JPS5997316A - 回転機械の軸受監視装置 - Google Patents
回転機械の軸受監視装置Info
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- JPS5997316A JPS5997316A JP57204590A JP20459082A JPS5997316A JP S5997316 A JPS5997316 A JP S5997316A JP 57204590 A JP57204590 A JP 57204590A JP 20459082 A JP20459082 A JP 20459082A JP S5997316 A JPS5997316 A JP S5997316A
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- JP
- Japan
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- bearing
- displacement
- converter
- coil
- detector
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/12—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load
- F16C17/24—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load with devices affected by abnormal or undesired positions, e.g. for preventing overheating, for safety
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2233/00—Monitoring condition, e.g. temperature, load, vibration
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (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】
［発明の技術分野］
本発明は軸受の異常現象の発生を予知する改良した回転
機械の軸受監視装置に関する。
機械の軸受監視装置に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
すべり軸受は、回転機械の構成要素の中で最も重要度の
高いものと考えられているが、その一方で故障も起りや
すい。たとえば、潤滑不良Ｃ二よる異常振動の発生１回
転トルクの増大、異常摩耗。
高いものと考えられているが、その一方で故障も起りや
すい。たとえば、潤滑不良Ｃ二よる異常振動の発生１回
転トルクの増大、異常摩耗。
焼きつきなど、いったん故障が発生すると回転機械にと
っては致命的な故障となることが多い。そのため、今ま
でにも多くの対策がなされており、それらを大別すると
、軸受構造の改良Ｃ二より潤滑不良現象の発生を抑制す
るものと、軸受部≦二監視装置を設けて異常現象の発生
を予知して未然に対策するものとがある。
っては致命的な故障となることが多い。そのため、今ま
でにも多くの対策がなされており、それらを大別すると
、軸受構造の改良Ｃ二より潤滑不良現象の発生を抑制す
るものと、軸受部≦二監視装置を設けて異常現象の発生
を予知して未然に対策するものとがある。
本発明はその後者１：属するものであるが、これまでの
監視装置は、軸受静止側に加速度センサーや非接触変位
センサーを取りつけたもので、単に回転軸の振動波形や
軸受静止側のある一点の潤滑膜厚さを測定する１：すぎ
なかった。この方法だと、潤滑膜厚さを軸受円周方向■
二連続的に測定することができないため、全体の潤滑状
態や軸受の変形の様子が把握できないことに加え、軸受
の変形や摩耗による軸と軸受間ギャップの大きさが分離
しにくいなどの問題がある。すなわち、第１図に示すよ
うなバット型のガイド軸受の場合、各々の軸受パット１
１１−ｉ′、回転軸２に対しである程度傾きを持つよう
設定される。しかしながらこのギャップや傾きを調整す
ることは非常（＝難しく、特にバット１の傾きは、軸２
が回転しないと測定できないうえ、最適な傾きｇ：調整
することはＩ困婦に近い。
監視装置は、軸受静止側に加速度センサーや非接触変位
センサーを取りつけたもので、単に回転軸の振動波形や
軸受静止側のある一点の潤滑膜厚さを測定する１：すぎ
なかった。この方法だと、潤滑膜厚さを軸受円周方向■
二連続的に測定することができないため、全体の潤滑状
態や軸受の変形の様子が把握できないことに加え、軸受
の変形や摩耗による軸と軸受間ギャップの大きさが分離
しにくいなどの問題がある。すなわち、第１図に示すよ
うなバット型のガイド軸受の場合、各々の軸受パット１
１１−ｉ′、回転軸２に対しである程度傾きを持つよう
設定される。しかしながらこのギャップや傾きを調整す
ることは非常（＝難しく、特にバット１の傾きは、軸２
が回転しないと測定できないうえ、最適な傾きｇ：調整
することはＩ困婦に近い。
これは従来の測定技術が、軸受パット１のうちいくつか
の変位センサーを埋め込んで測定していたため、特定の
軸受パッ゛トのみしか調整できないうえ、変位測定点が
限られており１全周に渡って連続的な変位の変化の様子
を知ることができない。
の変位センサーを埋め込んで測定していたため、特定の
軸受パッ゛トのみしか調整できないうえ、変位測定点が
限られており１全周に渡って連続的な変位の変化の様子
を知ることができない。
［発明の目的］
本発明の目的は、軸受の潤滑状態を軸受円周方向に連続
的５二監視するとともに、軸受の変形や摩耗の様子を連
続的Ｉ：観測し得る軸受監視装置を提供するにある。
的５二監視するとともに、軸受の変形や摩耗の様子を連
続的Ｉ：観測し得る軸受監視装置を提供するにある。
［発明の概要］
本発明は回転機械の回転軸の空胴内シニ検出器先端が軸
受内局面に対向するように非接触変位感知素子ならびＣ
二その変換器を内設したことを特徴とする回転機械の軸
受監視装置に関するものである。
受内局面に対向するように非接触変位感知素子ならびＣ
二その変換器を内設したことを特徴とする回転機械の軸
受監視装置に関するものである。
［発明の実施例］
以下本発明を図面に示す実施例Ｃついて説明する。第２
図および第３図は、中空回転軸１０を凹円弧形ガイド軸
受１１で支持した軸受装置を示している。本発明Ｃ二お
いては、中空回転軸１０の中空部１２に非接触変位検出
器１３を内設している。この非接触変位検出器１３は変
位感知素子１４およびその変換器１５からなり、この感
知素子１４および変換器１５をともに回転軸１０の中空
部１２内Ｃ二設けた点（二本発明の特徴が存する。
図および第３図は、中空回転軸１０を凹円弧形ガイド軸
受１１で支持した軸受装置を示している。本発明Ｃ二お
いては、中空回転軸１０の中空部１２に非接触変位検出
器１３を内設している。この非接触変位検出器１３は変
位感知素子１４およびその変換器１５からなり、この感
知素子１４および変換器１５をともに回転軸１０の中空
部１２内Ｃ二設けた点（二本発明の特徴が存する。
変位感知素子１４は、電気磁気現象を利用した非接触形
Ｃ二構成され、回転軸１０とカイト軸受１１との相対的
変位量を電気信号Ｃ二変換して検出するもので、本発明
においてはうず電流変位計を採用している０うず電流変
位感知素子１４は、第４図に示すように６次コイルＣ１
を励振してこれを金属板に近づけると、うず電流の影響
をうけて二次コイルＣ２とのコイル間の相互インダクタ
ンスＬｌ、 Ｌ２が変化する。この変化はコイルと金属
板の距離Ｃ二よって大きく変わるので、微小距離の高感
度変換器がつくられる。２個のコイルｃｌ、 ０２間の
相互インダクタンスの変化は直ち１ニ二次コイル０２に
誘起する電圧の変化として出力を得ることができる０ま
た変換器１５内の検出回路の一例は、第５図１−示すよ
う（：感知素子１５の二次コイルＣ二誘起する出力電圧
をそのまま測定する方法と異なり、一定の相互インダク
タンスＬ１とうす電流で変化する相互インダクタンスｂ
ｇの二つの相互インダクタンスＴＪＩ ＊ ＬＳＩから
整流して、加えると出力ＥＯは１２−Ｅｌとなって、Ｅ
ｌは一定電圧であるから変化分のみが得られるので、こ
れを堆巾して取り出すように構成してし）る。
Ｃ二構成され、回転軸１０とカイト軸受１１との相対的
変位量を電気信号Ｃ二変換して検出するもので、本発明
においてはうず電流変位計を採用している０うず電流変
位感知素子１４は、第４図に示すように６次コイルＣ１
を励振してこれを金属板に近づけると、うず電流の影響
をうけて二次コイルＣ２とのコイル間の相互インダクタ
ンスＬｌ、 Ｌ２が変化する。この変化はコイルと金属
板の距離Ｃ二よって大きく変わるので、微小距離の高感
度変換器がつくられる。２個のコイルｃｌ、 ０２間の
相互インダクタンスの変化は直ち１ニ二次コイル０２に
誘起する電圧の変化として出力を得ることができる０ま
た変換器１５内の検出回路の一例は、第５図１−示すよ
う（：感知素子１５の二次コイルＣ二誘起する出力電圧
をそのまま測定する方法と異なり、一定の相互インダク
タンスＬ１とうす電流で変化する相互インダクタンスｂ
ｇの二つの相互インダクタンスＴＪＩ ＊ ＬＳＩから
整流して、加えると出力ＥＯは１２−Ｅｌとなって、Ｅ
ｌは一定電圧であるから変化分のみが得られるので、こ
れを堆巾して取り出すように構成してし）る。
このように構成した本発明の軸受監視装置Ｃ二おいて、
変位検出器１３を内装した回転軸１０を回転させると、
その回転Ｃ二応じて軸受１１の円周方向のすべての位置
での潤滑膜厚さや、軸受１１の変形の様子、摩耗状態を
測定することができる。第６図はｅが軸１０の偏心量Ｃ
ユ相当する。軸受１１の油切れ、焼付けなどの事故が起
ると、この偏心量ｅが増大するので７その異常を知るこ
とができる。ま＊４ｋＡ々の曲線は、潤滑膜厚さの変化
の様子を表わしている。さらｇ＝変位の絶対量よりも軸
受の変形や、摩耗量＝よる軸と軸受間のギャップの増減
を知ることができる。
変位検出器１３を内装した回転軸１０を回転させると、
その回転Ｃ二応じて軸受１１の円周方向のすべての位置
での潤滑膜厚さや、軸受１１の変形の様子、摩耗状態を
測定することができる。第６図はｅが軸１０の偏心量Ｃ
ユ相当する。軸受１１の油切れ、焼付けなどの事故が起
ると、この偏心量ｅが増大するので７その異常を知るこ
とができる。ま＊４ｋＡ々の曲線は、潤滑膜厚さの変化
の様子を表わしている。さらｇ＝変位の絶対量よりも軸
受の変形や、摩耗量＝よる軸と軸受間のギャップの増減
を知ることができる。
第７図は本発明の変位検出器１３を警報システム３二応
用した場合の実施例で、変位感知素子１４および変換器
１５を回転軸ｌＯの中空部内に内装した変位検出器１３
と静止側１７に配置したモニタリングシステム１８、警
報装置１９および電像２０とをスリップリング２１を介
して信号の授受を行なうよう２二したものである。この
変位感知素子１４からの信号を分析することにより、軸
の偏心量、歯溝膜厚さ、軸受の変形や摩耗量などを連続
して監視でき、かつ必要に応じて警報を出すことができ
る０ また第１図Ｃ二示すバット形ガイド軸受１１ に本発明
Ｃ二よる変位検出器１３を適用した場合、回転軸１゜に
変位検出−５１３を埋めこんで測定することから、すべ
ての軸受パット１のギャップや傾きを知ることができ、
その上その出力信号は連続的であるので、種々の異常監
視や、解析５二役立つ。例えばパット軸受１の理想的な
潤滑状態においては、第８図・のように出力信号８ｏの
・べ−テ゛同一で、傾きＨも全バットとも同程度に現わ
れる。しかし、レベル調整が不良であると第８図ｂ Ｃ
示すように出力信号ｓｌ、 Ｓ２＋ ｓ３のレベルが不
同になり、パット１の全体のレベルの様子が容易に認識
できる。さらに第８図ＣのようＣ二潤滑不良が起ると、
パット１に相当する信号Ｓの傾きＨが小さくなるので潤
滑不良を発見することができる。
用した場合の実施例で、変位感知素子１４および変換器
１５を回転軸ｌＯの中空部内に内装した変位検出器１３
と静止側１７に配置したモニタリングシステム１８、警
報装置１９および電像２０とをスリップリング２１を介
して信号の授受を行なうよう２二したものである。この
変位感知素子１４からの信号を分析することにより、軸
の偏心量、歯溝膜厚さ、軸受の変形や摩耗量などを連続
して監視でき、かつ必要に応じて警報を出すことができ
る０ また第１図Ｃ二示すバット形ガイド軸受１１ に本発明
Ｃ二よる変位検出器１３を適用した場合、回転軸１゜に
変位検出−５１３を埋めこんで測定することから、すべ
ての軸受パット１のギャップや傾きを知ることができ、
その上その出力信号は連続的であるので、種々の異常監
視や、解析５二役立つ。例えばパット軸受１の理想的な
潤滑状態においては、第８図・のように出力信号８ｏの
・べ−テ゛同一で、傾きＨも全バットとも同程度に現わ
れる。しかし、レベル調整が不良であると第８図ｂ Ｃ
示すように出力信号ｓｌ、 Ｓ２＋ ｓ３のレベルが不
同になり、パット１の全体のレベルの様子が容易に認識
できる。さらに第８図ＣのようＣ二潤滑不良が起ると、
パット１に相当する信号Ｓの傾きＨが小さくなるので潤
滑不良を発見することができる。
第９図は変位検出器１３による変位と、潤滑油の圧力も
同時に検出するシステム図で、第７図と同様に回転軸１
０に変位検出器１３の変位感知素子１４および変換器１
５のほかＣ：軸受の潤滑油の圧力検出器２２を内装し、
静止側１７にモニタリングシステム１８、警報装置１９
、電源２０およびアンプ％を配置し、これらをスリップ
リング２１を介して信号の授受を行なうように構成した
ものである。そしてこのシステムを利用して変位と圧力
とを同ＩＪ’−７に測定したときの変位と圧力の波形を
第１０図に示し、さらにこ九 れを簡易化し文波形を第１１図に示している。これから
潤滑膜厚さと圧力発生位置の関係が容易ｇ：認識でき、
良好な潤滑状態であるか否かが目視的区二判断できる。
同時に検出するシステム図で、第７図と同様に回転軸１
０に変位検出器１３の変位感知素子１４および変換器１
５のほかＣ：軸受の潤滑油の圧力検出器２２を内装し、
静止側１７にモニタリングシステム１８、警報装置１９
、電源２０およびアンプ％を配置し、これらをスリップ
リング２１を介して信号の授受を行なうように構成した
ものである。そしてこのシステムを利用して変位と圧力
とを同ＩＪ’−７に測定したときの変位と圧力の波形を
第１０図に示し、さらにこ九 れを簡易化し文波形を第１１図に示している。これから
潤滑膜厚さと圧力発生位置の関係が容易ｇ：認識でき、
良好な潤滑状態であるか否かが目視的区二判断できる。
本発明Ｉ：おいては、変位感知素子１４および変換器１
５を回転軸ｌＯの中空部１２ｇ二円装したことを特徴と
している。これは感知素子１４から変換器１５へ流れる
電流が微弱なため、スリップリング２１を介したときに
発生するノイズによって消されるおそれがあるからであ
る。そこで感知素子１４とスリップリング２１の間ｉ二
変換器１５を入れて増巾すること≦二よって検出信号の
消失の弊害を排除したものである０ なお以上の実施例では、ガイド軸受Ｃ二適用した例を示
したが、同様のシステムでスラスト軸受の監視Ｃユ役立
つのは云うまでもない。また本発明の装置は、軸受摺動
面が金属材料で構成されているものばかりでなく、水中
で使用するカーボン軸受などうず電流検知方式の場合は
この方式によって検出できる材料で構成される軸受なら
適用可能である。また軸受Ｃ：限らなくとも、例えば電
気機械の集電ブラシの接触状態や、回転子と固定子のエ
アギャップの形成状態など多くの分野直：適用可能であ
る。
５を回転軸ｌＯの中空部１２ｇ二円装したことを特徴と
している。これは感知素子１４から変換器１５へ流れる
電流が微弱なため、スリップリング２１を介したときに
発生するノイズによって消されるおそれがあるからであ
る。そこで感知素子１４とスリップリング２１の間ｉ二
変換器１５を入れて増巾すること≦二よって検出信号の
消失の弊害を排除したものである０ なお以上の実施例では、ガイド軸受Ｃ二適用した例を示
したが、同様のシステムでスラスト軸受の監視Ｃユ役立
つのは云うまでもない。また本発明の装置は、軸受摺動
面が金属材料で構成されているものばかりでなく、水中
で使用するカーボン軸受などうず電流検知方式の場合は
この方式によって検出できる材料で構成される軸受なら
適用可能である。また軸受Ｃ：限らなくとも、例えば電
気機械の集電ブラシの接触状態や、回転子と固定子のエ
アギャップの形成状態など多くの分野直：適用可能であ
る。
［発明の効果］ Ｌ以上のよ
うに本発明【二おいては、非接触変位検出器を回転体側
に内装したことにより、この回転体側から連続して潤滑
膜厚やギャップを測定することができ、軸の偏心量、潤
滑膜厚さ、軸受の変形や摩耗量を簡単に検出できる。
うに本発明【二おいては、非接触変位検出器を回転体側
に内装したことにより、この回転体側から連続して潤滑
膜厚やギャップを測定することができ、軸の偏心量、潤
滑膜厚さ、軸受の変形や摩耗量を簡単に検出できる。
第１図はバット形ガイド軸受を示す簡略構成図、第２図
は本発明による回転機械の軸受監視装置を一部切断して
示す正面図、第３図は第２図■−■線区二七うて切断し
た断面側面図、第４図および第５図は本発明１二使用す
るうず電流変位感知素子を説明するための素子先端断面
図および検出回路図１第６図は本発明の軸受監視装置に
おける変位検出器の出力信号図、第７図は本発明を使用
した監視警報システム図、第８図ａ１ ｂおよびＣは変
位検出器で検出した正常状態、レベル不良および潤滑不
良状態の出力信号図、第９図は本発明の軸受監視装置を
使用した監視善報システム図、第１０図は第９図の監視
警報システムを使用した場合の変位、圧力波形図である
。 １・・・軸受パット ２・・・回転軸ｌＯ・・・中
空回転軸 １１・・・四日弧形ガイド軸受１２・・・
中空部 １３・・・変位検出器１４・・・変位
感知素子 １５・・・変換器１６・・・波形の溝部
１７０・・・軸受の溝ｅ・・・軸の偏心量 １
７・・・静止側１８・・・モニタリングシステム １９
・・・警報装置２０・・・電源 代理人 弁理士 猪 股 祥 晃 （ほか１名））！Ｑ
匂い Ｉぐでｔ１％ ＨＤ”” １１ｒ １）く
は本発明による回転機械の軸受監視装置を一部切断して
示す正面図、第３図は第２図■−■線区二七うて切断し
た断面側面図、第４図および第５図は本発明１二使用す
るうず電流変位感知素子を説明するための素子先端断面
図および検出回路図１第６図は本発明の軸受監視装置に
おける変位検出器の出力信号図、第７図は本発明を使用
した監視警報システム図、第８図ａ１ ｂおよびＣは変
位検出器で検出した正常状態、レベル不良および潤滑不
良状態の出力信号図、第９図は本発明の軸受監視装置を
使用した監視善報システム図、第１０図は第９図の監視
警報システムを使用した場合の変位、圧力波形図である
。 １・・・軸受パット ２・・・回転軸ｌＯ・・・中
空回転軸 １１・・・四日弧形ガイド軸受１２・・・
中空部 １３・・・変位検出器１４・・・変位
感知素子 １５・・・変換器１６・・・波形の溝部
１７０・・・軸受の溝ｅ・・・軸の偏心量 １
７・・・静止側１８・・・モニタリングシステム １９
・・・警報装置２０・・・電源 代理人 弁理士 猪 股 祥 晃 （ほか１名））！Ｑ
匂い Ｉぐでｔ１％ ＨＤ”” １１ｒ １）く
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）回転機械の軸受装置Ｃおいて、回転軸と軸受の聞
対的変位を電気信号で検出する電気磁気現象を利用した
非接触形変位検出器をその電気信号系の変換器とともζ
：、回転軸の中空部内に検出端が軸の外周面とはソ一致
するように内装したことを特徴とする回転機械の軸受監
視装置 （２）非接触形変位検出器としてうず電流式変位検出器
を使用した特許請求の範囲第１項記載の軸受監視装置 （８）回転軸の中空部内に変位検出器およびその変換器
とともに軸受潤滑油の圧力検出器を内装した特許請求の
範囲第１項記載の回転機械の軸受監視装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57204590A JPS5997316A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | 回転機械の軸受監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57204590A JPS5997316A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | 回転機械の軸受監視装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5997316A true JPS5997316A (ja) | 1984-06-05 |
Family
ID=16492980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57204590A Pending JPS5997316A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | 回転機械の軸受監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5997316A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015523931A (ja) * | 2012-04-27 | 2015-08-20 | サムスン ヘビー インダストリーズ カンパニー リミテッド | 船舶用推進装置及びこれを備えた船舶 |
| WO2019078865A1 (en) * | 2017-10-19 | 2019-04-25 | Fmc Technologies, Inc. | WIRELESS SENSOR MOUNTED ON A SHAFT FOR A ROTATING MACHINE |
| GB2588273B (en) * | 2019-07-08 | 2022-09-21 | Skf Ab | Kingpin Unit |
-
1982
- 1982-11-24 JP JP57204590A patent/JPS5997316A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015523931A (ja) * | 2012-04-27 | 2015-08-20 | サムスン ヘビー インダストリーズ カンパニー リミテッド | 船舶用推進装置及びこれを備えた船舶 |
| US9963211B2 (en) | 2012-04-27 | 2018-05-08 | Samsung Heavy Ind. Co., Ltd. | Propulsion apparatus for ship and ship having the same |
| WO2019078865A1 (en) * | 2017-10-19 | 2019-04-25 | Fmc Technologies, Inc. | WIRELESS SENSOR MOUNTED ON A SHAFT FOR A ROTATING MACHINE |
| GB2588273B (en) * | 2019-07-08 | 2022-09-21 | Skf Ab | Kingpin Unit |
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