ、）に達しない状態で正常領域、
第１診断ライン（ｃ）と第２診断ライン（ｄ）の間にあ
るときは注意領域、第２診断ライン（ｄ）を越える場合
は異常領域とする。
ば約２００時間）の試運転を実施し、回転機械が安定状
態となったところで加速度スペクトルを作成し得られた
ものであるＳ 観測スペクトル（ｂ）は診断時の加速度スペクトルを示
しており、第１診断ライン（ｃ）及び第２診断ライン（
ｄ）は各データ点に於ける観測スペクトル（ｂ）と基準
スペクトル（ｃＬ）との比（ｂ）／（ａ）がそれぞれに
１． Ｋ２となるラインであり、この比に、 、 Ｋ、
、の値は過去の実績、実験等で求める。例えばに、＝、
１２．５またに２−５とし、観測スペクトル（ｂ）の値
が第１診断ライン（ｌ、）に達しない状態で正常領域、
第１診断ライン（ｃ）と第２診断ライン（ｄ）の間にあ
るときは注意領域、第２診断ライン（ｄ）を越える場合
は異常領域とする。
而して、マイクロコ／ピュ了クツステムに前記第１．第
２診断ライフ （ｃ） 、 （ｄ）を設定入力し、表示
装置に基準スペクトル（ａ）、観測スペクトル（ｂ）を
表示し得ると共に観測スペクトル（ｂ）が第１゜第２診
断ライフ （Ｃ） 、 （ｄ）を越えた場合に、越えた
ライン上の位置にドツト表示する様にする。
２診断ライフ （ｃ） 、 （ｄ）を設定入力し、表示
装置に基準スペクトル（ａ）、観測スペクトル（ｂ）を
表示し得ると共に観測スペクトル（ｂ）が第１゜第２診
断ライフ （Ｃ） 、 （ｄ）を越えた場合に、越えた
ライン上の位置にドツト表示する様にする。
この表示により、診断時点での回転機械の振動状態が直
ちに判別できる。
ちに判別できる。
即ち、ある診断時点で第１診断ライン（ｃ）にドツト表
示がなされ、該ドツト表示の数が多い場合はドツト表示
がなされた箇所の振動数に対応する回転機械の部分を解
析する。この解析によって、故障の予知をすることがで
きる。更に、第２診断ライン（ｄ）ｖＣドツト表示がな
された場合、該ドツト表示がなされた箇所の振動数に対
応する部分が損傷したと判断できて、所要の保守を行う
。
示がなされ、該ドツト表示の数が多い場合はドツト表示
がなされた箇所の振動数に対応する回転機械の部分を解
析する。この解析によって、故障の予知をすることがで
きる。更に、第２診断ライン（ｄ）ｖＣドツト表示がな
された場合、該ドツト表示がなされた箇所の振動数に対
応する部分が損傷したと判断できて、所要の保守を行う
。
斯かる加速度スペクトル、診断ラインてのドツト表示で
故障診断を行う場合、異常領域に突入している加速度ス
ペクトルの振動数は表示より容易に読取れるので、故障
箇所も容易に推定できる。
故障診断を行う場合、異常領域に突入している加速度ス
ペクトルの振動数は表示より容易に読取れるので、故障
箇所も容易に推定できる。
回転機械に欠陥が発生する上族欠陥は経時的に成長して
故障に到ると考えられ、ある診断時点で第１診断ライン
（ｃ）に表示されだドツトが設定個数Ｎ１を越えると、
その時点より診断時間を短縮し、又第２の診断ライン（
ｄ）に表示されたドツトが設定個数Ｎ２を越えると更に
短縮して故障時期と故障内容を確実に予知指押する様に
する。
故障に到ると考えられ、ある診断時点で第１診断ライン
（ｃ）に表示されだドツトが設定個数Ｎ１を越えると、
その時点より診断時間を短縮し、又第２の診断ライン（
ｄ）に表示されたドツトが設定個数Ｎ２を越えると更に
短縮して故障時期と故障内容を確実に予知指押する様に
する。
尚、上記実施例では診断の指標として加速度スヘクトル
（α）を選択しだが、速度スペクトル（υ）、振幅スペ
クトル（、）を選択しても同様な手法で故障診断を行い
得ることは勿論である。
（α）を選択しだが、速度スペクトル（υ）、振幅スペ
クトル（、）を選択しても同様な手法で故障診断を行い
得ることは勿論である。
第２図は本発明を実施するに好ましい装置のブロック図
であり、以下該装置について略述するＯ 図中（１）は加速度を検出する為のセンサ、（２）はセ
ンサ（１）からのアナログ信号（加速度）をＡ／Ｄ変換
器（３）がデジタル信号に変換する際のエリアンング誤
差を減少させるだめのローパスフィルタであり、Ａ／Ｄ
変換器（３）によってデジタル化された信号はマスター
マイクロコンピュータシステム（４）に入力される。マ
スターマイクロコンピュータシステム（４）には診断条
件設定器（５）を接続して診断の間隔及び比率に、、に
２を設定入力するト共に演算プロセッサ（６）、メイン
メモリ（７）、補助メモリ（８）、診断表示部（９）、
警報装置θ０）をマスターマイクロコンピュータシステ
ム（４）に接続する。
であり、以下該装置について略述するＯ 図中（１）は加速度を検出する為のセンサ、（２）はセ
ンサ（１）からのアナログ信号（加速度）をＡ／Ｄ変換
器（３）がデジタル信号に変換する際のエリアンング誤
差を減少させるだめのローパスフィルタであり、Ａ／Ｄ
変換器（３）によってデジタル化された信号はマスター
マイクロコンピュータシステム（４）に入力される。マ
スターマイクロコンピュータシステム（４）には診断条
件設定器（５）を接続して診断の間隔及び比率に、、に
２を設定入力するト共に演算プロセッサ（６）、メイン
メモリ（７）、補助メモリ（８）、診断表示部（９）、
警報装置θ０）をマスターマイクロコンピュータシステ
ム（４）に接続する。
マスター
ｈ召づロコン・ピユータ７ステム（４）１４ Ａ ／
Ｄ ｉ換器（３）からの信号の特徴を抽出するアベレー
ジング演算、アンダフロー、オーバフローを防止する桁
数調整演算等を行なった後に、メインメモリ（７）、演
算プロセッサ（６）、補助メモリ（８）と共に周波数分
析（Ｆ Ｉ” Ｔ ）を行ない時間軸の信号を周波数軸
上の加速度スペクトルに変換する。ここで、演算プロセ
ッサ（６）は周波数分析に於けるバタフライ演算（掛算
、加算）、スペクトルヲ求める平方根の演算を行う。前
記補助メモリ（８）にはマイクロプロセッサ及びメイン
メモリ（７）、演算プロセッサ（６）のプログラムを補
助するオペレーティングシステムが収納されていると共
に演算結果（加速度スペクトル）が記憶収納される。マ
スターマイクロコンビュータンステム（４）は該演算結
果を前記診断条件設定器（５）で入力された診断条件に
従って診断表示部（９）に表示し、必要に応じ警報装置
（］０を駆動すると共に表示、警報及び自動停止システ
ムの起動用信号０ηを出力する。
Ｄ ｉ換器（３）からの信号の特徴を抽出するアベレー
ジング演算、アンダフロー、オーバフローを防止する桁
数調整演算等を行なった後に、メインメモリ（７）、演
算プロセッサ（６）、補助メモリ（８）と共に周波数分
析（Ｆ Ｉ” Ｔ ）を行ない時間軸の信号を周波数軸
上の加速度スペクトルに変換する。ここで、演算プロセ
ッサ（６）は周波数分析に於けるバタフライ演算（掛算
、加算）、スペクトルヲ求める平方根の演算を行う。前
記補助メモリ（８）にはマイクロプロセッサ及びメイン
メモリ（７）、演算プロセッサ（６）のプログラムを補
助するオペレーティングシステムが収納されていると共
に演算結果（加速度スペクトル）が記憶収納される。マ
スターマイクロコンビュータンステム（４）は該演算結
果を前記診断条件設定器（５）で入力された診断条件に
従って診断表示部（９）に表示し、必要に応じ警報装置
（］０を駆動すると共に表示、警報及び自動停止システ
ムの起動用信号０ηを出力する。
又、マスターマイクロコンビュータンステム（４）は半
導体リレーα優を介して電源＠に接続しており、所要の
時期（診断時期）のみ通電駆動される様になっている。
導体リレーα優を介して電源＠に接続しており、所要の
時期（診断時期）のみ通電駆動される様になっている。
ａ■はスレーブマイクロコンピュータシステムであり、
前記マスターマイクロコンピュータ／ステム（４）に接
続され、又該スレーブマイクロコンピュータ／ステムα
■にはメモリ０４）及び時計００が接続され、更にスレ
ーブマイクロコンピュータ／ステム０■及び時計００に
は電源（２）に接続されたバッテリバックアップ回路α
０が接続されている。
前記マスターマイクロコンピュータ／ステム（４）に接
続され、又該スレーブマイクロコンピュータ／ステムα
■にはメモリ０４）及び時計００が接続され、更にスレ
ーブマイクロコンピュータ／ステム０■及び時計００に
は電源（２）に接続されたバッテリバックアップ回路α
０が接続されている。
スレーブマイクロコンピュータ／ステムα■はバッテリ
バックアップ回路（１■によって停電対策が施され常時
作動しており、時計００によって計られた結果を基にマ
スターマイクロコンピュー−タフステム（４）からの診
断条件により、適宜時に半導体リレーαυを駆動させ診
断間隔の制御を行い、又診断終了後の停電に備えて必要
なデータ停止させ更に次の診断３０分前に起動させる様
になっている。
バックアップ回路（１■によって停電対策が施され常時
作動しており、時計００によって計られた結果を基にマ
スターマイクロコンピュー−タフステム（４）からの診
断条件により、適宜時に半導体リレーαυを駆動させ診
断間隔の制御を行い、又診断終了後の停電に備えて必要
なデータ停止させ更に次の診断３０分前に起動させる様
になっている。
以上述べた如く本発明は回転機械の故障診断技術を確立
すると共に故障時期を確実に指押し得て、プラントの信
頼性を増大すると共に経済的損失を著しく低減すること
ができる。
すると共に故障時期を確実に指押し得て、プラントの信
頼性を増大すると共に経済的損失を著しく低減すること
ができる。
第１図は本発明の故障診断の指標の一つである加速度ス
ペクトルの線図、第２図は本発明を実施するに好捷しい
装置のブロック図である。 （１）はセンサ、 （４１１はマスターマイクロコンピ
ュータシステム、（９）は診断表示部、α騰はスレーブ
マイクロコンピユータンステムラ示ス。 特許出願人 石川島播磨重工業株式会社 第１頁の続き ０発 明 者 高木勇 東京都江東区豊洲三丁目２番１６ 号石川島播磨重工業株式会社豊 洲総合事務所内 ０発 明 者 杉下憲史 東京都江東区豊洲三丁目２番１６ 号石川島播磨重工業株式会社豊 洲総合事務所内
ペクトルの線図、第２図は本発明を実施するに好捷しい
装置のブロック図である。 （１）はセンサ、 （４１１はマスターマイクロコンピ
ュータシステム、（９）は診断表示部、α騰はスレーブ
マイクロコンピユータンステムラ示ス。 特許出願人 石川島播磨重工業株式会社 第１頁の続き ０発 明 者 高木勇 東京都江東区豊洲三丁目２番１６ 号石川島播磨重工業株式会社豊 洲総合事務所内 ０発 明 者 杉下憲史 東京都江東区豊洲三丁目２番１６ 号石川島播磨重工業株式会社豊 洲総合事務所内
Claims (1)
- １）回転機械の加速度を検出し、該検出結果を基に所定
周波数範囲での加速度スペクトル、速度スペクトル、振
幅スペクトルのいずれか−を作成し所要の表示装置に表
示できる様にし、安定運転開始時に作成したスペクトル
に基づき診断ラインを設定し、所定期間毎に作成したス
ペクトルが前記診断ラインを越える箇所にドツト表示し
、このドツト表示状態によって回転機械の異常判定を行
う回転機械の診断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57173637A JPS5963527A (ja) | 1982-10-01 | 1982-10-01 | 回転機械の診断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57173637A JPS5963527A (ja) | 1982-10-01 | 1982-10-01 | 回転機械の診断方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5963527A true JPS5963527A (ja) | 1984-04-11 |
| JPH0138252B2 JPH0138252B2 (ja) | 1989-08-11 |
Family
ID=15964294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57173637A Granted JPS5963527A (ja) | 1982-10-01 | 1982-10-01 | 回転機械の診断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5963527A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108760037A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-11-06 | 西安交通大学 | 一种基于频谱分析的风力发电机叶片结构损伤检测方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5624528A (en) * | 1979-08-03 | 1981-03-09 | Hitachi Ltd | Detector for abnormality of bearing |
| JPS5690220A (en) * | 1979-12-24 | 1981-07-22 | Hitachi Ltd | Abnormal oscillation diagnostic device |
-
1982
- 1982-10-01 JP JP57173637A patent/JPS5963527A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5624528A (en) * | 1979-08-03 | 1981-03-09 | Hitachi Ltd | Detector for abnormality of bearing |
| JPS5690220A (en) * | 1979-12-24 | 1981-07-22 | Hitachi Ltd | Abnormal oscillation diagnostic device |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108760037A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-11-06 | 西安交通大学 | 一种基于频谱分析的风力发电机叶片结构损伤检测方法 |
| CN108760037B (zh) * | 2018-06-15 | 2020-03-17 | 西安交通大学 | 一种基于频谱分析的风力发电机叶片结构损伤检测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0138252B2 (ja) | 1989-08-11 |
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